CC BY
60
УДК 658.512.2.011.56
С.П. Малюков АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ
Магнитные сплавы и другие магнитные материалы широко применяются во многих областях народного хозяйства.
Свойства, указанных материалов, как при разработке, так и в процессе технологического контроля при их изготовлении зачастую измеряются морально устаревшими приборами с низкой степенью автоматизации. Образовался разрыв между новыми разработками самих материалов и устаревшими методами измерения их свойств [1].
В связи с быстрым развитием вычислительной техники появилась возможность эффективной математической обработки данных измерений, но в отрыве от процесса автоматизации самих измерений это дает немного [2].
С целью автоматизации процесса измерения параметров магнитных материа-, -зультатов, разработан автоматизированный измерительный комплекс (АИК).
Примером такого комплекса является автоматизированный комплекс контроля магнитных свойств магнито-твёрдых сплавов.
Упрощенная блок-схема комплекса представлена на рис.1.
Исследуемый образец 4 помещается в рабочее пространство электромагнита 2, 1. -сти является измерительная катушка 3, датчиком напряженности магнитного поля -датчик Холла 5, помещаемый в непосредственной близости от образца. Сигналы от измерительной катушки и датчика Холла соответственно через интегрирующий микровеберметр 6 и усилитель 7 поступают на вход двух аналогово-цифровых 13 14, -
ройства 9, связанного с ЭВМ 17. Коммутатор 12 служит для автоматической установки микровеберметра на нуль и изменения предела измерения. Через интерфейсное устройство сигналы поступают в ЭВМ, обрабатываются и, в соответствии с программой, через цифроаналоговый преобразователь 10 и коммутатор 11 плавно изменяется напряжение тиристорного преобразователя и тока в обмотках электромагнита. Обработанные результаты выводятся на дисплей 15 и графопострои-
16, 8.
Комплекс позволяет в режиме медленно меняющегося поля производить измерения кривых намагничивания и возврата, семейство частных и полную петлю гистерезиса, а также автоматически размагничивать образцы. На рис.2,3 приведены конечные результаты измерений, полученных на графопостроителе комплекса. Одновременно до 12 основных показателей выводятся на печатающее устройство. При желании оператор может получить распечатку координат всех точек петли .
Разработаны десять вариантов программ измерения, накопления, обработки информации и вывода ее в графическом и цифровом виде. Решена проблема получения результатов измерений без скомпенсированной катушки, как в координатах
- , - .
Работа комплекса полностью автоматизирована, единственной ручной операцией является установка образца в измерительную вставку и ввод его сечения через клавиатуру в ЭВМ. Длительность измерения полной петли гистерезиса с установкой образца составляет 1 - 1,5 мин. При замене электромагнита на соленоид и смене источника питания комплекс позволяет производить измерения магнитно-мягких материалов.
Указанный комплекс создан с ориентацией на IBM PC с соответствующими
. , -ры с единым интерфейсом, однако это необязательно и возможно применение нескольких типов интерфейсов. Интерфейс ШЕЕ-488 в комплексе обеспечивает взаимную информационную связь цифровых измерительных приборов и преобразователей информации, устройств управления, различных генераторов, ЗУ, дисплеев и . . : -нальных шин и протокола связи, возможность связи между устройствами различного быстродействия, одновременный прием данных группой устройств и т.д.
Создание измерительного комплекса, на базе ПЭВМ позволяет оперативно менять структуру его работы, создать банки данных по образцам, при этом в банки могут быть записаны не только конкретные физические параметры, но и техноло-, , , плавки и т.д. Такой банк данных по образцам был создан.
При большом числе образцов по желанию пользователя кроме оперативного измерения магнитных свойств формируется банк экспериментальных данных. Созданные программы позволяют сортировать банк по степени возрастания или убывания любого , .
Для устройств графического отображения информации разработан пакет программ, позволяющий получать графическую зависимость двух (тоский график) и трех (объемный график) любых параметров друг от друга. На рис.4 приведен трехмерный
график зависимости магнитной энергии (ВН от значений остаточной магнитной
индукции Вг и коэрцитивной силы Нс. На графике видно, что при данной технологии
увеличение только Нс или Вг не приводят к увеличению магнитной энергии.
Для более точного численного значения любого параметра разработана про" ".
изолинии третьего параметра, т.е. производить сечение трехмерной поверхности , , друг от друга. Таковы только некоторые возможности комплекса.
Опыт работы с комплексом позволяет сформулировать основные требования, предъявляемые к ЭВМ и ее периферии: как показывает практика, средний размер программы измерения и накопления информации находится в пределах 1 Мб. К этому следует добавить достаточно большой объем памяти( 3 Мб) для составления программ обработки информации и представления ее в графическом виде.
Для контроля параметров магнитной ленты для звуковой и видеозаписи были созданы измерительные автоматизированные комплексы, аналогичные указанному на рис.1, при этом такие устройства как тиристорные преобразователи, электро-,
генераторами, магнитными головками и измерительными вольтметрами.
Измерение параметров вровень шума, отдачи, частотной характеристики и др.) видеолент различных типов производилось на модернизированном видеомагнитофоне.
Модернизация состояла в том, что в процессе измерений видеомагнитофон автоматически включался в тот или иной режим по нужной программе, с генератора на вход магнитофона подавался соответствующий сигнал записи и синхросигналы. При последующем воспроизведении с магнитной головки снимался сигнал воспроизведения и через управляемый анализатор и АЦП сигнал вводился в ЭВМ.
Вариации сигналов записи по частоте и амплитуде в комплексе с выходными сигналами дают информацию о параметрах магнитной ленты, как по видео, так и по звуковому каналам.
Аналогичным образом измеряются параметры звуковой магнитной ленты, где в качестве основного средства используется магнитофон. Если магнитофон имеет "с^озной канал" (раздельные головки записи и воспроизведения) то операции измерения параметров можно проводить одновременно с записью измерительных ( ).
Рис.1. Упрощенная блок-схема, автоматизированного комплекса контроля магнитных свойств магнитно-твердых материалов
, . 1,
элементы:
1 - тиристорный преобразователь, 2 - электромагнит,
3 - , 4 - ,
5 - датчик Холла, 6 - микровеберметр,
7 - усилитель, 8 - печатающее устройство,
9 - интерфейсное устройство, 10 - цифроаналоговый преобразователь, 11,12 - коммутаторы, 13,14 - аналого-цифровые преобразователи,
15 - дисплей, 16 - графопостроитель, 17 - ЭВМ.
Рис. 2. Семейство частных циклов, выведенных на графопостроитель комплекса
Рис.3. Семейство кривых возврата
(ВН) ШОК
Рис. 4. Трехмерная поверхность зависимости магнитной энергии, остаточной индукции и коэрцитивной силы серии образцов постоянных магнитов
ЛИТЕРАТУРА
1. Малюков СМ. Стекловидные диэлектирики в производстве магнитных головок: Монография. - Таганрог: изд-во ТРТУ, 1998.
2. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. - М.: Высш. Шк., 1990. - 272 с.
УДК 658.512
А.В. Маргелов, А.М. Никифоров ЯЧЕЙКА КОММУТИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ТРАССИРОВКИ ЦЕПИ
В работе [1] предложена ячейка коммутирующей среды, которая в сравнении с известной ячейкой [2] позволяет автоматически устанавливать кратчайшие трассы во время волнового процесса в трассирующей модели. При этом ячейке р С Р (Р
— множество ячеек — источников сигнала трассирующей модели М= (Х,Ц), где X
— множество ячеек, и — множество звеньев этой модели) задаётся признак источника сигнала путём подключения его к источнику напряжения с потенциалом фр относительно общей шины модели. Вершине q С Р, где Р — множество ячеек —
, . -щим к узлам Р начинает распространяться волна потенциала поиска. На узлы модели наложено ограничение несливания токов поиска при схождении на ячейках, пути к которым оказали одинаковую задержку волне. Звено ит! подключается к прилегающей ячейке х, если функция тока Би^^ через ключ, разделяющий звено ит! и узел х1, определяется
8ит1,Х1 = фит! п фхЬ (1)
п
где 8ит!,Х1 = и 8ит!,Х1 — множество возможных функций токов,
т -1
