Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [49] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

цесса, в которой не учитывается влияние объема [43]:

Наконец, укажем, что тепловое расширение, возникающее при нагревании ферромагнетика, также должно сказываться на результатах измерений температурной зависимости самопроизвольной намагниченности. Пусть /g - самопроизвольная намагниченность вещества, отнесенная к единице массы, aw - относительный объем. Тогда, считая функцией w и Т, имеем:

Отсюда видно, что самопроизвольная намагниченность при повышении температуры изменяется: 1) за счет нарушения статистики спинов при нагревании и 2) за счет механопарапроцесса , вызываемого термическими изменениями объема (gy- Влияние второго фактора на температурную зависимость самопроизвольной намагниченности тем больше, чем

больше крутизна обменного интеграла в данном ферромагнетике.

§ 7. Магнитоупругий метод измерения деформаций и напряжений

Явление изменения намагниченности ферромагнетиков под действием упругих напряжений в настоящее время используется в практических целях для конструирования приборов и установок, которые применяются при исследовании деформаций и напряжений в деталях машин, а также различного рода усилий и давлений (магнитоупругие датчики). Применение таких приборов часто имеет большие преимущества по сравнению с другими приборами, предназначенными для той же цели, но основанными на других принципах (емкостные, индукционные, проволочные датчики и др.).

Магнитоупругий метод измерения напряжений и деформаций был впервые предложен Акуловым. Им был сконструирован и изготовлен тензометр- для измерения статическизс

деформаций. Для изучения напряжений, изменяющихся во времени (динамические напряжения), магнитоупругие тензометры были разработаны и применены Майоровым [44]. Чтобы дать представление о работе магнитоупругих тензометров, на рис. 80 приве-н мошиноВоОсхеме дена принципиальная схема

одного из вариантов таких приборов для измерения деформаций в стальной балке. Здесь / - балка, 2 и 2 - зажимы, натягивающие ферромагнитную проволочку 5 в том месте балки, где требуется измерить напряжение или деформацию. На проволочку надеты две катушки и 5. Одна из них 4 является намагничивающей и питается переменным током Звуковой частоты, а другая 5 измерительная, концы которой подводятся к мостико-вой или компенсационной схеме для измерения малых индуктированных э. д. с. При возникновении деформаций в испытуемой балке ферромагнитная проволочка 5 подвергается натяжению, в результате чего изменяется ее магнитная восприимчивость. Последняя и фиксируется катушкой 5. Если заранее известна для проволочки градуиро-

вочная кривая у ( ) (та - относительное изменение магнитной восприимчивости при деформации, а о - упругое напряжение), то легко может быть найдена деформация балки в том месте ее, где укреплен магнитоупругий тензометр. На рис. 81 приведена в качестве примера одна из таких градуировок. Из приведенной кривой видно, что

в небольшом интервале напряжений можно принять, что у-линейно зависит от о. В общем же случае эта зависимость

Рис. 80. Принципиальная схема магнитоупругого тензометра для измерения деформаций и напряжений в деталях машин.

7-балка, 2, г -зажимы, 3-ферромагнитная проволочка, 4-намагничивающая катушка, 5-измерительная катушка.

имеет нелинейный характер. Чувствительность магнитострик-

ционных тензометров определяется отношением величины ф

к относительной деформации фер-

Д/ I

ромагнитной проволоки и обо-

знача ется через s

. Опыты

наибольшую

S 10 15

Рис. 81. Характеристика магиитоупругого тензометра для сплава типа пермаллой.

показывают, что чувствительность имеют ферромагнитные материалы, обладаю-ш;ие большой магнитной восприимчивостью и одновременно высокими магнитострикционными характеристиками. Этим требованиям удовлетворяют железо-никелевые сплавы с содержанием 60-650/ Ni. Для них величина s может достигать 200-300 единиц, в то время как для проволочных тензо-.метров, широко применяемых на практике, s равна 2-3. Чувствительность магнитоупругих датчиков может быть настолько высокой, что они могут воспринимать давление, оказываемое звуковым излучением (см. гл. II, § 8).

Конструктивное оформление магнитоупругих датчиков может быть самым разнообразным в зависимости от требований, предъявляемых техникой испытаний. В последнее время были разработаны магнитоупругие тензометры в форме тонкой пермаллоевой полоски с двумя маленькими обмотками; эти тензометры своими концами приклеиваются или припаиваются непосредственно к поверхности деформируемой детали (рис. 82) аналогично тому, как это делается при известном методе проволочных датчиков. Первая обмотка питается переменным током звуковой частоты; во второй индуктируется э. д. с, величина которой зависит от величины изменения магнитных свойств пермаллоя под влиянием напряжений.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [49] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83