УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для определения силы взаимодействия между постоянными магнитами.
Известно устройство фазометр, который содержит уравновешенный рычаг с постоянным магнитом, спиральную пружину и рамку, размещенную в магнитном поле. При пропускании постепенно возрастающего тока через магнитную рамку, возникает магнитный момент, стремящийся оторвать закрепленный на конце рычага постоянный магнит от изделия. Величина тока отрыва пропорциональна силе притяжения магнита и, следовательно, зависит от содержания магнитной фазы в исследуемом металле (Валитов A.M., Шилов Г.И. Приборы и методы контроля толщины покрытий. Л., «Машиностроение», 1970, с. 21)
Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений и ограниченные функциональные возможности, обусловленные измерением силы взаимодействия между магнитами, имеющими различные размеры и форму.
Известно устройство для измерения толщины магнитных поверхностных слоев (Авторское свидетельство SU №1057901, МПК G01R 33/12 1983 г.), которое содержит рычаг, постоянный магнит, выполненный из верхней и нижней частей, противовес, спиральную пружину, индикаторную стрелку и шкалу. Верхняя и нижняя части постоянного магнита установлены соосно одна на другой на регулируемом расстоянии, при этом нижняя часть магнита выполнена в виде шарового сегмента, а верхняя в виде стержня. Постоянный магнит жестко закреплен на рычаге, который уравновешивается с помощью противовеса. Спиральная пружина внешним концом жестко прикреплена к плечу рычага, на который закреплен постоянный магнит, а внутренним к оси, вмонтированной в корпус с возможностью поворота.
Недостатком данного устройства является низкая точность измерений, обусловленная механическими свойствами пружины, которые меняются с течением времени, а также наличием рычага, на который крепится постоянный магнит. Кроме этого использование данного устройства ограничено по функциональным возможностям при проведении исследований магнитов различной формы и размеров.
Известно устройство для измерения величины силы притяжения кольцевых магнитов (Патент на полезную модель RU №129653, МПК G01N 27/72, 2013 г.) содержащее немагнитную подставку, на которой установлен стальной корпус с немагнитной крышкой, имеющей вертикальный цилиндрический выступ для установки контролируемого магнита, оппозитно которому внутри корпуса расположена ферромагнитная втулка, которая напрессована на гирю из немагнитного материала, масса которой заведомо превышает измеряемую силу притяжения кольцевых магнитов. Гиря неподвижно установлена на чашке весов, расположенных на немагнитной подставке и имеющих панель управления с индикатором, на который выводится информация об измеряемой силе притяжения кольцевых магнитов.
Недостатками данного устройства являются невозможность измерения силы взаимодействия магнитов в форме, отличной от колец, например, дисков или кубической формы и громоздкость конструкции, обусловленная наличием немагнитопроводного груза, на который устанавливается ферромагнитная втулка.
Техническим результатом предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей при измерениях силы взаимодействия между магнитами различной формы.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения силы взаимодействия между постоянными магнитами, содержащем электронные весы с немагнитопроводной чашей, держатель исследуемого магнита, выполненный из немагнитопроводного материала, в форме кольца со сквозными радиальными отверстиями, в которых посредством резьбового соединения установлены элементы крепления, выполненные в виде винтов, и закреплен на консоли, установленной на вертикальной опоре с возможностью перемещений вдоль опоры и фиксации положения над вторым исследуемым магнитом размещенным на чаше весов, при этом исследуемые магниты обращены одноименными полюсами друг к другу и снабжены съемными фиксирующими направляющими из немагнитопроводного материала, выполненными из профиля с формой поперечного сечения соответствующей форме исследуемых магнитов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на фиг. 1 представлено устройство для измерения силы взаимодействия между постоянными магнитами, на фиг. 2 представлен держатель исследуемого магнита в разрезе: 2(a) с исследуемым магнитом в форме кольца, 2(б) с исследуемым магнитом в форме диска, 2(в) с исследуемым магнитом в форме прямоугольника.
Устройство для определения силы взаимодействия между постоянными магнитами содержит электронные весы 1, с немагнитопроводной чашей 2, I или II класса точности, обеспечивающие повышение точности измерений. Держатель 3 для первого исследуемого магнита 4 выполнен из немагнитопроводного материала и снабжен элементами крепления 5 постоянного магнита, выполненными так же из немагнитопроводного материала. Держатель 3 выполнен в форме кольца со сквозными радиальными отверстиями, а элементы крепления 5 выполнены в виде винтов и установлены в отверстиях держателя посредством резьбового соединения. Держатель 3 закреплен на консоли 6, установленной на вертикальной опоре 7 с возможностью перемещений и фиксации положения над вторым исследуемым магнитом 8 размещенным на чаше 2 весов 1. Исследуемые магниты обращены одноименными полюсами друг к другу. Устройство снабжено набором съемных фиксирующих направляющих 9 из немагнитопроводного материала. Съемные фиксирующие направляющие 9, выполненные в форме цилиндра (фиг. 2а), используют для исследуемых магнитов в форме кольца, или для исследуемых магнитов с отверстием любой формы. Съемные фиксирующие направляющие 9 выполненные в форме цилиндра обеспечивают соосное расположение исследуемых магнитов. Съемные фиксирующие направляющие 9 выполненные г-образного из профиля (уголок) используют для исследуемых магнитов в форме прямоугольника (фиг. 2в), съемные фиксирующие направляющие 9 выполненные из профиля с заданной формой поперечного сечения в виде дуги окружности используют для исследуемых магнитов в форме диска (фиг. 2б). Такие направляющие устанавливают на чаше 2 весов 1 по внешнему контуру второго исследуемого магнита 8 для обеспечения точного расположения исследуемых магнитов друг над другом.
Работа устройства для определения силы взаимодействия между постоянными магнитами заключается в следующем.
Перед началом работы устройства выбираются два постоянных магнита одинаковых размеров и формы. При установке этих магнитов в устройство они должны быть направлены друг к другу одноименными полюсами. Первый исследуемый магнит 4 устанавливают в держатель 3 и закрепляют в нем с помощью элементов крепления 5. Устанавливают на немагнитопроводный чашу 2 электронных весов 1 второй исследуемый магнит 8. Затем исследуемые магниты устанавливают по оси симметрии с помощью съемных фиксирующих направляющих 9. Сначала определяют вес второго исследуемого магнита 8 без внешнего воздействия со стороны первого исследуемого магнита 4. Уменьшают расстояние между исследуемыми магнитами, перемещая держатель 3 закрепленный на консоли 6, вниз по вертикальной опоре 7. Фиксируют новое положение исследуемых магнитов, измеряют расстояние между нами, например, с помощью линейки. Вес второго исследуемого магнита 8 с учетом внешнего воздействия со стороны первого исследуемого магнита 4 определяют по показаниям электронных весов 1. Фиксируют его увеличение. Разность полученного и первоначального значения веса второго исследуемого магнита есть величина силы взаимодействия между исследуемыми магнитами.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность измерения силы взаимодействия между магнитами различной формы.