Устройство для измерения магнитной проницаемости замкнутых магнитных сердечников

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистически»

Республик,,656000 (61) дополнительное к авт. с®ид-ву

3 (И) М. Кл.

@01 В ЗЗ/12 (22) Заявлено 04.01,74 (Я)1984476/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гвщдарстаениый вмитет

СССР аа делам изобретение а аткрмтнй

Опубликовано05.04.79.бюллетень № 1З (53) УДК 621.317..44(088.8) Дата опубликования описания 09 04.79 (72) Авторы изобретения

A. Ю. Земель и О. Н. Канашков

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ПРОНИБАЕМОСТИ

ЗАМКНУТЫХ МАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ

Изобретение относится к технике измерений магнитных параметров материалов.

Устройство замкнутых магнитных сердечников для измерения магнитной проницаемости позволяет непосредственно, без предварительных расчетов, получить значе- 5 ния составляющих комплексной проницаемости в зависимости от частоты, поэтому оно может найти применение не только для .научно-исследовательских, но и дпя произ= водсгвенных целей. Предлагаемое устройство предназначено также для радиочастотного диапазона, где большинство ферригов имеет характерные области спектра.

Известные устройства аналогичного назначения, содержащие регулируемый источник тока, интегрирующий усилитель и выпрямительный мост позволяют замерять либо действительную составляющую (упругую) магнитной проницаемости, либо мнимую (потери), как правило, на фиксированной частоте (lj .. Их недостатокневозможность непосредственного измерения обеих составляющих магнитной проницаемостии.

Известны устройства для измерения магнитной проницаемости замкнутых магнитных сердечников, состоящие из регулируемого источника намагничиваюшего гока, намагничиваюшей и измерительной обмоток, интегрирующего усилителя, связанного с измерительной обмоткой, фазоврашателя, подключенного к намагничиваюшей обмотке, и регистрируюшитт, приборов f 2).

Их недостатком является невозможность непосредственного получения частотной зависимости составляющих комплексной магнитной проницаемости.

Бель изобретения — непосредственное получение частотной зависит алости cocrasnsюших комплексной магнитной проницаемости. Эта цель достигается тем, что устройство дпя измерения магнитной про-: ницаемости замкнутых магнитных сердечников, содержащее регулируемый источник намагничиваюшего гока, намагничиваюшую и измерительную обмотки, интегри656000 руюший усилитель, связанный с измерительной обмоткой, фазоврашагедь, подключенный к наглагничивающей обмотке, и регисгрирую1цие приборы, снабжено двумя синхронными де гекторами, подключенными к выходу интегрирующего усилителя, управляющий вход первого синхронного детектора связан с выходом регулируемого источника намаг11ичивающего гока непосредственно, а управляющий вход второго синхронного детектора - через 90 фазоapaHlarenb, выходы же обоих синхронных детекторов подкдючены к соответствующим регистрирующим приборам.

Блок-схема преддагаемого устройства для измерения магнитной проницаемости замкнутых магнитных сердечников включает в себя сдедующие блоки:

1 — регулируемый ди апазои ный ис точник намагничивающего тока, 2 и 3 намагничивающая и измерительная обмотки соответственно, 4 — интегрирующий усилитель

5 и 6 - синхронные детекторы с регистрирующими приборами, показываюгпими значения действительной и мнимой состав.ляющих комплексной магнитной проницаемости, 7 - широкополосный иди перестраиваемый фазовраша гель.

Оба синхронных детектора включены на выход интегрирующего усилителя 4, причем управляющий вход первого синхронного детектора 5 связан с выходом диапа.— зонного источника 1 намагничиваюшего тока непосредственно, а управдяющий вход второго синхронного детектора 6 - через широкополосный иди перестраиваемый фазовраша тель 7.

Устройство работаег следующим образом.

При намагничивании сердечника с помощью иамагничивающей обмотки переменным током or дианазонного источника электродвижушая сила, индуцируемая и измерительной обмотке 3 испытуемого образца, содержит действительную и мнимую составляющие, величина которнх пропорциональна действительной и мнимой составляющим комплексной магнитной проницаемости (p и ф 1). Сказанное можно проиллюсгрирова гь.

ЭДС, наводимая в измерительной обмотке, равна производной магнитного потока по времени

84>4<1. цв <> ф, дЬ

-uu 8В(Юсова(щЬсМ, где ф(4)- магнитный поток в сердечнике;

-5 — сечение сердечника;

3(t)- магнигная индукции;

3 - амплитудное значение магнитной индукции;

3 - сдвиг фаз между индукцией и напряженностью намагничивающего поля.

По блок-cõåìå ЭПС, наведенная на измерительной обмотке, подается иа интегрирующий усилитель 4. ИнгегрироваИ ние позволяет получить величину напряжения, не зависящую от частоты и про«орциональную тодько величине индукции в сердечнике

0- (Ed% =-5 Basin (cut-Д 1=

5{5 cosd".ыг v4 - Вт ы 1 сР.соб Qt) =

= - 5 { H w О и с О я д . ь щ ц.г Н111,О П Я ill О ° QQg ц ) . гдето т, — подная магнитная проницаемость;

Н вЂ” амплитуда напряженности магниттп но1 о поляе

Иэвестио чтОАл "-,Оп.сО9д и,О = Ои 6 (т1д являются действительной и мнимой сосгав-, дяюгц 1ми комплексной магнитной проницаемостии

Получаем: (- {Н ги A 81 (ВФ,- Ни,1,и ссгпо c&t )-- @ ()., lrl 4-U CoS use.

Т.е. на выходе интегрирующего усилителя 4 имеем напряжение, две составдяю» шие которого сдвинугы относительно друг о

3$ друга по фазе на угол 90 . Причем величина действительной составляюи1ей напряжения пропорциональна величине действитедьиой составляющей комплексной магнитной проницаемости, а величина мнимой

gQ a составляющей напряжения - мнимой составляющей комплексной магнигйой проницаемости. Следовательно, если зафиксировать значения составляющих напряжения на выходе интегрирующего усилителя 4, то этн значения будут пропорциональны величинам сосгавдяюп1их комплексной магнитной проницаемос ги.

Выделение этих составляющих возможно с помощью синхронных детекторов (фазочувсгвигельных выпрямителей). Йля этой цели используются два синхронных детектора 5 и 6, включенных на выход интегрирующего усидигеля 4-, причем первый иэ них управляется сигналом, синфаэным с намагничивающим током, протекающим по намагничивающей обмотке 2 (г.е. управдяющий вход его соединен непосредственно с выходом диапазонного генератора), а второй управляется напряжением, 656000

:! дечннков; содержащее регулируемый источник намагничиваюшего тока, нвмагничиваюшую и измвритедьную обмотки, интегрирующий усилитель, связанный с из у меригедьной обмоткой, фазовращагель, подключенный к нвмагничи вающей обмотке, и регистрирующие приборы, о г л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью не:посредственного получения частотной за« й- !0 висимости составляющих комплексной магв- нитной проницаемости, оно снабжено двумя синхронными детекторами, подключене ными к выходу интегрирующего усилителя, управляющий вход, первого синхронного деи- И гектора связан с выходом регулируемого источника намагничиваюшего тока непои средственно, а управляющий вход второго о синхронного детектора - через 90 фазоврашатель, выходы обоих синхронных дег- 20 гекторов подключены к соответствующим о регистрирующим приборам. сдвинутым относительно первого по фазе о на 90, поэтому его управляющий вход соединен с выходом генератора через ши рокополосный или перестраиваемый фазоврвшагель 7.

На выходе синхронных детекторов стоят регистрирующие приборы, проградуирован ные непосредственно в значениях составляющих комплексной магнитнойпроницаемости. т.е. с помошью предлагаемого устро ства можно снять частотные спектры соста дяюших магнитной проницаемости в радиочастотном диапазоне, твк как синхронны детекгоры являются очень широкополоснь ми устройсгвами. Кроме того, можно сн мать магнитные спектры при различных напряженностях магнитного поля, г.е. пр различных амплитудах нвмагничиваюшего гока.

Из-за простоты блок-схемы и огсугс вия большого числа регулировок, особенн при использовании широкополосного фазоврашагеля," прибор прост в эксплуатации и можег быть применен не только для научно-исследовательских, но и для производс тве нных. целей. формула изобретения

Устройство для измерения магнитной проницаемости замкнутых магнитных серИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кифер И. И. Испытания ферромагнитных материалов. М., Госэнергоиздаг, 1962, с. 234.-237.

2. Авторское свидетельство СССР

% 444142, кд. 9 01 К 33/12, 1972.

Составитель Е. данилина

Редактор Н. Вирко Техред 3.. Фанта . Корректор М Пожо

Заказ 1510/Збй Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4