SU1133566A1 - Device for measuring magnetic characteristics of ferromagnetic materials - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее измерительное  рмо с магнитом гкими полюсами, намагничивающую катущку , подключенную к щинам возбуждени , измерительную катущку, подключенную к измерителю магнитной индукции, сквозной канал, проход щий вдоль полюса  рма со вставленной в него потенциально полюсной катушкой, один конец которой расположен на торцовой стороне испытуемого образца, а другой конец соединен с точкой посто нного потенциала, и подключенной к измерителю напр женности пол , измеритель индукции магнитного - пол , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены дополнительна  измерительна  катушка, компенсационные катушки, последовательно соединенные блок сравнени  и нуль-орган, последовательно соединенные регулируемый источник напр жени , фазовращатель и усилитель мощности , при этом дополнительна  измерительна  катущка расположена внутри второго магнитом гкого полюса симметрично относительно его продольной оси и удалена по этой оси от сквозных каналов, измеритель« на  и дополнительна  измерительные катущки подключены к входам блока сравнени , выход усилител  мощности соединен с последовательно включенными компенсационными катущками, расположенными в продольных част х сквозных каналов и охватывающий потенциально полюсные катущки. 00 00 сд о: 05A DEVICE FOR MEASURING MAGNETIC CHARACTERISTICS OF FERROMAGNETIC MATERIALS, which contains a measuring rod with magnetic poles, a magnetizing coil connected to the field windings, a measuring coil connected to the magnetic induction meter, a through channel, a passage through the slot, a slot and a slot and a slot. the end of which is located on the end side of the test specimen, and the other end is connected to the point of constant potential, and connected to the voltage gauge The magnetic induction meter is a field, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, an additional measuring coil, compensation coils, serially connected reference unit and zero-organ, serially connected adjustable voltage source, phase shifter and power amplifier are introduced into it, the additional measuring coil is located inside the second magnet of the soft pole symmetrically about its longitudinal axis and is removed along this axis from the through channels, the meter "And on the additional measuring katuschki connected to inputs of the comparison unit, an output power amplifier connected with series compensation katuschkami arranged in the longitudinal portions of the through channels and potentially covering katuschki pole. 00 00 pr o: 05

Description

Изобретение относитс  к магнитно-измерительной технике и предназначено дл  измерени  магнитных характеристик ферромагнитных листовых и ленточных материалов , а также изделий из них, в частности дл  измерени  характеристик эластичных магнито-м гких и магнитотвердых материалов .The invention relates to a magnetically-measuring technique and is intended to measure the magnetic characteristics of ferromagnetic sheet and strip materials, as well as products thereof, in particular for measuring the characteristics of elastic soft magnetic and hard magnetic materials.

Известно устройство дл  измерени  магнитных характеристик ферромагнитных материалов , содержащее П-образный сердечник с намагничивающей обмоткой, в зазоре которого находитс  потокочувствительный датчик, соединенный с выходом приборов, нуль-индикатор, регулируемый источник тока, дополнительный потокочувствительный датчик и дополнительный П-образный сердечник с компенсационной обмоткой, соединенной с регулируемым источником тока, расположенной параллельно основному сердечнику между его полюсами, а дополнительный потокочувствительный датчик расположен в зазоре дополнительного П-образного сердечника и соединен с нуль-индикатором 1.A device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic materials, comprising a U-shaped core with a magnetizing winding, in the gap of which there is a flow-sensitive sensor connected to the output of devices, a null indicator, an adjustable current source, an additional flow-sensitive sensor and an additional U-shaped core with a compensation winding connected to an adjustable current source located parallel to the main core between its poles, and the additional flow sensing The sensor is located in the gap of the additional U-shaped core and is connected to the null indicator 1.

Однако данное устройство имеет недостаточную точность измерени  в области низких частот из-за больших фазовых сдвигов (отсутствует компенсаци  фазовых сдвигов) и имеет ограниченное применение, так как не реализуемо дл  измерений характеристик магнитотвердых материалов.However, this device has insufficient measurement accuracy in the low-frequency region due to large phase shifts (there is no compensation for phase shifts) and has limited use, since it is not feasible for measuring the characteristics of hard magnetic materials.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  магнитных характеристик, содержащее потенциально полюсную катушку, измерительное  рмо с магнитом гкими полюсами, намагничивающую катущку, измерительную катушку , охватывающую испытуемый образец , подключенную к измерителю магнитной индукции, в магнитом гком  рме выполнен сквозной канал, проход щий вдоль полюса  рма со вставленной в него потенциально полюсной катушкой, один конец которой расположен на торцовой стороне испытуемого образца, а другой конец соединен с точкой посто нного потенциала, и подключенной к измерителю напр женности пол , потенциально полюсна  катушка выполн етс  также из двух или более частичных катушек, вставленных в соответствующие каналы 2The closest to the technical essence is a device for measuring magnetic characteristics, containing a potentially pole coil, a measuring magnet with magnetically poles, a magnetizing coil, a measuring coil enclosing the test sample connected to the magnetic induction meter, a pass-through channel is made in the magnetically strong frame along the pole with a potentially pole coil inserted in it, one end of which is located on the front side of the test specimen and the other end with one with the point of constant potential, and connected to the measuring field strength, potentially pole coil is performed as two or more sub-coils that are inserted into corresponding channels 2

Данное устройство имеет недостаточно высокую точность измерени , так как при его эксплуатации не учитываетс  вли ние неоднородности и распределени  магнитного потока, обусловленной сквозным каналом в торцовой части полюса (т.е. не учитываетс  уменьшение площади измерительной части полюса), кроме того, недостаточно высока  производительность труда при измерении образцов различных габаритов, что объ сн етс  необходимостью выполнени  и замены большого числа охватывающих катушек.This device has an insufficiently high measurement accuracy, since its operation does not take into account the effect of heterogeneity and distribution of the magnetic flux due to the through channel in the end part of the pole (i.e. the reduction of the area of the measuring part of the pole is not taken into account), besides, the performance is not high enough labor when measuring samples of various sizes, which is explained by the need to carry out and replace a large number of female coils.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Эта цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее измерительное  рмо с магнитом гкими полюсами, намагничивающую катушку, подключенную к шинам возбуждени , измерительную катущку, подключенную к измерителю магнитной индукций, сквозной канал, проход щий вдоль полюса  рма со вставленной в него потенциально полюсной катушкой , один «)нец которой располож.ен на торцовой стороне испытуемого образца, а другой конец соединен с точкой посто нного потенциала, и подключенной к измерителю напр женности пол , измеритель индукции магнитного пол , введены дополнительна  измерительна  катушка, компенсационные катушки, последовательно соединенные блок сравнени  и нуль-орган,This goal is achieved by the fact that a device for measuring the magnetic characteristics of ferromagnetic materials, containing a measuring rom with magnetically soft poles, a magnetizing coil connected to the field buses, a measuring coil connected to the magnetic induction meter, has a through channel running along the pole of the frame with an inserted into it is a potentially pole coil, one of which is located on the front side of the test sample, and the other end is connected to a point of constant potential, and connected minutes to gauge field strength, magnetic field induction meter, introduced an additional measuring coil, the compensation coil connected in series comparison unit and a zero-body,

последовательно соединенные регулируемый источник напр жени , фазовращатель и усилитель мощности, при этом дополнительна  измерительна  катущка расположена внутри второго магнитом гкого полюсаserially connected adjustable voltage source, phase shifter and power amplifier, with an additional measuring coil located inside the second magnet of the soft pole

симметрично относительно его продольной оси и удалена по этой оси от сквозных каналов, измерительна  и дополнительна  измерительные катущки подключены к входам блока сравнени , выход усилител  мошг ности соединен с последовательно включенньши компенсационными катушками, расположенными в продольных част х сквозных каналов и охватывающими потенциально полюсные катущки.symmetrically with respect to its longitudinal axis and removed along this axis from the through channels, the measuring and additional measuring rollers are connected to the inputs of the comparator unit, the output of the amplifier is connected to successively included compensation coils located in the longitudinal parts of the through channels and covering potentially pole coils.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит измерительное  рмо 1 с магнитом гкими полюсами, испытуемый образец 2, измерительна  катущка 3, потенциально полюсна  катущка 4, дополнительна  измерительна  катущка 5, намагничивающа  катущка 6, дополнительна  секци  7 намагничивающей катущки, компенсационна  катушка 8, блок 9 сравнени , нуль-орган 10, регулируемый источник 11 напр жени , фазовращатель 12, усилитель 13 мощности, измеритель 14 индукции магнитного пол , измеритель 15 напр женности пол .The device contains a measuring romo 1 with magnetically soft poles, test sample 2, measuring coil 3, potentially pole 4, extra measuring coil 5, magnetizing coil 6, additional section 7 magnetizing coil, compensation coil 8, compare unit 9, null organ 10 , an adjustable voltage source 11, a phase shifter 12, a power amplifier 13, a magnetic field induction meter 14, a voltage meter 15, a field.

Катушки 3 и 5 встроены в полюса и выполнены строго идентичными. Катушки изготавливаютс  в несколько р дов бескаркасной намоткой проводом диаметром 0,070 ,09 мм с последующим размещением в замкнутом квадратном или круглом пазу необходимой глубины.Coils 3 and 5 are embedded in the poles and are made strictly identical. The coils are made in several rows of frameless winding with a wire with a diameter of 0.070,09 mm with subsequent placement in a closed square or round slot of the required depth.

Потенциально полюсна  катущка 4 выполнена на немагнитном (гибком) сердечнике , на который нанесены несколько р дов провода диаметром с посто нной плотностью намотки витков по всей длине.The pole coil 4 is potentially made on a non-magnetic (flexible) core, on which several rows of wires with a diameter with a constant winding density of coils along the entire length are applied.

Компенсационна  катушка 8 N-слойна , с плотной намоткой по длине, соответствующа  продольной части сквозного канала, причем она охватывает потенциально плоскую катушку 4 до изгиба сквозного канала и состоит из двух катушек, которые размещены в сквозных каналах каждого  рма.The compensation coil 8 is N-layer, with a dense winding along the length corresponding to the longitudinal part of the through channel, and it covers the potentially flat coil 4 before the bending of the through channel and consists of two coils that are placed in the through channels of each rome.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Испытуемый образец 2 листового или ленточного материала, габариты которого превышают площадь полюсов измерительного  рма 1, помещаетс  между полюсами.A test specimen 2 of sheet or tape material, the dimensions of which exceed the area of the poles of the measuring tube 1, is placed between the poles.

Намагничивание образца 2 осуществл етс  от источника переменного тока, подключаемого к намагничивающей катушке 6, включенной последовательно с дополнительными секци ми 7 намагничивающей катушки 6, две секции которой располагаютс  на полюсах  рма 1 дл  дополнительного намагничивани  образцов при измерени х характеристик магнитотвердых материалов, а также повышени  эффективности экранировки контролируемого участка образца 2, расположенного в центральной части полюса от вли ни  потоков рассеивани  и внешних помех.Sample 2 is magnetized from an alternating current source connected to a magnetizing coil 6 connected in series with additional sections 7 of the magnetizing coil 6, two sections of which are located at the poles of the frame 1 for additional magnetization of the samples as well as improving the efficiency of magnetic materials. shielding of the monitored section of sample 2, located in the central part of the pole from the influence of scattering fluxes and external interference.

Сигналы с катушек 3 и 5 подаютс  на входы блока 9 сравнени , с выхода которого результирующий сигнал поступает на нульорган 10.The signals from coils 3 and 5 are fed to the inputs of comparator block 9, from the output of which the resulting signal is fed to the null organ 10.

Изменением амплитуды потенциала, поступающего от регулируемого источника 11 напр жени , с последующей регулировкой фазы, проводимой фазовращателем 12, наThe change in the amplitude of the potential coming from the regulated voltage source 11, with subsequent phase adjustment carried out by the phase shifter 12, on

компенсационную катущку 8 через усилитель 13 мощности необходимое значение тока, создающего дополнительный магнитный поток. При этом амплитуда тока и фаза выбираютс  такими, при которых выходной сигнал, фиксируемый нуль-органом 10, станет равным нулю.compensating coil 8 through the amplifier 13 power required current value, creating an additional magnetic flux. In this case, the current amplitude and phase are chosen such that the output signal, fixed by the null organ 10, becomes zero.

Дополнительный магнитный поток, создаваемый компенсационной катушкой, измен ет значение сигнала, снимаемого с ка тушки 3 до соответствующего значени , снимаемого с катушки 5. Сигнал с катушкиThe additional magnetic flux created by the compensation coil changes the value of the signal taken from coil 3 to the corresponding value taken from coil 5. Signal from the coil

3,соответствующий истинному значению магнитной индукции, фиксируетс  измерителем -14 индукции.3, corresponding to the true value of the magnetic induction, is recorded by an induction meter -14.

5 Измеритель 15 напр женности, подключенный к потенциально полюсной катушке5 A voltage meter 15 connected to a potentially pole coil

4,фиксирует также значение напр женности магнитного пол  в образце 2на контролируемом участке.4, also records the value of the magnetic field strength in the sample 2 in the controlled area.

Таким образом, выполнение дополнительного паза дл  дополнительной катушки 5 способствует симметричному распределению магнитного потока на полюсах, а также выравниванию его плотности, что увеличивает точность измерени .Thus, making an additional groove for the additional coil 5 contributes to a symmetrical distribution of the magnetic flux at the poles, as well as equalizing its density, which increases the measurement accuracy.

5 Введение компенсационной катушки 8 с элементами регулировки амплитуды и фазы способствует созданию дополнительного магнитного потока, что устран ет погрешность , вызываемую уменьшением площади измерительной части полюса ( неоднородностью распределени  различной плотностью магнитного потока и потоками рассеивани  измерительной части полюса).5 The introduction of a compensation coil 8 with amplitude and phase adjustment elements contributes to the creation of an additional magnetic flux, which eliminates the error caused by a decrease in the area of the measuring pole part (non-uniform distribution with different magnetic flux density and dissipation fluxes of the measuring pole part).

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее измерительное ярмо с магнитомягкими полюсами, намагничивающую катушку, подключенную к шинам возбуждения, измерительную катушку, подключенную к измерителю магнитной индукции, сквозной канал, проходящий вдоль полюса ярма со вставленной в него потенциально полюсной катушкой, один конец которой распо ложен на торцовой стороне испытуемого образца, а другой конец соединен с точкой постоянного потенциала, и подключенной к измерителю напряженности поля, измеритель индукции магнитного поля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительная измерительная катушка, компенсационные катушки, последовательно соединенные блок сравнения и нуль-орган, последовательно соединенные· регулируемый источник напряжения, фазовращатель и усилитель мощности, при этом дополнительная измерительная катушка расположена внутри второго магнитомягкого полюса симметрично относительно его продольной оси и удалена по этой оси от сквозных каналов, измерительная и дополнительная измерительные катушки подключены к входам блока сравнения, выход усилителя мощности соединен с последовательно включенными компенсационными катушками, расположенными в продольных частях сквозных каналов и охватывающий потенциально полюсные катушки.DEVICE FOR MEASURING THE MAGNETIC CHARACTERISTICS OF FERROMAGNETIC MATERIALS, containing a measuring yoke with magnetically soft poles, a magnetizing coil connected to excitation buses, a measuring coil connected to a magnetic induction meter, a through channel passing along the pole end of which has one pole along the pole of the yoke is located on the end side of the test sample, and the other end is connected to a point of constant potential, and connected to a field strength meter, magnetic field induction meter, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, an additional measuring coil, compensation coils, series-connected comparison unit and zero-organ, series-connected adjustable voltage source, phase shifter and power amplifier are introduced into it, with an additional the measuring coil is located inside the second soft magnetic pole symmetrically with respect to its longitudinal axis and is removed along this axis from the through channels, the measuring and additional itelnaya measuring coils are connected to the inputs of the comparator, the power amplifier output is connected with series compensation coils disposed in the longitudinal parts through channels and potentially covering pole coil. >>