Пристрій для вимірювання динамічних магнітних характеристик матеріалу

Пристрій для вимірювання динамічних характеристик матеріалу, який містить у 3 випробуваного матеріалу накладають один до одного по координатних осях зі сполученням початку відліку (крапки перетинання осей); - матеріал осердя, для зняття магнітної характеристики (петлі гистерезиса), доводять до магнітного насичення при його установці на пластину з фериту тієї ж марки; - магнітна характеристика випробуваного матеріалу знімається при установці датчика без повітряного зазору на зразок матеріалу. Схема пристрою для вивчення петлі гистерезиса випробуваного матеріалу, надана фігурою 2, де: ЗГ - звуковий генератор, який є джерелом енергії; R0 - активний опір; А - амперметр; індукційний датчик, встановлений на випробуваний зразок, з обмотками w1 намагнічувальною та w2 індикаторною; Ru та Сu - інтегруючий ланцюжок сигналу індикаторної обмотки датчика; 1-2 - перемикач інтегруючого ланцюжка; ПНЧ та ПВЧ - підсилювачі низької та високої частот; OS осциллограф з пластинами вертикальними Y та горизонтальными X. Зразок знаходиться у контакті з накладним індукційним датчиком у магнітному полі, отворенному обмоткою датчика w1, що намагнічує. Для вивчення петлі гістерезиса випробуваного матеріалу звуковий генератор ЗГ, через опір R0, дає напругу на первинну обмотку що намагнічує, розташовану на П-подібній частині осердя датчика. Вторинна індикаторна обмотка w2 датчика містить інтегруючий ланцюжок RuСu. Магнітний потік, порушуваний первинною обмоткою w1 датчика, замкнений на випробуваний зразок. Звуковий генератор, як блок забезпечення перемінною напругою, дозволяє вибирати будь яку частоту і різне значення напруги для живлення катушки, що намагнічує. Магнітний потік, порушуваний котушкою, що намагнічує, замикається у магнітопроводі датчика випробуваним зразком. Датчик при вимірах ставлять без зазору на поверхню зразка. Зразок для дослідження магнітних властивостей матеріалу повинен мати визначену геометричну форму (плоску, циліндричну внутрішню чи зовнішню одного діаметра і т. п.) для відповідного типу датчика. Для одержання на екрані осциллографа гістерезисної петлі Bt=f(Ht) на горизонтальні пластини подається напруга, що знімається з активного опору R0. У такому випадку 1 UR0 = R 0 ´ l cp ´ H t ´ w1 , U де R0 - миттєве значення напруги на R0; w1 - кількість витків обмотки, що намагнічує; lср середня довжина складеного UR0 магнітопроводу (датчик+зразок), тому пропорційно Нt. 29261 4 На вертикальні пластини осцилографу подається напруга, пропорційна Вt. Для цього між вимірювальною обмоткою, з кількістю витків w2, і осцилографом введена інтегруюча ланка, що складається з опору Ru та ємності Сu. Сигнали низької та високої частот, що подаються на осцилограф, проходять через підсилювачі низької ПНЧ та високої ПВЧ частот, підсилюючись, відповідно, в однаковій мірі. На фігурі 3 наведені результати вимірів властивостей феромагнітних сталей з різними видами обробки, отримані при використані пристрою, які спостерігалися на екрані осциллографу. Зразки сталі 38ХМЮА узяті в стані постачання (петля гистерезиса - б) і в стані після азотування на глибину від поверхні 0,5мм (петля гистерезиса в). В тому ж масштабі наведена петля гистерезиса матеріалу осердя (фериту) індукційного датчика, замкнутого на пластину з феррита тієї ж марки. Витрати на перемагнічування фериту настільки малі, що його петля гистерезиса має вигляд кривої лінії. Зразки сталі 12ХН3А, що цементувались з гартуванням і низькою відпусткою до однакової твердості HRA 79, та у зразка б шар цементації 0,2мм, а у зразка в 3мм. Петля гистерезиса фериту (осердя датчика) також має вигляд кривої лінії. Зразки сталі 45ХН піддані гартуванню і відпустці до значень твердості HRC 65 та HRC 55. Петля гистерезиса осердя датчика виглядає кривою лінією. Зразки сталі 38 ХС піддавалися гартуванню та відпустці до значень твердості HRC 23 та HRC 48, але змін магнітних властивостей у зразків не сталося, тому петля гістерезису залишалася без змін (відсутність змін магнітних властивостей підтверджено перевіркою в постійних магнітних полях на балістичній установці БУ-3). Петля гістерезису осердя датчика залишилася без змін. Таким чином, запропонований пристрій, у порівнянні з прототипом, має декілька переваг: магнітні динамічні характеристики матеріалів вивчаються за допомогою накладного індукційного датчика; пристрій дозволяє вивчати безпосередні магнітні динамічні характеристики індукційного датчика; кільцеві зразки для проведення іспитів не потрібні, що знижує трудомісткість процессу підготовки та зняття динамічнихмагнітних характеристик і дозволяє проводити перевірку властивостей на багатьох локальних ділянках зразка; за допомогою накладного індукційного датчика можливо проводити іспити великої кількості однотипних зразків; малі витрати на перемагнічування осердя накладного датчика (фериту) дозволяють вважати пристрій для зняття динамічних магнітних характеристик матеріалів досить точним (у межах до 10% без використання посилення сигналів датчика, більша точність досягається за допомогою підсилювачів високої ПВЧта низької 5 ПНЧ частот). 29261 6