|
£/(Г> = -1— J jaS(a) — 2лг za + zf (4.1) откуда зная параметры контура ПП, легко найти U(t). На практике заранее выбрать параметры контура L, С, R и непосредственно связанные с ними конструктивные параметры ГШ довольно трудно. Потому их подбирают экспериментально. Например, для повышения чувствительности ПП следует увеличить число витков катушки Wo, а это, в свою очередь, приводит к повышению L, С, R, что существенным образом может изменить резонансные свойства ПП, вид входного напряжения U(t) и к тому же повышает уровень тепловых шумов в контуре. Очевидно, необходимо добиваться повышения чувствительности за счет увеличения w0 при одновременном уменьшении диаметра провода обмотки. г о Если длительность импульса ЭДС e(t) мала по сравнению с постоянной времени контура ПП т0> то соотношение (4.1) становится особенно простым. Действительно, ЭДС СБ можно представить e(t)«m0w05(t), a jcoS(co)«w0m0, где 5(t) функция единичного скачка. Следовательно, U(t) будет определяться Za частотными свойствами контура —в+-<. Если, например, параметры контура — » RBX задать так, что <°с ; Rbx » R; р = Цобр (то есть вносимое сопротивление Ro=O, a L не зависит от частоты), то из (4.1) получим U max ^0 (4.2) 100 |
3.5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МШ И МАШ. 3.5.1 Исследование конструктивных параметров и режимов работы первичных преобразователей для регистрации МШ. Основные типы измерительных катушек первичных преобразователей изображены на рис. 3.14. Преобразователи накладного типа “б” и “е” регистрируют тангенциальную составляющую СБ, а преобразователи “в” “г”, “ж”, “з” нормальную. Применение различных типов 1111 в устройствах контроля, основанных на эффекте Баркгаузена, дает возможность решать широкий круг контроля качества материалов [111]. Однако успех внедрения приборов неразрушающего контроля в большей степени определяется эффективностью отстройки от мешающих факторов, когда достигается наилучшее соотношение между сигналом от измеряемого параметра и сигналом помех. На характеристики ЭДС СБ значительное влияние оказывают конструктивные параметры ПП. Эквивалентная схема 1И1приведена на рис. 3.15 где: L индуктивность измерительной катушки, R ее активное сопротивление, с учетом входного сопротивления предусилителя RBx, вносимого ферромагнитным образцом сопротивления потерь Rq, сопротивления провода намотки RoM; С суммарная емкость, включающая собственную емкость катушки (межвитковую, межслойную, емкость между первичным слоем и стержнем), емкость монтажа и входную емкость предусилителя. Для входного напряжения такого контура имеем выражение 1 ^ ^ u ( t ) = — f jcoS(co)— = — e ja>tdcon (3.23)7 /ГГ J FT _L_ FT * _oo — a — i откуда зная параметры контура ПП, легко найти U(t). На практике заранее выбрать параметры контура L, С, R и непосредственно связанные с ними конструктивные параметры ПП довольно трудно. Потому их подбирают экспериментально. Например, для повышения чувствительности 1111 следует увеличить число витков катушки Wo, а это, в свою очередь, приводит к повышению L, С, R, что существенным образом может изменить резонансные свойства ПП, вид входного напряжения U(t) и к тому же повышает уровень тепловых шумов в контуре. Очевидно, необходимо добиваться повышения чувствительности за счет увеличения w0 при одновременном уменьшении диаметра провода обмотки. Если длительность импульса ЭДС e(t) мала по сравнению с постоянной времени контура ПП То, то соотношение (3.23) становится особенно простым. Действительно, ЭДС СБ можно представить e(t)«m 0Wo5(t), a jcoS(co)«wom0, где 8(t) функция единичного скачка. Следовательно, U(t) будет определяться частотными свойствами контура Z т1——— Если, например, параметры контура задать так, что — » RBX ; l a+Z, а с R bx » R ; ц = Цобр (то есть вносимое сопротивление Ro=0, a L не зависит от частоты), то из (3.23) получим U » —Р—Рmax Го ' (3.24) Umax пропорционально локальному изменению то магнитного момента, а коэффициент пропорциональности зависит от временного изменения m(t) и расположения области СБ внутри ферромагнетика. В том случае, если импульс ЭДС СБ имеет большую длительность (из-за реакции вихревых токов, наложения нескольких импульсов), для измерения магнитных моментов областей СБ m(t) требуется увеличение постоянной времени контура измерительной катушки тоЭто приводит к большому“мертвому времени экспериментальной установки. Чтобы избежать этого явления, к выходу ПП после предварительного усилителя включают электронный интегратор. В контроле качества материалов достаточно пользоваться относительными измерениями и интегратор, усложняющий устройство контроля, обычно не включают. Для оценки влияния мешающих факторов на результат контроля и выбора оптимального режима контроля проведем исследование используемых в комплекте приборов АФС и ТЭБ первичного преобразователя накладного типа, изображенного на рисунке 3.16. Внешний вид конструкций преобразователей приведен на рис. 3.17. На рис. 3.18 и 3.19 показаны зависимости эффективного напряжения магнитного шума от положения измерительной катушки относительно центра межполюсного расстояния S 1111 для различных значений перемагничивающего тока Im. Видно, что при такой конструкции ПП желательно располагать измерительную катушку точно по центру между полюсами перемагничивающего сердечника. Такое расположение измерительной катушки нужно для компенсации собственных скачков Баркгосузена в материале сердечника ПП (см. рис. 3.20 и 3.21) и дискрет частоты перемагничивающего поля. Следует отметить, что симметричное расположения первичного преобразователя относительно полюсов 133 |