174945. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mechanikai feszültségek kontaktus nélküli mérésére ferromágneses testekben
9 174945 10 illetve 16 és 17 tekercseket úgy kötjük sorba, hogy gerjesztéseik összeadódjanak. A 14, 15, 16 és 17 tekercsekkel a 26 gerjesztőszerv frekvenciájának megfelelő komponensek csökkentésére célszerűen 34, 35, 36 ill. 37 kondenzátor van párhuzamosan kapcsolva. A sorbakapcsolt 14 és 15, illetve 16 és 17 tekercseket vezérelt kettős 18 egyenáramforrás táplálja. A két áramerősség arányát a vizsgálandó anyagban meglevő kikompenzálandó mágneses anizotrópia iránya határozza meg, az áramerősségek nagyságát pedig a vizsgálandó anyag mágneses permeabilitása és a légrés. Az egyenárammal gerjesztett 28 és 28A kompenzálószervekkel kiegészített mágneses detektor helyes működésének alapvető feltétele, hogy a 26 gerjesztőszerv által a vizsgálandó 8 testben létrehozott mágneses indukció, azaz a mágneses munkapont, a kalibráció és a mérés folyamán azonos legyen még abban az esetben is, ha a légrést nem tudjuk állandó értéken tartani. A mágneses detektorok mérési pontosságát egy másik körülmény is lecsökkenti. A szokásos ferromágneses anyagok nemlineáris tulajdonsága miatt az időben szinuszosan változó villamos feszültséggel táplált 26 gerjesztőszerv által létrehozott mágneses indukció fluxus jelentős felharmonikus tartalmú, így a mérendő 8 testben a felharmonikusok miatt létrejövő örvényáramok által okozott ellenőrizhetetlen veszteség jelentősen korlátozza a mérések pontosságát. A mágneses munkapont légrésfüggetlenségét és a gerjesztő mágneses fluxus minimális felharmonikus tartalmát mágneses negatív feszültségvisszacsatolás alkalmazásával biztosítjuk. A mágneses negatív feszültségvisszacsatolást megvalósító áramkört a 7. ábra szemlélteti. A mérendő 8 test, a gerjesztő mágneses 2 mag és a 25 és 25A légrések alkotják a mágneses kört. A 6 generátor időben tisztán szinuszos váltakozó feszültségét váltakozóáramú 20 teljesítményerősítő bemenetére és az azzal sorbakapcsolt, a 2 magon elhelyezett visszacsatoló 19 tekercsre kapcsoljuk. A negatív visszacsatolást a visszacsatoló 19 tekercs megfelelő bekötésével érjük el. Ha a 20 teljesítményerősítő feszültségerősítési tényezője elegendően nagy (legalább 100-szoros), a 2 magon elhelyezett, két sorbakapcsolt részből álló gerjesztő 3 tekercsben olyan - nem feltétlenül tisztán szinuszos — váltakozó áram folyik, melynek hatására a gerjesztő mágneses körben, így a vizsgálandó 8 testben is a mágneses indukciófluxus tisztán szinuszos időfüggésű. A negatív visszacsatolás miatt, ha a gerjesztő mágneses kör eredő mágneses ellenállása például a légrés változása miatt megváltozik, a mágneses indukció fluxus továbbra is tisztán szinuszos időfüggésű lesz, változatlan amplitúdóval. így a mágneses negatív feszültségvisszacsatolás segítségével biztosítottuk a vizsgálandó testben a mágneses munkapont légrésfüggetlenségét, valamint a mágneses indukció minimális felharmonikus tartalmát. Ezáltal jelentősen csökken az örvényáramveszteség a vizsgálandó testben, és nő a mérési pontosság. Természetesen a légrés nem változhat korlátlanul, a gerjesztő mágneses kör mágneses ellenállása nem változhat nagyságrendeket. A szinuszos mágneses fluxus amplitúdóját a 6 generátor villamos feszültségamplitúdójának megválasztásával állíthatjuk be a kívánt értékre. A mágneses detektor kielégítő pontosságú működéséhez az szükséges, hogy a 27 érzékelőszerv kimenő jelében a felharmonikus tartalom 5%-nál kisebb legyen. A váltakozó áramú mágneses indukciófluxus légrésfüggetlenségéhez hasonlóan az is szükséges, hogy az egyenáramú kompenzáló mágneses körök légrésfüggetlenségét biztosítsuk. Itt — sztatikus térről van szó — nincs lehetőség közvetlen visszacsatolásra. A légrés nagyságára utaló villamos jelet azonban közvetlenül a 7. ábrán bemutatott váltakozóáramú mágneses negatív feszültségvisszacsatoló áramkör használata esetén a 3 tekercs kapcsairól vehetjük le, és ezzel a váltakozó feszültséggel önmagában ismert módon vezérelhetjük a 6. ábrán szemléltetett egyenáramú 28 és 28A kompenzálószervek vezérelt kettős 18 egyenáramforrását úgy, hogy a légrés változásával az áramerősségek aránya változatlan maradjon. Ha a mágneses negatív feszültségvisszacsatolással ellátott mágneses detektor 27 érzékelőszervének légrésfüggetlenségét is biztosítjuk, lehetővé válik a detektor használata olyan esetekben is, amikor a légrés állandóságát nem lehet biztosítani, pl. olyan esetekben is mérhetünk, amikor a vizsgálandó lemez rezeg, vagy ha az hullámos illetve deformálódott. A mágneses detektor 27 érzékelőszervének légrésfüggetlenségét többféle, önmagában ismert megoldással biztosíthatjuk: a) A mágneses detektor érzékelő 5 tekercsével megfelelően méretezett kondenzátort kapcsolunk párhuzamosan. (Ju.D. Zseleznov, A. G. Zsuravszkij, A. I. Kondratov: Priborü i szisztemü upravlenyija, No. 3., 25. 1972.) Ez a megoldás változtatható frekvenciájú mérőberendezésekben nem alkalmazható. b) A gerjesztő 3 tekercs légrésfüggő váltakozó feszültségét felhasználhatjuk a fázisérzékeny 7 erősítő erősítési tényezőjének vezérlésére úgy, hogy a kimenő jel légrésfüggetlen legyen. Ezt az elvet már akkor is használni lehet, ha nem a mágneses negatív feszültségvisszacsatolást alkalmazzuk, hanem váltakozóáramú áramgenerátorral tápláljuk a gerjesztő 3 tekercset, (j. R. Dahm: Instrumentation Technology, May, 54, 1970.) c) A mágneses detektor gerjesztő 3 tekercsének feszültségéből és a 27 érzékelőszerv kimenő jeléből önmagában ismert digitális úton állítjuk elő a légrésfüggetlen jelet. A fenti intézkedéseket a mágneses munkapont és a 27 érzékelőszerv légrésfüggetlenségére a korábban ismertetett ipari laboratóriumi minősítésekre használható egyenáramú 28 és 28A kompenzálószervek nélküli mérőberendezéseknél is célszerű alkalmazni. Például hullámos lemezek vagy nem teljesen sík felületű testek minősítését is elvégezhetjük az így kiegészített mérőberendezéssel. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
