Устройство измерения характеристик магнитотвердых материалов

Техническое решение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения основных магнитных характеристик постоянных магнитов различных классов, например деформируемых сплавов железо-кобальт-хром, литых магнитов, высококоэрцитивных магнитов на основе гексаферритов, неодим-железо-бор и других.

Предлагаемое устройство измерения характеристик магнитотвердых материалов направлено на решение задач автоматизации процесса измерения, и регистрации характеристик и скорости перемагничивания образца; сокращения времени измерения; уменьшения габаритов устройства.

Поставленные задачи решаются тем, что в предлагаемом устройстве измерения характеристик магнитотвердых материалов вместо аналогового интегратора, устройства управления разверткой намагничивающего поля и самописца применяются электронный блок измерения и управления (ЭБИУ) на базе микроконтроллера и персональный компьютер (ПК).

Такое решение позволяет автоматически измерять, адаптировать процесс измерения магнитных параметров магнитотвердых материалов и отображать полученные значения с помощью персонального компьютера. В предлагаемом техническом решении появляются новые элементы связи с портами ПК и прикладное программное обеспечение. При измерении петли гистерезиса учет значений магнитных характеристик непосредственно в ходе процесса позволяет адаптировать подстройку скорости перемагничивания для исключения динамических ошибок.

Реализация полезной модели позволяет устранить все недостатки прототипа.

Техническое решение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения основных магнитных характеристик постоянных магнитов различных классов, например деформируемых сплавов железо-кобальт-хром, литых магнитов, высококоэрцитивных магнитов на основе гексаферритов, неодим-железо-бор и других.

Известно устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов (RU, 2001110302/28 2001.04.16), позволяющее определить одну из характеристик постоянных магнитов, не разрушая материал. Устройство содержит последовательно соединенные источник намагничивающего тока, первый коммутатор и электромагнит с датчиком поля, последовательно включенные второй коммутатор и аналого-цифровой преобразователь. Измерение коэрцитивной силы сводится к определению напряженности размагничивающего поля, при котором индукция в образце, намагниченном до насыщения, равна нулю.

Недостатком данного технического решения является то, что рассматриваемое устройство может замерить только одну из основных характеристик, определяющих свойства магнитного материала, а именно: коэрцитивную силу. Хотя известно, что в большей степени свойства магнитного материала характеризует зависимость магнитной индукции в материале от напряженности намагничивающего поля при его монотонном или скачкообразном характере изменения как по величине, так и по направлению (получение гистерезисной петли).

Известно устройство для измерения статических магнитных характеристик магнитотвердых материалов, производства экспериментального завода научного приборостроения, г.Черноголовка, с помощью которого возможно производить регистрацию гистерезисных циклов и определять основные параметры петли гистерезиса Н_см , Н_св, В_r, (ВН) _mах и другие. Устройство

содержит блок измерения и управления (1), электромагнит (3), источник питания электромагнита (2), датчики магнитного поля и потока (4), самописец (5). Но это устройство имеет следующие недостатки:

- перед началом измерения требуется выполнять вручную ряд подготовительных операций;

- регистрация результатов измерения осуществляется самописцем на бумаге в виде графика, из которого основные параметры петли гистерезиса определяются вручную;

- при измерении петли гистерезиса скорость изменения тока в электромагните, а, следовательно, скорость перемагничивания образца магнитного материала не зависит от его магнитной индукции, что приводит к динамическим ошибкам;

- процесс измерения занимает много времени.

Предлагаемое устройство измерения характеристик магнитотвердых материалов направлено на решение задач: 1) автоматизации

- процесса измерения характеристик и регистрации результатов измерения,

- скорости перемагничивания образца в зависимости от измеренного значения его магнитной индукции непосредственно в процессе измерения;

2) сокращения времени измерения;

3) уменьшение габаритов устройства.

Поставленные задачи решаются тем, что в предлагаемом устройстве измерения характеристик магнитотвердых материалов, содержащем блок измерения и управления, представленный аналоговым интегратором для измерения магнитного потока и устройством управления разверткой намагничивающего поля, самописец, источник питания электромагнита, электромагнит, датчики магнитного поля и потока, вместо аналогового интегратора, устройства управления разверткой намагничивающего поля и самописца вводятся

электронный блок измерения и управления (ЭБИУ) на базе микроконтроллера и персональный компьютер (ПК).

Такое решение позволяет автоматически измерять, адаптировать процесс измерения магнитных параметров магнитотвердых материалов и отображать полученные значения с помощью персонального компьютера. В предлагаемом техническом решении появляются новые элементы связи с портами ПК и прикладное программное обеспечение. При измерении петли гистерезиса учет значений магнитных характеристик непосредственно в ходе процесса позволяет адаптировать подстройку скорости перемагничивания для исключения динамических ошибок.

Полезная модель поясняется чертежом:

Фиг.1 - структурная схема устройства измерения характеристик магнитотвердых материалов.

Устройство измерения характеристик магнитотвердых материалов состоит из ЭБИУ (1), источника питания электромагнита (2), электромагнита (3), датчиков магнитного поля и потока (4) и ПК (5).

Работает устройство следующим образом:

Оператор с помощью прикладной программы ПК выдает команды микроконтроллеру ЭБИУ, который запускает соответствующий принятой команде процесс измерения и, в зависимости от запрограммированного в нем алгоритма и измеряемых значений, управляет этим процессом. Измеряемый образец с датчиками магнитного поля и потока помещается между полюсными наконечниками электромагнита, подключенного к источнику питания. Результаты измерения микроконтроллер пересылает в ПК для хранения и обработки. Прикладная программа ПК в зависимости от алгоритма и на основе сохраненных результатов измерения, производит расчеты и выводит на монитор ПК необходимые графики и результаты расчета.

Таким образом, реализация полезной модели решает все поставленные задачи.

Устройство измерения характеристик магнитотвердых материалов, содержащее блок измерения и управления, представленный аналоговым интегратором и устройством управления разверткой намагничивающего поля, самописец, источник питания электромагнита, электромагнит, датчики магнитного поля и потока, отличающееся тем, что аналоговый интегратор, устройство управления разверткой намагничивающего поля и самописец заменяются электронным блоком измерения и управления на базе микроконтроллера с персональным компьютером.