SU725052A1 - Устройство дл измерени магнитного потока посто нных магнитов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано в лабораторных и производственных услови х.

Известны устройства, в которых измерение компонентов магнитного пол  производитс  путем изменени  площади обмотки, пронизываемой исследуемым потоком.. В указанных устройствах колебани  катушке сообщаютс  электромеханической системой или пьезоэлементом, а наведенна  в катущке электродвижуща  сила измер етс  подключенным к ршй электроизмерительным прибором 1.

Эти устройства обладают низкой чувствительностью , что особенно неблагопри тно сказываетс  на точности измерений при испытани х магнитов с объемом в несколько кубических миллиметров, т. е. с малым потоком .

Известно устройство, более простое по конструкции и эксплуатации, чем устройства с соленоидами, и обладающее большей чувствительностью, чем устройства с использованием катушек, соверщающих колебани  в магнитном поле магнита. Оно выполнено в виде жестко укрепленного пьезоэлемента , на конце которого расположен  корь из магнитом гкого материала - магнитопровод . В зависимости от величины магнитного потока в месте расположени 

 кор  преобразовател  возникающа  сила прит жени   кор  к полюсу магнита изгибает пьезоэлемент, что вызывает по вление ЭДС на его электродах 2.

Описанное устройство может быть прин то за прототип. Измерени  с помощью устройства сложны, так как дл  обеспечени  заданной стабильной чувствительности устройства необходимо соблюдать посто нную

скорость перемещени  магнита относительно неподвижного преобразовател  и неизменный зазор между  корем преобразовател  и полюсом контролируемого магнита. Кроме того, при измерении параметров неподвижного магнита затруднена регистраци  измен ющегос  во времени показани  прибора. Поэтому регистрирующий прибор должен обладать большим входным сопротивлением .

Устройство не может быть нрименено дл  измерени  параметров магнитов с объемом в несколько кубических миллиметров, так как оно обладает недостаточной чувствительностью к малым магнитным потокам.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и упрощение процесса измерени .

Сущность предложени  заключаетс  в преобразовании посто нного потока испытуемого магнита в переменный электрический сигнал при вынужденных периодических деформаци х пьезоэлемента.

Поставлеииа  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерение магнитного потока посто нных магнитов, содержащее консольно закрепленный пьезоэлемепт, магнитопровод и регистрирующий прибор, введены источник переменного тока, источник посто нного тока с дополнительной катущкой, установленной на центральной части магнитопровода , а также неподвижное немагнитное основание, на котором закреплен магнитопровод , выполненный в виде двух коаксиальных частей, а радиальном зазоре которых размещена с возможностью возвратнопоступательного движени  цилиндрическа  катушка, жестко соединенна  с подвижным концом пьезоэлемента и подключенна  с пьезоэлемеитом к регистрирующему прибору и источнику переменного тока.

На чертеже представлена функциоиальна  схема устройства - пример конкретного выполнени .

Устройство содержит, магнитопровод 1 с разомкнутой магнитной цепью, состо щей из двух коаксиальных частей и закрепленных на немагнитном основании 2, катушку 3, размещенную в радиальном зазоре магнитоировода 1 и закрепленную на подвижном конце пьезоэлемента 4. Выводы 5 пьезоэлемента 4 подключены к регистрирующему прибору 6. Выводы 7 катушки 3 подключены к источнику переменного тока 8. Испытуемый магнит 9 установлен одним из полюсов на среднюю часть магнитопровода 1.

Измерение магнитного потока испытуемого магнита производитс  следующим образом .

Магнит 9 размещаетс  любым полюсом на поверхности центральной части магнитопровода . Магнитный поток магнита замыкаетс  через магнитопровод 1, при этом в зазоре магнитопровода под вли нием взаимодействи  посто нного магнитного пол  и электромагнитного пол  цилиидрической катушки 3, заиитанной от источника переменного тока 8, возбуждаютс  механические колебани  катушки 3. Катушка 3, жестко св занна  с подвижным концом пьезоэлемента 4, своим колебательным движением вынуждает пьезоэлемент к изгибным деформаци м . На электродах пьезоэлемента по вл ютс  электрические переменные сигналы с частотой, равной частоте его колебаний . Эти сигналы поступают на регистрирующий прибор 6.

Магнитный поток в зазоре магнитопровода перпендикул рен направлению возвратно-поступательного движени  катушки, что повыщает чувствительность устройства.

Повышению чувствительности способствует также и выбор частоты периодических сигналов, подаваемых на выводы катущки, равной частоте резонанса электромеханического преобразовател , образованного ньезоэлементом и закрепленной на его конце катушкой,. В этом случае амплитуда колебаний пьезоэлемеита наибольша , т. е. наибольшую величину имеет и ЭДС на его электродах. Частота резонанса системы определ етс  гибкостью пьезоэлемента и суммарной массой пьезоэлемента и катушки.

Измерени  с помощью предлагаеьЛго устройства просты, так как не требуют перемеихени  магнита во врем  измерений и устаиовки зазора между магнитом и магнитопроводом , как это имеет место в прототипе. Устройство работоспособио и в том случае , когда регистрирующий прибор 6 подключей к выводам катушки 3, а источник переменного тока 8 - к выводам пьезоэлемента 4. При подаче периодических сигналов от источника переменного тока на пьезоэлемент возбуждаютс  периодические колебани  пьезоэлемента и закрепленной на его конце катушки в посто нном магнитном поле испытуемого магнита, а переменное напр жение , возникающее на выводах катушки , измер етс  регистрирующим прибором.

Дл  создани  эталонного магнитного потока можно использовать дополнительную катушку 10 с питанием от источника посто нного тока И. В отсутствие магнита на катушку подаетс  посто нный ток, возникает взаимодействие посто нного и переменного электромагнитных полей, при этом отклонение стрелки регистрирующего прибора пропорционально величине посто нного тока в калибровочной катушке. Использование калибровочной катущки позвол ет отказатьс  от эталонного магнита, который может мен ть свои свойства в зависимости от условий хранени . Дл  определени  пол рности полюсов установленного на центральную часть магнитопровода испытуемого магнита подаетс  питание на дополнительную калибровочную катушку, при этом направление создаваемого ею посто нного магнитного потока известно . При совпадении направлени  магнитных потоков катушки и магнита показание регистрирующего прибора увеличиваетс , и наоборот, если пол  противоположные, показание регистрирующего прибора уменьшаетс .

Claims (2)

1.Патент США № 2648046, кл. 324-43, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 317008, кл. G 01R 33/02, 1970.

:10