УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
DEVICE FOR MEASURING THE POWER CHARACTERISTICS OF PERMANENT MAGNETS

Изобретение относится к измерительной технике и касается конструкции технологического оборудования, предназначенного для контроля силовых характеристик постоянных магнитов.
Постоянные магниты из-за особенностей технологии изготовления могут иметь отклонения от заданных характеристик. Данное обстоятельство приводит к разбросу силовых параметров магнитных систем, формируемых из набора отдельных магнитов.
В связи с этим важной является задача определения силовых характеристик постоянных магнитов в различных точках их поверхности простыми и эффективными методами.
Из существующего уровня техники известно устройство контроля характеристик постоянных магнитов, содержащее индуктор с намагничивающей катушкой, в котором размещается исследуемый магнит, и веберметр [SU 256869, G01, опубл. 11.11.69]. При оценке качества исследуемого магнита осуществляется его поэтапное намагничивание индуктором и последующий контроль веберметром образующихся магнитных потоков.
Известно устройство контроля характеристик постоянных магнитов, содержащее магнитопровод и датчик Холла [SU 1280553, G01R 33/12, опубл. 30.12.86]. При этом исследуемый образец намагничивают в магнитопроводе и затем датчиком Холла контролируют величину его остаточной индукции.
Недостатки данных технических решений заключаются в сложности их реализации, а также в необходимости намагничивания исследуемых образцов. В результате теряется информация об исходных, формируемых на стадии изготовления, свойствах магнитов.
Известно устройство контроля характеристик постоянных магнитов, содержащее электромагнит с сердечником, соединенный с пружиной [SU 595622, G01B 7/06, опубл. 28.02.78]. При работе устройства сердечник опускают на поверхность контролируемого образца и намагничивают током, проходящим по обмотке электромагнита. Качество магнита определяют по значению силы отрыва сердечника от его поверхности, управляемой током электромагнита.
Недостаток данного технического решения заключаются в сложности реализации и невозможности контроля силовых характеристик локальных участков поверхности исследуемых магнитов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для измерения силовых характеристик постоянных магнитов, содержащее корпус с немагнитной крышкой, имеющий выступ для установки контролируемого магнита, оппозитно которому расположен ферромагнитный элемент, а также средство измерения силы притяжения между ферромагнитным элементом и магнитом [RU 129653, G01N 27/72, опубл. 27.06.2013].
В известном устройстве силовые характеристики магнита определяют по изменению величины силы, действующей на тензодатчик и вызванной притяжением ферромагнитного элемента к контролируемому магниту.
Недостаток данного технического решения заключается в том, что из-за протяженной трехмерной формы ферромагнитного элемента устройство не позволяет контролировать свойства локальных участков поверхности исследуемых магнитов. Кроме того, размещение магнитов на основе, изготовленной из немагнитного материала, приводит к тому, что на силу притяжения ферромагнитного элемента к контролируемому магниту оказывает влияние, в основном, сторона магнита, контактирующая с данным элементом. В результате снижается достоверность получаемой информации о магните в целом, что особенно важно при изготовлении магнитных систем.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении локальности и точности измерений характеристик постоянных магнитов.
Данная задача решается за счет того, что в устройстве для измерения силовых характеристик постоянных магнитов, содержащем корпус с немагнитной крышкой, имеющим выступ для установки контролируемого магнита, оппозитно которому расположен ферромагнитный элемент, а также средство измерения силы притяжения между ферромагнитным элементом и магнитом, корпус выполнен из немагнитного материала, выступ представляет собой пластину из магнитного материала, расположенную на дне корпуса, ферромагнитный элемент изготовлен в виде отрезка проволоки, при этом в крышке выполнены отверстия, диаметр которых равен 1,1-1,2 диаметра поперечного сечения ферромагнитного элемента.
Используемый диаметр отверстий в крышке обеспечивает удобство и локальность измерений. При диаметре отверстий, меньших 1.1 мм затруднено позиционирование ферромагнитного элемента в отверстиях крышки корпуса. При диаметре отверстий, больших (равных) 1,2 мм начинает ухудшаться локальность измерений силовых параметров магнитов.
Технический результат заключается в повышении локальности и точности контроля силовых характеристик магнитов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен внешний вид корпуса, на фиг. 2 - его разрезы по двум плоскостям, а на фиг. 3 - общий вид устройства контроля силовых характеристик постоянных магнитов.
Корпус 1 изготовлен из текстолита и представляет собой коробку прямоугольного сечения с толщиной стенок 1 мм (фиг. 1-2). Крышка 2 также изготовлена из текстолита толщиной 2 мм и в ней выполнены отверстия 3 диаметром 0,6 мм. На дне корпуса расположен выступ в виде пластины из магнитной стали 4 толщиной 2,0 мм, на котором расположены контролируемые магниты 5. В отверстиях крышки поочередно размещается ферромагнитный проволочный элемент 6 (фиг. 3) диаметром поперечного сечения 0,5 мм и длиной 10-15 мм, изготовленный из пермаллоя и контактирующий с контролируемым магнитом. Ферромагнитный элемент соединен нитью 7 с граммометром 8, оснащенным стрелочным индикатором. Граммометр позволяет измерять силу притяжения, действующую между элементом и магнитом. В устройстве предусмотрена возможность перемещения граммометра в вертикальном направлении по рейке 9, основание которой 10 жестко прикреплено к корпусу 1.
Работает устройство следующим образом. Открывается (сдвигается) крышка корпуса 2 и контролируемые магниты 5 размещаются внутри корпуса на выступе 4. Крышка возвращается в исходное состояние (фиг. 2). Ферромагнитный элемент опускается в требуемую точку (отверстие крышки 3) поверхности магнита до контакта с ним. Для этого граммометр 8 с помощью рейки 9 опускается вертикально вниз на необходимую высоту. Затем граммометр перемещают вертикально вверх до момента отрыва элемента от поверхности магнита. В этот момент по шкале индикатора граммометра отсчитывают значение искомой силы притяжения, действующей между ферромагнитным элементом и магнитом, по величине которой оценивают качество магнита.
Максимально возможная сила притяжения в данном устройстве обеспечивается за счет использования магнитного выступа и протяженного цилиндрического ферромагнитного элемента. Выступ выполняет функцию магнитопровода. В результате силовые линии магнитного поля магнитов замыкаются через выступ и элемент. Применение перфорированной крышки позволяет обеспечить локальность измерений.
Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить локальность и повысить точность измерений.