SU849118A1 - Устройство дл измерени потерь энергииНА ВРАщАТЕльНый гиСТЕРЕзиС - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к намерению магнитных величин, а более-конкретно к намерению и изучению физики гистерезис са во врашаюшвугс  магнитном поле, и может быть использ(жано дл  исследовании различных магнитных материалов, примен оопах в приборостроении дл  в готсвлени  навигационной аппаратура раз личного назначени , кроме того, оно может найти применение в электротехнике при создании гистерезисных электродвига телей. . Известно устройс-гао дл  измерени  вралаюшего механического момента но пыоуемого м нитного образца, сод жашее подвесную систему с зеркалом и рам кой с градуировочной и компенсационной обмопсами, посто нный магнит, электромагнит , источник света, датчик угла поворота электромагнита, фотоэлектрический усилитель, к выходу которого подключен кс 4пенсационна  обмотка рамки и кзмер тельный прибор l. Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность непосредственного измерени  величшоа ПЕГ, дл  нахождени  которой необходимо измерение параметров электрического сигнала, пршорционального вращаюшз«ту механическому моменту образца, на двухкоординатном самопвгоце с записью на нормированной бумаге, планиметрирование плошади гистерезисной кривой или ее вырезание и взвешввание на аналитических весах, вычисл ние . С п(ж«ощью планиметра не удаетс  с достаточной точностью прсжодитъ вычисление площади гистереэвсной кривой дл  материалов с малыми потер ми на вращательный гистерезис ( .ПВГ ) или сложной кристаллической структурой, у которых форма кривой практически не позвол ет пользоватьс  планиметром. Цель изобретени  - повышение точное ти и быстродействи  измерени  величины потерь энергии на вращательный гистере зис в магнитных материалах.

Указанна  Депь достигаетс  т&л, что в устройстве , содержащий подвесную систему с зеркалом и рэмкой с градуира вочной и к лпенсационной обмотками, посто нный магнит, эпектрсж1агнит , источ , ник света, датчик угла поворота электромагнита , двфференциальный фотоэлемент и св занный с ним фотоэлектрический усилитель, к выходу котфого подключена кс  пенсаднонна  обмотка рамки, измер - ю тельный прибф, введены последовательно соединенные с выходом фотоэлектричкакого усилител  масштабный усилитель и интегратор, своим выходом подключенный nejfflOMy входу измерительного прибора, 15 а также хронирующий блок, вход которого в зан с датчиком угла повЪрота электрот агнита, а выход - со вторым входом и тегратора и Еимерительного .

На чертеже преде тавнена функциональНа  схема устройства дл  измерени .

Устройство содержит посто нный агнит 1, псмдаесную ст:тему 2, на стерж не которой закреплены зеркало 3 и рамка 4 с х задуировочной обмоткой 5, исспе дуемый магнитный образеи 6, электромагнит 7 дл  намагничени  образца, точник 8 света, датчик 9 угла поворота электромагнита , дифференциальный фотаэлайент lO, фотоэлектрический ус рлвтель 11, кс9лпенса1шонна  сюмотка 12, масштабнь1й усилитель 13, интетратср 14, хронируклций блок 15, измерительный rtpyt-бор 16.

В предпочтительной фoJЛvfe выполнени  в роли измерительного приб(а исполызуетс  Цифровой вольтметр, интегратор  вл етс  аналоговым и выполнен на базе усилител  посто нного тока.

Устройство работает следующим обра3C vI .

/

При помещении исследуемого магнирнсно образца 6, закрепленного на подвесной систет е 2, в посто нное однород- 45 ное магнитное поле, созданное электромагнитом 7, на образец действует вращающийс  момент, стрем щийс  псюернуть образец так, чтобы ось легкого намаг нич ивани  была параллельна вектору напр женности магнитного пол . Вследствие поворота образца 6 происходит поворот всей подвесной системы 2, на которой наход тс  также зеркало 3 и рамка 4 с обмоткой. При повфоте зеркала 3 от раженный луч производит разбаланс моста , плечами которого  вл етс  дифференциальный фотоэлемент 1О. Напр жение рассогласовани  подаетс  на фотоэлектрический усилитель 11, нагрузкой которого  вл етс  компенсационна  обмотха 12 рамки 4. В результате взаимодействи  пол  кca пeнcaшIoннoй обмотхи 12, по которой течет пропорциональный напр жению разбаланса моста ток, с полем пос-гто нного магнита 1, рамка 4 создает ащающий момент, равный и противоположный по направлению вращающему моменту образца 6. Выходное напр жение фотоэлектрического усилител  11, пропсу циональное вращающему моменту образца, подаетс  через масштабный усилитель 13 на 1штет ратс 14 и на измерительный прибор 16, например иифрс®,ой вольт метр.

Масштабный усилитель 13 Имеет несколько динамических диапазонов амплитуд с плавной перестройкой коэффициента, усилени , который выбираетс  дл  каждог образца специально в зависимости от в&личины сигнала и объема образца, скорости вращени  магнита и с учетом сог лассвани  выхода масштабного усилител  со входом усилител  посто нного тока датегратс а, линейный участок входной х актервстикн которого ограничен.

Штегратор 14 производит аналсггазое интегрирование напр жени  с выхода масштабного усилител  13 только во врем  вращени  электромагнита 7 вокруг образц что обеспечивает хрон ующий блок 15, св занный с датчиком 9 угла поюрота электромагнита. Сигнал с датчика 9, соответствующий углу О, т.е. началу вращении , форм1фуетс  хронирующим блоком J.5 в управл ющий сигнал, отпирающий усилитель посто нного тока интегратора 14,а сигнал, собтветсгаующ окончанию цикла перемагничивани , отключает интегратор 14 ,от масштабного усилител  13и разрешает ци{ ровому вольтметру фоизв стп взмерё ние на выходе интегратора напр жени , равного по величине потер м энергии на вращательный гистерезвс в едшсице объема исследуш ого материала.

Проведз математическое обоснсюание непосредственного измерени  предлагаа ш устройством величииы потфь на вращательный гистерезис, котора  в еаиниие обь&ла материала за один цикл перемагничивани  определ етс  следующим образом

А QR -J-I dy , И)

Claims (1)

1. о где V - объем образца. М- механический вращающий момент образца, Ц- текущий угол. ,-, Зходиое напр жение интеграторб 14 в момент времени Т определ етс  взввС1 вым выражением ивь|Х- 1ивх Д о где R. и С - элементы интегр1Ч)ующей цепи, напр сжение на входе .йнтег ратора. Напр жение на выходе фотоэпектриче кого усилител  И пропорционально врата ющему моменту образца . где К0 - градуироаочна  посто нна  уст ройства. Напр жение на выходе масштабн ного усилител  13 такие пропорциональное мевсаническс  моменту образца в  в л етс  входным напр жением дл  интегра тора ) где tC;j- коэффициент масштабного усил&на Отсюда -fТ dviiJ f ивч--. Mil., RCu) R где W f- - скорость вращени  эпект ромагнита. Устанавлива  коэффвшюнт масштабного усилени , равным по велв вне выражению ам. к.-. - М получаем Ugbix.R Таким образом, предлагаемое устроИство по сравнению с иавестными уст ройствами обеспечивает быстрое, точное и непосредственное измерение величи(ы потерь в магнитных материалах. Врем  потерь на вращательный ГЕостерезвс одного образца и построение трофической зависимости, например, от напр женности магнитного пол  прибл зительно рюно часу, тогда как по.прежней методике измерение вращак щего момента и вычисление потерь, занимает не менее дес ти часов. Формула изобретени  Устро тво дл  измерени  потерь энергии на вращательный гистерезис, содержа щее подвесную светилу с закалом и рамкой с градуировочной и компенсационной обмотками, посто нный магнит, электромагнит , источник света, . датчик угла поворота- электр(А«агнЕта, д | ференш(альный-фотоэлемент н св занный с ним фотоалектрическвй усвлктель, к аыхооу которого подключшю комаевсацвоннш обмотка рамкх вэмервтепьный првбф,о т л и чающеес  тем, что : повышенда точности и быстропевсгаи  вэмеренв , в него введены последовательно соеавнен1&1е с вызовом фотоэлектричвскаго усхватва  масштабный усилитель и интегратор, своим выхопом подключенный -„х вхооу измерительного прибора , а также хронирук пий блок, вход кототорого св зан с датчиком угла п(орота электромагнита , а выход - со вторыми входами BHTerpaTqia и измерительного прибора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Севасть нов Б. К. и Харахать н Э.Г. Торсшжные весы с компенсацией смещени  обрееша посто нным током.Приборы и техника эксперимента , I960, № 5 .