185724. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés mágneses anyagok permeabilitásának mérésére
1 I85 724 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés mágneses anyagok permeabilitásának mérésére. Ismeretes, hogy mágneses anyagok permeabililását váltóáramú gerjesztés hatására létrejövő indukált feszültség mérésével határozzák meg. A mérendő minták általában gyűrű alakúak, amelyeken egy szinuszos gerjesztőforrásra csatlakozó gerjesztőtekercset és egy érzékelőszervvel ellátott érzékelőtekercset helyeznek el. A gerjesztőtekercsre adott váltakozó feszültség hatására az érzékelőtekercsben a mért mágneses anyag permeabilitásával arányos feszültség indukálódik. Ilyen elven működő permeabililásméröt ismertet pl. a 165.085 sz. magyar szabadalmi leírás. A mérendő gyűrűk általában néhány cm átmérőjüek, keresztmetszetük l^m2-nél kisebb, a kezdő perméabilités meghatározása csak kis gerjesztőáram használatát teszi lehetővé, ezért alacsony frekvencián, kis permeabilitásoknál és kis menetszámnál az indukált feszültség is kicsi, amelyet olyan pontosan kell mérni, amilyen pontosságot várnak a permeabililás méréstől. Elfogadható pontosság nagyobb frekvencián, illetve nagyobb menetszámú érzékelő tekercs esetén érhető cl, azaz. a mérendő gyűrűk tekercselése nem kerülhető el. Nagyszámú minták vizsgálatánál, kisméretű gyűrűknél a méréshez szükséges gerjesztő- és érzékelőtekercs felvitele — általában kézzel végzett — hosszadalmas művelet. Különösen vékony mágneses anyagokból (pl. permalloy típusú vagy amorf fém szalagok) tekercseléssel előállított mintáknál az éles szélű mérendő gyürúmagokat még megfelelően szigetelni is kell tekercselés előtt, ezért célszerű lenne olyan mérési elrendezés, amelynél a vizsgálandó gyűrű alakú minta permeabiiitása változatlan geometriai méreteknél és azonos gerjesztésnél tekercselés néiküi is meghatározható lenne. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt nehézség kiküszöbölése és olyan áramköri elrendezés kialakítása, amelynél az ismert megoldásnál használt — változatlan geometriájú -- mérendő gyűrű permeabiiitása — ugyanolyan gerjesztésnél — szigetelés és tekercselés nélkül is meghatározható. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően abban jelöljük meg, hogy mérendő gyűrű permeabiiitása szigetelés és tekercselés nélkül mérhető legyen minden egyéb járulékos előkészítés nélkül; a megfelelő mérőkörben egymás után, gyorsan a mérendő gyűrűk cserélhetők legyenek. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha a mérendő gyűrű gerjesztését, valamint a mérendő gyűrű permeabilitásával arányos jelet egy-egy bontható egymenetü hurok segítségével visszük át egy gerjesztőgyűrűről, illetve visszük el egy érzékelő gyűrűre, azaz a gerjesztőtekercs és az érzékelőtekercs között három, mégpedig gerjesztő-, mérendő- és érzékelő gyűrű van, a három gyűrű között az elektromos és mágneses kapcsolatot egy-egy nyitható és zárható áramtekercs biztosítja, ahol az első áramtekercs a gerjesztő- és a mérendő gyűrűt, a második áramtekercs pedig a mérendő és az érzékelőgyűrűt veszi körül. A találmány szerinti permeabilitásmérő elrendezés tehát egy olyan ismert elrendezés továbbfejlesztése, amelynek szinuszos gerjesztőforrása, erre csatlakozó gerjesztő tekercse, továbbá érzékelőtekercse és erre kapcsolt érzékelöszerve van. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a mérendő gyűrű gerjesztését egy bontható egymenetű áramtekercs végzi, amely szinuszos gerjesztőforrásra kapcsolt gerjesztőgyűrűn záródik, a permeabilitással arányos jelet a mérendő magról ugyancsak egy bontható egymenetű áramtekercs viszi át a külön érzékelő tekerccsel rendelkező érzékelő gyürümagra. A mérendő gyűrű gerjesztéséhez szükséges gerjesztőáramhoz tartozó menetszám a gerjesztőgyürűre van tekercselve, a vizsgálandó anyag permeabiiitása és a mérőfrekvenciával meghatározott nagy menetszámú érzékelőtekercs pedig az érzékelőgyűrűre van tekercselve. Ilyen elrendezésnél, hu a bontható rövidrezáró hurkok ellenállása kicsi, a mérendő gyűrűk vizsgálata tekercselés nélkül, a már meglévő mérőberendezéssel elvégezhetők, A találmányt részletesen rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti áramköri elrendezés néhány példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A raj/.on az 1. ábra a találmány szerinti mérési elrendezést, a 2. ábra vékony tekercselt gyürümagok zárhatónyitható gerjesztő és mérő áram tekercseinek egy példakénti kiviteli alakját, és a 3. ábra széles frekvenciasávban használható, növelt pontosságú mérési elrendezést mutat. Az 1. ábra szinuszos 11 gerjesztőforrása a 13 gerjesztőgyürü 12 gerjesztőtekercsén átfolyó árammal a kívánt értékű gerjesztést hozza létre a 13 gerjesztőgyürüben. A 15 mérendő gyűrű két - igen kis ohmos ellenállású - 14,16 áramtekercsbe kell belehelyezni és a 28 rugót tartalmazó szoritóval ellátott rövidzárakkal zárni kell. A 14 áramtekercs a 13 gerjesztőgyürűt a 16 áramtekercs pedig a 17 érzékelőgyürüt veszi körül egyidejűleg. Az 1. ábrán a 13 gerjesztőgyűrűt és a 17 érzékelőgyürüt tekercseivel transzformátorként, a 15 mérendő gyűrűt keresztmetszetében ábrázoltuk. Mindhogy az így kiképzett, lényegében egymenetes rövidre záró 14,16 áramtekercsek ellenállása rendkívül kicsi, a 13 gerjesztőgyürüben gerjesztett (luxussal arányos mágneses fluxus jelenik meg a 15 mérendő gyűrűben is és az igy létrejött gerjesztés a 15 mérendő gyűrű permeabilitásával arányos mérőfeszüllséget adja a 17 érzékelőgyüríire, amelynek nagymenet.számú 18 érzékclőtckcrcscrőf megfelelően nagyszintű mérőjel kerül a 19 érzékelőszervet képező feszültségméröre. A találmány szerint tehát a 15 mérendő gyűrűre sem gerjesztő, sem érzékelőtekercset rávinni nem kell, a megfelelő nagymenelszámú 12 gerjeszlőtekercs és 18 érzékelőtekercs a 13 gerjesztőgyürüre és a 17 érzékelőgyürűre van tekercselve, a megfelelő mágneses fluxust pedig egy-egy rövidrezáró hurok, azaz a 14,16 áramtekercsek viszik át, illetve el a 15 mérendő gyűrűre, illetve a 15 mérendő gyűrűről. A mérés pontossága érdekében célszerű, hogy mind a 13 gerjesztőgyűrű, mind a 17 érzékelőgyürü nagy permcabililású, kis veszteségű legyen, hogy ezek veszteségei — bár hitelesítéssel hatásuk figyelembe vehető — számottevően ne rontsák a mérés pontosságát. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
