Осциллографический феррометр

л у

t библ, .

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 510081 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву 192937 (22) Заявлено11.12.72 (21) 1852581/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.10 «E 1o eTeH1 ¹ 37

i (45) Дата опубликования описания01.03.77 (51) М Ka

С701 R 33/12

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УД1 621 317 44 (088.8) В. М. Могилевский, Н. Ф. Дерига и В. П. Екимов (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ФЕРРОМЕТР пряженности магнитного поля, дифференциатором и автокоммутатором с переключателем фазы Н, функциональносвязанными между собой.

На чертеже изображен феррометр.

Намагничивающее устройство в виде понижаюшего трансформатора 1 имеет одновитковую вторичную обмотку 2, в которую включен эллипсоидальный соленоид 3, В последнем установлены измерительная и компенсационная катушка канала 3 4 и датчик поля Н 5. В измерительных каналах включены фазокорректоры 6, интеграторы 7 масштабно-делительные звенья 8, сумматор

9, связанный с ними переключателем, и дифференциатор 10. Выход дифференциатора связан со входами блоков вычисления дифференциальной проницаемости ио11 и вычисления потерь 12. Вход дифференциатора соединен со входами автокоммутатора 13, блоков измерения мгновенных значений 1 и Н 14 и формирования изображения осей 15

Блок формирования строб-импульсов 16 включает преобразователь 1 7 синусоидального сигнала в прямоугольный того же пеИзобретение относится к технике быстрых магнитных измерений ферромагнитных образцов и изделий стержневых форм в сильных переменных магнитных полях.

Известен осциллографический феррометр 5 по авт.св. K.. 192937, недостатками которого являются значительная трудоемкость и низкая точность определения козрцитивной силы и остаточной намагниченности, дифференциальной проницаемости и потерь, 10 отсчитываемых по экрану ЭЛТ (электроннолучевой трубки), калибруемому по параметрам вершины петли перемагничивания .

Низок также коэффициент использования экрана - ЭЛТ вследствие невозможности t5 учета нелинейных искажений, вносимых ей.

Предложенный феррометр отличается тем, что он снабжен стробирующим преобразователем, преобразователем мгновенных значений и Н в постоянное напряжение, 20 блоком вычисления дифференциальной магнитной проницаемости и восприимчивости, блоком вычисления полных потерь, блоком формирования масштабно помеченных координатных осей 1 — намагничивания и Н вЂ” на- 25

Институт физики им. Л. B. Киренского и Новосибирский государственный ордена "Знак Почета" завод точного машиностроения

51 риода, выход которого соединен со входом триггера 18, делящего частоту следования прямоугольных импульсов на два выход которого соединен с одновибратором 19 через регулируемый от 0 до Т элемент задержки 20. Одновибратор 19 формирования прямоугольного строб-импульса через инвертируюший усилитель 21 связан с модулятором 22 ЭЛТ 23 и с входами амплитудных модуляторов 24-27 блоков и:- мерения мгновенных значений 3 Н, 14, вь числения р д 11.

Блок 14 измерения мгновенных значений 1 и Н включает амплитудные модуляторы 24 и 25 каналов Н и 3 управляемые строб--импульсами с усилителя 21, на выходе которых включены амплитудные детекторы 28, 29, 3 и Н, соединенные с показываюшими приборами 30 и 31, чувствительными к полярности сигналов и градуированными в масштабных единицах намагниченности Д и поля Н.

Блок 11 вычисления дифференциальной проницаемости и восприимчивости включает амплитудные модуляторы 26 и 27 каналов Н и 3, управляемые строб-импульсом усилителя 21, выходы которых соединены с амплитудными детекторами 32 и 33, из которых первый соединен с ключом 34, выход которого связан с преобразователем

35 напряжения во временной интервал, выход последнего соединен с одним входом триггера 36, а другой вход которого соединен с тактовым генератором 37. Вь ход триггера 36 соединен со входами управления ключа 34 и амплитудного модулятора 38, Выход амплитудного модулятора 38 связан через фильтр 39 с показываюшим прибором 30, градуированным в масштабных единицах/0 д

Блок 12 включает схему сложения 4-0 с квадратом 41 на выходе и схему вычитания 42 с квадратом 43 на выходе. Причем выходы блоков 41 и 43 соединены со входом схемы вычитания 44, выход которой соединен с интегратором 4Â. Выход последнего связан со входом показываюшего приб-ра 30, градуированного в масштабных единицах полных потерь.

Блок 15 включает генератор импульсов пометки осей 46, вход которого соединен с выходом масштабного звена 8 канала Н, а выход с последовательно соединенными десятичными делителями частоты 47 и 48, управляющими генератором пилообразного напряжения 49. Выход генератора 49 связан со входами схем сравнения 50 и 51 каналов J и Н, вторые входы которых соединены с входами дифференциатора 10 канала и звена 8 каналами Н. Выходы схем срав0081

4 б

lO

l5

39

ЗО

U(d Д/сй) сП

Ll(,il-li,Н = dH = d тактовый авто генератор прямоугольных импульсов периода Т 37 опрокидывает триггер 36, открывающий ключ 34 и амплитудный модулятор 38, и FB преобразователь

35 поступает сигнал с детекторе канале Н нения 50 и 51 соединены со входами схем совпадения 52 и 53, вторые входы которых связаны с выходами триггера 54. управляемого сигналом делителя 48, а выходы схем совпадения 52 и 53 соединены с управляющими входами ключей 55, 56 в каналах

J и ц вторые входы которых соединены с выходом генератора 49. Выходы ключей

55 и 56 связаны со входами автокоммутатора 13, с которыми также соединены выходы схем совпадения. 57 и 58 каналов 3 к

Н, входы к оторых соединены с в ыхода ми делителя 47, выходом генератора 46 и выходом триггера 54. Выходы автокоммутатора 13 соединены с отклоняющими пластинами 59 ЭЛТ 23, Феррометр работает следуюшим образом.

Сигналы датчиков cl3(df и d Н О+ поступают в каналы j и Н, rge корректируются фазокорректорами, интегрируются интеграторами, приводятся к еди::ому масштабу и через переключатель поступают на сумматор или непосредственно на дифференциатор. В первом случае сумматор выполняет операцию B=H+ J и с выхода дифференциатора снимается сигнал d8(dt > во втором случае — сигнал сД ф- . Сигнал

Н (t ) преобразуется в прямоугольные импульсы, запускаюшие триггер 18, прямоугольные импульсы заданной длительности которого задним фронтом запускают одньвибратор 1 9 строб-импульса длительности много меньшей периода поля, поступаккдего на моделируюший электрод 22 ЭЛТ и фиксируюшего яркостной меткой точку наблюдения на петле перемагничивания, индуцируюшейся на экране ЭЛТ при подаче сигналов J (t ) и Н (t ) через автокоммутатор 13 на пластины ЭЛТ. При этом параметры j и Н B фиксированной spKocTной меткой точке петли отсчитываются по калибраторам, для чего сигналы (t ) и

Н (4 ) подаются на амплитудные модуляторы блока 14, управляемые указанным строб- импульсом, и детектируются.

Одновременно сигналы д3/d $ или dg/

Jdt и 0Н(с!Ф поступают на входы амплитудных модуляторов 26 и 27, управляемых тем же строб-импульсом и де-ектируются амплитудными детекторами 32, 33, Юля вычисления дифференциальной восприимчивости делением этих сигналов в заданной точке

51 преобразуемый им в интервал временит

1 Ll(dH/Ì)â конце которого преобразователь (Н генерирует короткий импульс, возвращающий триггер 36 в исходное положение, при котором ключ 34 и модулятор 38 заперты и т.д. На выходе амплитудного модулятора

38 последовательность импульсов длительности тн и периода Т имеет амплитуду

u(dJ flak), а среднее значение ее

1 с (с - Т

0(д3 Iota)

U =К с Р p U((lH/dr. ) 0081 6

ЭЬ

60 где К - масштабный коэффициент.

Сигнал с фчльтра 39 ненулевых частот поступает на показывавший прибор 30. Для точного измерения коэрцитивной силы Н яркостная метка выводится в положение, при котором дифференциальная восприимчивость достигает максимума и Н отсчитывается по прибору 31.

Йля точного измерения остаточной намагниченности J I, или В, автокоммутатор 13 периодически через период частоты намагничиваюшего поля переключает фазу сигнала H.

В результате на экране ЭЛТ индуцируется совмещенное изображение петли перемагни- . чивачия и ее зеркального отображения относительно оси . Яркосгная метка фиксируется в точках пересечения ветвей э тих петель и 3 „отсчитывается по прибору 30. Одновременно осущес твяе тся контроль размагни ченнос ти измеряемых образцов по симметрии относительно оси Н дифференциальной воспримчивости в центральнс симметричных точках петли., ля вы лсления полных потерь сигнала

П l 3+ или d5(df иН(1)поступают на входы с.сем вычитывания и сложения блока 12, в котором на выходе схемы вычитания 44 реализуется операция (cL3 + Н, — (cia -H) =

= 4H d3, а на выходе интегратора 45 сигнал U = 4aSHd3=KpР, где k р — масштабный коэффициент потерь;

P - полные потери.

Блоком вычисления потерь 12 прибор аттестуется эталонным образцом, аттестованным органами Госстандарта по полным потерям P в режиме насыщения 3 при достижении постоянного уровня отсчета потерь IIo прибору 30. Яркостная метка выводится при этом на вершину петли, а показывающий прибор градуируется величиной Зт„

Лля непосредственного документирования измеряемых образцов воспроизведением иэображения петли пер емагничивания и уменьшения погрешностей отсчета вследствие нелинейных искажений, вносимых ЭЛТ и тем саб !

Ф

l5

36 мым увеличения коэффициента использования экрана введен блок индикации калиброванных помеченных координатных осей, работающих следуюшим образом.

Генератор коротких импульсов масштабной пометки осей 46, синхронизированный с сигналом Н, частота которого целится дважды в отношении 1;10 делителями

47 и 48, задает длительность пилообразных импульсов генератора 49.

Амплитуда пилообразного напряжения генератора 49 ограничивается до величин, равных амплитудам сигналов H „и J „„ посредством схем сравнения 50 и 51, сигналы с выхода которых через такт открывают ключи 55 и 56 при помощи схем сов-падения 52 и 53, на вторые входы которых подаются тактовые амплитуды от триггера

54, управляемого сигналами с делителя 48 генератора масштабной пометки осей. Пилообразные сигналы с ключей, имеющие амплитуды Н „, и 3 „, поступают на автокоммутатор 13, который через период намагничива ющего поля подае т и х ча плас тины ЭЛТ, чередуя их с подачей сигналов Н (т ) и 3 (с ). Наложечием импульсов масштабной пометки с генератора 46 и делителя

47 образуют импульсы масштабной шкалы, которые схемами совпадения 57 и 58 подаются на отклоняющие пластины в тактовые промежутки между прохождением пилообразных напряжений, чем обеспечивается равномерность свечения изображений петли, осей и десятичной пометки.

Ф ормула изобретения

1. Феррометр для осциллографического измерения магнитных характеристик стержневых образцов магнитотвердых материалов по авт.св. K 192937, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он снабжен стробируюшим преобразователем, преобразователем мгновенных значений 1 и Н в постоянное напряжение, блоком вычисления дифференциальных магнитных проницаемости и восприимчивости, блоком вычисления полных потерь, блоком формирования масштабно помеченных координатных осей J u

Н, дифференциатором и автокоммутатором с переключателем фазы канала Н, причем вход стробируюшего преобразователя соединен с выходом масштабного звена канала Н, а выход — с модулируюшим электродом ЭЛТ и амплитудными модуляторами блоков преобразования мгновенных знач ний и Н и блоком вычисления од или 7 д входы преобразователей мгновенных значений соединены с выходами масштабного звена канала Н и интегратора или сумматора канала 3> входы блока вычисления рд

51 или с оединены с о входами интегра торя канала Н и выходом дифференциатора канала J входы блока вычисления потерь соединены с выходами дифференциатора канала и масштабного звена канала Н; а выходы названных блоков соединены с соответствующими калибраторами, проградуированными в масштабных единицах магнитных величин; вход блока формирования осей J n H соединен с выходами масштабного звена канала

Н и дифференциатора канала j,а выход— с пластинами ЭЛТ через автокоммутатор, вход которого соединен с выходом масштабного звена канала Н.

2. Феррометр по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что стробирующий преобразователь снабжен инвертирующим усилителем, соединенным с модуляторами преобразователя мгновенных значений J и Н, а вход

0081

8 его соединен с формирователем стро -импульса.

3. Феррометр по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что блок формирования калиброванных осей включает генератор импульсов масштабной пометки, вход которого соединен с выходом масштабного звена канала Н, а выход соединен с последовательными масштабными, например десятичными, делителями частоты, соединенными с гене ратором пилообразного напряжения, а выход последнего соединен сс входами схем сравнения 3 и Н, вторые входы которых соединены со входом дифференциатора кана36 ла 3 и выходом масштабного звена канала Н, причем выходы схем сравнения соединены со схемами совпадения, ключами в каналах J и Н и триггером, а выходы клю чей - со входом автокоммутатора.

510081

Составитель И. Ардашева

Редактор О. Филиппова Техред М. Левицкая Корректор Куприянов

Заказ 5361/163 Тираж 1029 Подписное

1ЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

По делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4