RU2747475C1

RU2747475C1 - Device for measuring the power characteristics of permanent magnets

Info

Publication number: RU2747475C1
Application number: RU2020121213A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Горбунов; Олег Николаевич Крютченко; Виктор Васильевич Кудинов; Аркадий Валентинович Орлов
Original assignee: Акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (АО "РЗМКП")
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2021-05-05

Abstract

FIELD: technological equipment.SUBSTANCE: invention relates to the design of technological equipment designed to control the power characteristics of permanent magnets. The device for measuring the power characteristics of permanent magnets contains a case with a non-magnetic cover, having a protrusion for installing a controlled magnet, opposite to which the ferromagnetic element is located, as well as a means of measuring the force of attraction between the ferromagnetic element and the magnet. The case is made of a non-magnetic material, the protrusion is a plate of magnetic material located at the bottom of the case, the ferromagnetic element is made in the form of a wire segment, and holes are made in the cover, the diameter of which is equal to 1.1-1.2 of the cross-section diameter of the ferromagnetic element.EFFECT: increased locality and accuracy of the control of the power characteristics of magnets.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и касается конструкции технологического оборудования, предназначенного для контроля силовых характеристик постоянных магнитов.The invention relates to measuring equipment and relates to the design of technological equipment designed to control the power characteristics of permanent magnets.

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.Due to the nature of the manufacturing technology, permanent magnets may have deviations from the specified characteristics. This circumstance leads to a scatter of the force parameters of magnetic systems formed from a set of individual magnets.

В связи с этим важной является задача определения силовых характеристик постоянных магнитов в различных точках их поверхности простыми и эффективными методами.In this regard, it is important to determine the strength characteristics of permanent magnets at various points on their surface using simple and effective methods.

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.From the existing prior art, a device for monitoring the characteristics of permanent magnets is known, comprising an inductor with a magnetizing coil, which houses the magnet under investigation, and a web meter [SU 256869, G01, publ. 11.11.69]. When assessing the quality of the magnet under study, its stage-by-stage magnetization by an inductor is carried out and subsequent control of the generated magnetic fluxes with a web meter.

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.Known device for monitoring the characteristics of permanent magnets, containing a magnetic circuit and a Hall sensor [SU 1280553, G01R 33/12, publ. 12/30/86]. In this case, the sample under study is magnetized in the magnetic circuit and then the value of its residual induction is controlled by a Hall sensor.

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.The disadvantages of these technical solutions are the complexity of their implementation, as well as the need to magnetize the samples under study. As a result, information about the initial, formed at the manufacturing stage, properties of the magnets is lost.

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.Known device for monitoring the characteristics of permanent magnets, containing an electromagnet with a core, connected to a spring [SU 595622, G01B 7/06, publ. 02/28/78]. During the operation of the device, the core is lowered onto the surface of the test sample and magnetized by the current passing through the winding of the electromagnet. The quality of the magnet is determined by the value of the force of separation of the core from its surface, controlled by the current of the electromagnet.

Недостаток данного технического решения заключаются в сложности реализации и невозможности контроля силовых характеристик локальных участков поверхности исследуемых магнитов.The disadvantage of this technical solution lies in the complexity of implementation and the impossibility of controlling the power characteristics of local areas of the surface of the studied magnets.

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].The closest to the claimed technical solution is a device for measuring the power characteristics of permanent magnets, containing a housing with a non-magnetic cover, having a protrusion for installing a controlled magnet, opposite to which a ferromagnetic element is located, as well as a means for measuring the force of attraction between a ferromagnetic element and a magnet [RU 129653, G01N 27/72, publ. 06/27/2013].

В известном устройстве силовые характеристики магнита определяют по изменению величины силы, действующей на тензодатчик и вызванной притяжением ферромагнитного элемента к контролируемому магниту.In the known device, the power characteristics of the magnet are determined by the change in the magnitude of the force acting on the strain gauge and caused by the attraction of the ferromagnetic element to the controlled magnet.

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.The disadvantage of this technical solution is that due to the extended three-dimensional shape of the ferromagnetic element, the device does not allow to control the properties of local areas of the surface of the studied magnets. In addition, the placement of magnets on a base made of a non-magnetic material results in the fact that the force of attraction of the ferromagnetic element to the controlled magnet is mainly influenced by the side of the magnet in contact with this element. As a result, the reliability of the information obtained about the magnet as a whole decreases, which is especially important in the manufacture of magnetic systems.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении локальности и точности измерений характеристик постоянных магнитов.The problem to be solved by the claimed technical solution is to increase the locality and accuracy of measurements of the characteristics of permanent magnets.

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.This problem is solved due to the fact that in a device for measuring the strength characteristics of permanent magnets, containing a housing with a non-magnetic cover, having a protrusion for installing a controlled magnet, opposite to which a ferromagnetic element is located, as well as a means for measuring the force of attraction between a ferromagnetic element and a magnet, the housing is made made of non-magnetic material, the protrusion is a plate of magnetic material located at the bottom of the housing, the ferromagnetic element is made in the form of a piece of wire, and holes are made in the cover, the diameter of which is 1.1-1.2 times the diameter of the cross-section of the ferromagnetic element.

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.The used diameter of the holes in the lid provides convenience and locality of measurements. If the diameter of the holes is less than 1.1 mm, it is difficult to position the ferromagnetic element in the holes of the housing cover. When the diameter of the holes is large (equal) 1.2 mm, the locality of measurements of the force parameters of the magnets begins to deteriorate.

Технический результат заключается в повышении локальности и точности контроля силовых характеристик магнитов.The technical result consists in increasing the locality and accuracy of control of the power characteristics of the magnets.

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.The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows the external view of the housing, FIG. 2 - its sections along two planes, and in Fig. 3 is a general view of a device for monitoring the power characteristics of permanent magnets.

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.The body 1 is made of PCB and is a rectangular box with a wall thickness of 1 mm (Figs. 1-2). Cover 2 is also made of PCB 2 mm thick and holes 3 with a diameter of 0.6 mm are made in it. At the bottom of the case there is a protrusion in the form of a plate made of magnetic steel 4 2.0 mm thick, on which controlled magnets are located 5. In the holes of the cover, a ferromagnetic wire element 6 (Fig. 3) with a cross-sectional diameter of 0.5 mm and a length of 10 15 mm, made of permalloy and in contact with a controlled magnet. The ferromagnetic element is connected by a thread 7 with a gramometer 8 equipped with a dial gauge. The grammeter allows you to measure the force of gravity acting between the element and the magnet. The device provides the ability to move the gramometer in the vertical direction along the rail 9, the base of which 10 is rigidly attached to the housing 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.The device works as follows. The cover of the housing 2 opens (slides) and the controlled magnets 5 are placed inside the housing on the projection 4. The cover returns to its original state (Fig. 2). The ferromagnetic element is lowered to the desired point (cover hole 3) of the surface of the magnet until it comes into contact with it. To do this, the gramometer 8 is lowered vertically down to the required height using the rack 9. Then the gramometer is moved vertically upward until the element is detached from the magnet surface. At this moment, on the scale of the gramometer indicator, the value of the sought-for attractive force acting between the ferromagnetic element and the magnet is measured, by the value of which the quality of the magnet is evaluated.

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.The maximum possible force of attraction in this device is provided through the use of a magnetic protrusion and an elongated cylindrical ferromagnetic element. The protrusion serves as a magnetic circuit. As a result, the lines of force of the magnetic field of the magnets are closed through the protrusion and the element. The use of a perforated cover allows for local measurements.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить локальность и повысить точность измерений.Thus, the use of the proposed device makes it possible to ensure locality and improve the measurement accuracy.

Claims

A device for measuring the strength characteristics of permanent magnets, comprising a housing with a non-magnetic cover, having a protrusion for installing a controlled magnet, a ferromagnetic element is located opposite to which a ferromagnetic element is located, and also a means for measuring the force of attraction between a ferromagnetic element and a magnet, characterized in that the housing is made of a non-magnetic material, a protrusion is a plate of magnetic material located at the bottom of the housing, the ferromagnetic element is made in the form of a piece of wire, while holes are made in the cover, the diameter of which is 1.1-1.2 times the diameter of the cross-section of the ferromagnetic element.