|
Эмиссионные характеристики: • измерение среднего числа выбросов МШ и МАШ за уровень селекции С = (3.3) п I ' Н О • измерение текущего числа выбросов МШ и МАШ за уровень селекции С ! + A'(C,(,) = iy р(ОМ, (3.4) П ! U д 'Г2 где u(t) соответствующие энергетические характеристики Функционально прибор АФС-5 состоит из четырех основных блоков (рис.3.2.): блок генератора I; блок первичных преобразователей II; блок измерения параметров электромагнитных сигналов III; блок измерения параметров акустических сигналов IV. Блок генератора предназначен для питания перемагничивающей обмотки блока преобразователей периодическим линейно изменяющимся током и формирования стробимпульса длительностью 0. Принцип работы данного блока проиллюстрирован на рис.3.3а. Собственно генератор I, собранный на основе аналогового интегратора и прецезионного триггера Шмидта, вырабатывает периодическое линейно изменяющееся напряжение u(t) на рис.3.3а, частоту изменения которого f можно регулировать, изменяя постоянную времени интегратора. Треугольное напряжение с генератора подается на усилитель мощности 2, выходное напряжение которого запитывает перемагничивающую обмотку блока преобразователей. Вследствие индуктивного характера нагрузки усилителя мощности между напряжением u(t) и током в обмотке i(t), соответствующим полю перемагничивания H(t), имеется временной сдвиг At (см.рис.3.3а), величина которого зависит от 70 |
Режим работы^прибора с дополнительным подмагничиванием образца постоянным полем источника тока 8 и коммутацией сигнала отрицательной полуволны перемагничивающего тока 1111 на землю дает возможность вести контроль изделий со слабомагнитными покрытиями (например, никелевыми). Последнее осуществляется, когда подмагничивающее поле берется большим или равным удвоенному значению коэрцитивной силы материала покрытия, чтобы его слой был в насыщении и в нем не проявлялся ЭБ (рис.3.4а). Прибор имеет выход на внешние устройства анализа сигнала МШ, например, анализатор спектра, анализатор импульсов или осциллограф. 3.1.3 Базовая модель прибора, использующая энергетические и эмиссионные характеристики МШ и МАШ. Для исследования взаимосвязи характеристик МАШ с физикомеханическими свойствами ферромагнитных материалов разработан прибор АФС-5 [116,128, 131, 138]. Внешний вид прибора АФС-5 показан на рисунке 3.5, структурная схема на рис. 3.6. В приборах реализуются следующие режимы измерения параметров электромагнитных и акустических сигналов (п. 3.11). 1. Измерение среднеквадратичных Ucpзначений сигналов МАШ и МШ за один или несколько циклов перемагничивания. 2 . Измерение текущих среднеквадратичных значений сигналов ц ( 1 ) м а ш МАШ и u(t)Miii МШ в фиксированных точках петли гистерезиса. 3. Измерение среднего числа Ncpпревышений сигналами МШ и МАШ выбранных уровней амплитудной дискриминации С и С'. 4. Измерение текущей скорости счета сигналов МАШ и МШ для соответствующих уровней амплитудной дискриминации в выбранных точках петли гистерезиса. Функционально прибор АФС-5 состоит из четырех основных блоков (рис.3.6.): блок генератора I; блок первичных преобразователей II; блок измерения параметров электромагнитных сигналов III; блок измерения параметров акустических сигналов IV. Блок генератора предназначен для питания перемагничивающей обмотки блока преобразователей периодическим линейно изменяющимся током и формирования стробимпульса длительностью 0. Принцип работы данного блока проиллюстрирован на рис.3.7а. Собственно генератор I, собранный на основе аналогового интегратора и прецезионного триггера Шмидта, вырабатывает периодическое линейно изменяющееся напряжение u(t) на рис.3.7а, частоту изменения которого f можно регулировать, изменяя постоянную времени 110 интегратора. Треугольное напряжение с генератора подается на усилитель мощности 2 , выходное напряжение которого запитывает перемагничивающую обмотку блока преобразователей. Вследствие индуктивного характера нагрузки усилителя мощности между напряжением u(t) и током в обмотке i(t), соответствующим полю перемагничивания H(t), имеется временной сдвиг At (см.рис.3.7а), величина которого зависит от частоты тока перемагничивания и от индуктивности системы преобразователь-образец. Для устранения влияния At на результаты измерения текущих характеристик сигналов МШ и МАШ в приборе сделано следующее. Формирователь строб-импульса 5 запускается от напряжения на резисторе R, который последовательно соединен с перемагничивающей обмоткой блока преобразователей. Для этого сигнал с резистора R, синхронный с током в перемагничивающей обмотке i(t) (а следовательно, и с полем H(t), подается на нуль-орган 3, на выходе которого формируется прямоугольное напряжение щ, и далее на вход ждущего мультивибратора 4, который по заднему фронту импульсов щ формирует импульсы иг длительностью т. При этом х изменяется от Тп/4 до (ЗТп/4)-0, где T„=l/f период изменения намагничивающего поля, а 0 длительность стробимпульсов из, которые формируются вторым ждущим мультивибратором 5 по заднему фронту импульсов U2. Изменяя длительность х, можно изменять временное положение строб-импульса на полупериоде перемагничивания. Блок преобразователей предназначен для создания в исследуемом ферромагнитном образце переменного магнитного поля и для регистрации скачков намагниченности по импульсам МАШ и МШ. Этот блок содержит намагничивающую систему, а также индукционный и пьезоэлектрический преобразователи для регистрации СБ. Блоки измерения III и IV аналогичны друг другу и отличаются лишь различным построением усилителей 6 и 6’. Принцип действия блоков основан на осреднении текущих характеристик сигналов МАШ и МШ, которое производится на интервале времени, равном длительности стробимпульса 0. Время осреднения оптимизировано с целью минимальной погрешности осреднения (см. п. 3.2,3.3). Выбор измеряемых параметров МШ4 и МАШ осуществляется переключателями П и П’. При изменении числа превышений выбранного порога дискриминации С или С , сигналы с преобразователей (ei и е2 на рис. 3.76), усиленные соответствующими широкополосными усилителями 6 и 6’ поступают на амплитудные дискриминаторы 7 и 7’. Дискриминаторы преобразуют МШ и МАШ, превышающие соответствующие уровни дискриминации С и С’, которые определяются напряжениями Vc и Vc>, в последовательность импульсов равной величины (ез на рис. 3.76). На цифровые индикаторы 13 и 13’, благодаря наличию аналоговых ключей 9 и 9’, поступают только те импульсы, которые соответствуют выбранному строб импульсу. Для измерения среднеквадратичных значений сигналов использован метод средне выпрямленного [19, 76]. Каналы измерения включают в себя детекторы 8 и 111 |