SU760006A1 - Method of measuring ferromagnetic material coercive force - Google Patents

Description

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано при контроле качества ферромагнитных материалов (ФММ) в лабораторных и производственных условиях.The invention relates to the field of magnetic measurements and can be used to control the quality of ferromagnetic materials (FMM) in laboratory and industrial conditions.

Известен способ измерения коэрцитивной силы, включающий намагничивание образца ФММ, размягчение его внешним полем и измерение напряженности поля в момент времени, когда индукция в образце равна нулю [1].There is a method of measuring the coercive force, which includes the magnetization of the sample FMM, softening it with an external field and measuring the field strength at the time when the induction in the sample is zero [1].

Недостаток известного способа заключается в том, что измеритель индукции измеряет не собственный магнитный поток образца, а эквивалентный поток в месте расположения измерителя индукций. ,,The disadvantage of this method is that the induction meter does not measure the sample’s own magnetic flux, but an equivalent flux at the location of the induction meter. ,,

Известен также способ измерения коэрцитивной силы ФММ, включающий перемагничивание образца в переменном магнитном поле и измерение значения напряженности поля, соответствующего нулевому значению индукции [2].There is also known a method for measuring the coercive force of FMM, including the reversal of the sample in an alternating magnetic field and the measurement of the field strength value corresponding to the zero induction value [2].

Недостатком этого способа измерение коэрцитивной силы ФММ является ограниченное быстродействие измерений, вызванное необходимостью нанесения на испытуемые образцыThe disadvantage of this method of measuring the coercive force of FMM is the limited measurement performance caused by the necessity of applying to the test samples.

22

ФММ измерительнь1Х обмоток и измерения индукции. .FMM measuring windings and measuring induction. .

Цель изобретения — повышение быстродействия измерений.The purpose of the invention is to increase the measurement performance.

Указанная цель достигается тем, что в способе измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов включающем перемагничивание образца в переменном магнитном поле и измерение значения напряженности поля соответству-щего нулевому значению индукции в образце, фиксируют напряженность поля в момент времени, когда ее первая производная по времени достигает минимума.This goal is achieved by the fact that in the method of measuring the coercive force of ferromagnetic materials including the reversal of the sample in an alternating magnetic field and the measurement of the field strength value corresponding to the zero value of the induction in the sample, the field strength is fixed at the time when its first time derivative reaches its minimum.

На фиг. 1 изображен вариант блок-схемы устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - экспериментальные зависимости напряженности и индукции в образце, а также первой производной напряженности по времени от времени в течение полупериода перемагничивания образца, соответственно кривые а, бив.FIG. 1 shows a variant of the block diagram of the device that implements the proposed method; in fig. 2 - experimental dependences of the intensity and induction in the sample, as well as the first derivative of the intensity with respect to time and time during the half-period of the magnetization reversal of the sample, respectively, curves a and b.

Физическая сущность явления, положенного в основу предлагаемого способа измерения коэрцитивной силы, объясняется нелинейнойThe physical essence of the phenomenon underlying the proposed method for measuring the coercive force is explained by nonlinear

3 ............................ 760006 43 ............................ 760006 4

зависимостью индукции в ФММ от напряженности внешнего намагничивающего поля, причем дифференциальная магнитная проницаемость ФММ при напряженности внешнего поля, равного коэрцитивной силе, имеет явно выраженный максимум, что при периодическом перемагничивании ФММ обуславливает минимум первой производной от напряженности поля по времени.the dependence of induction in FMM on the intensity of the external magnetizing field, and the differential magnetic permeability of the FMM with an external field strength equal to the coercive force, has a pronounced maximum, which during periodic magnetization reversal of the FMM causes the minimum of the first derivative of the field strength over time.

Из приведенных зависимостей (фиг. 2) следует, что при 1= 1ц_е мгновенное значение напряженности поля в образце равно коэрцитивной силе испытуемого образца ФММ Нс (так как индукция в образце при этом равна нулю), а первая производная от напряженности поля по времени имеет явно выраженный минимум, временное положение которого определяет момент измерения коэрцитивной силы.From the dependences (Fig. 2), it follows that when 1 = 1 _{c e, the} instantaneous field strength in the sample is equal to the coercive force of the test specimen FMM Hc (since the induction in the sample is zero), and the first derivative of the field strength over time has a pronounced minimum, the temporary position of which determines the moment of measurement of the coercive force.

Измерение коэрцитивной силы предлагаемым способом осуществляют с помощью устройства, в котором' испытуемый, образец 1 расположен в рабочем зазоре электромагнита 2, намагничивающая обмотка 3 которого соединена с выходом источника 4 периодического напряжения. Датчиком 5 напряженности магнитного поля в образце 1 является измерительная катушка поля, выход которой соединен со входами измерительного канала и канала формирования момента измерения мгновенного значения напряженности магнитного поля в испытуемом · образце 1,,равного его коэрцитивной силе. Измерительный канал содержит соединенные последовательно интегратор 6, ключ 7 и импульсный вольтметр 8. Канал формирования момента измерения образован соединенными последовательно двухполупериодным выпрямителем 9, первым дифференцирующим звеном 10, усилителем-ограничителем 11, вторым дифференцирующим звеном 12, триггером 13 и третьим дифференцирующим звеном 14, выход которого' соединен с управляющим входом ключа 7.The measurement of the coercive force by the proposed method is carried out using a device in which the test sample 1 is located in the working gap of the electromagnet 2, the magnetizing winding 3 of which is connected to the output of the periodic voltage source 4. The sensor 5 of the magnetic field strength in sample 1 is the field measuring coil, the output of which is connected to the inputs of the measuring channel and the channel for forming the moment of measurement of the instantaneous value of the magnetic field strength in the test sample 1, equal to its coercive force. The measuring channel contains a serially connected integrator 6, a switch 7 and a pulse voltmeter 8. The channel for forming the measurement moment is formed by connecting in series a full-wave rectifier 9, the first differentiating link 10, the limiting amplifier 11, the second differentiating link 12, the trigger 13 and the third differentiating link 14, output which 'is connected to the control input of the key 7.

Испытуемый образец 1 с помощью электромагнита 2, намагничивающая обмотка 3 которого питается током, создаваемым источником 4 периодического напряжения, перемагничивается по предельному гистерезисному циклу.The test sample 1 with the help of an electromagnet 2, the magnetizing winding 3 of which is powered by the current generated by the source 4 of a periodic voltage, the remagnetization of the limiting hysteresis cycle.

В датчике 5 индуцируется электрический сигнал, пропорциональный первой производной от напряженности поля в испытуемом образце по времени, форма которого представлена на фиг. 2. Этот сигнал подается на вход интегратора 6, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный напряженности магнитного поля в испытуемом образце 1, который подается на вход ключа 7.Sensor 5 induces an electrical signal proportional to the first derivative of the field strength in the test sample over time, the shape of which is shown in FIG. 2. This signal is fed to the input of integrator 6, the output of which produces a signal proportional to the magnetic field in test sample 1, which is fed to the input of key 7.

Сигнал, наведенный в датчике 5, выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 9, 'The signal induced in sensor 5 is rectified by a full-wave rectifier 9, '

дифференцируется звеном 10 и подается наdifferentiated by link 10 and served on

вход усиди геля-ограничителя II, на выходе которого образуется напряжение прямоугольной формы, которое дифференцируется звеном 12, на выходе которого образуются разнополярные импульсы, временное положение которых соответствует моментам экстремума сигнала, индуцированного в датчике' 5. Для выделения импульсов, временное положение которых соответствует минимуму первой производнойentrance of the limiter gel II, the output of which produces a rectangular voltage, which is differentiated by link 12, the output of which produces bipolar pulses whose temporal position corresponds to the extremum moments of the signal induced in the sensor 5. To isolate the pulses whose temporal position corresponds to the minimum first derivative

Ю от напряженности поля по времени,'положительные импульсы с выхода звена 12 подаются на счетный вход триггера 13, на выходе которого образуются прямоугольные импульсы напряжения, причем временное положение заднегоYu from the field strength in time, 'positive pulses from the output of link 12 are fed to the counting input of trigger 13, the output of which produces rectangular voltage pulses, with the temporary position of the rear

₁₅ фронта этих импульсов соответствует искомомумоменту времени. Выходное напряжение триггера дифференцируется звеном 14, на выходе которого образуются положительные импульсы напряжения, временное положение которых _{15 of the} front of these pulses corresponds to the desired time. The output voltage of the trigger is differentiated by link 14, the output of which produces positive voltage pulses, the temporary position of which

2₀ соответствует моменту минимума первой производной от напряженности магнитного поля в испытуемом образце 1 по времени.2 ₀ corresponds to the minimum time of the first derivative of the magnetic field strength in the test sample 1 in time.

Сформированные на выходе звена 14 положительные импульсы управляют работой клю2^ чевой схемы 7, на выходе которой формируются импульсы, амплитудные значения которых пропорциональны мгновенному значению напряженности магнитного поля в испытуемом образце 1, которое равно коэрцитивной силе. Амплитудное значение полученных импульсов измеряется импульсным вольтметром 8, шкала которого при соответствующей калибровке измерительного канала может быть проградуирована в значениях напряженности магнитногоThe positive pulses formed at the output of the link 14 control the operation of the key circuit 7, the output of which pulses are formed, the amplitude values of which are proportional to the instantaneous value of the magnetic field strength in the test sample 1, which is equal to the coercive force. The amplitude value of the received pulses is measured by a pulse voltmeter 8, the scale of which, with appropriate calibration of the measuring channel, can be scaled in the values of magnetic

₃₅ поля, а следовательно, по показаниям вольтметра можно производить непосредственный отсчет коэрцитивной силы испытуемого образца 1. ₃₅ field, and therefore, according to the testimony of a voltmeter, you can directly read the coercive force of the test sample 1.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов, включающий перемагничивание образца в переменном магнитномA method for measuring the coercive force of ferromagnetic materials, including the remagnetization of a sample in an alternating magnetic 45 поле и измерение значения напряженности поля, соответствующего нулевому значению индукции в образце, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, фиксируют напряженность поля. в45 field and measurement of the field strength value corresponding to the zero value of the induction in the sample, characterized in that, in order to increase the measurement performance, the field strength is recorded. at 50 момент времени, когда ее первая производная по времени достигает минимума.50 point in time when its first time derivative reaches its minimum.