Экономика в промышленности Под редакцией профессора А. В. Ляшенко Саратов Издательство Саратовского университета 2015
Скачать 2.37 Mb.
|
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЛОКАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ФОРМЫ ОТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ АКСИАЛЬНО-НАМАГНИЧЕННЫХ КОЛЬЦЕВЫХ МАГНИТОВ С. П. Кудрявцева, А. Н. Петров Саратовский государственный университет Россия, 410012, Саратов, Астраханская, 83 E-mail: kof@sgu.ru Проведен расчет локального коэффициента формы аксиально-намагниченных кольцевых магнитов с различными геометрическими параметрами, позволяющий определять оптимальные геометрические размеры магнитов. Ключевые слова: намагниченность, коэффициент формы, кольцевой магнит. Research of Dependence of Local Shape Factor on Geometric Dimensions of Axially Magnetized Ring Magnets S. P. Kudryavceva, A. N. Petrov The calculation of the local shape factor of axially magnetized ring magnets for a variety of geometric parameters. The results of researches allow to determine optimal geometric dimensions of the magnets. Key words: magnetization, shape factor, ring magnet. Известно, что основной характеристикой магнитотвердых материалов является кривая размагничивания петли гистерезиса. Остаточная намагниченность образцов из магнитотвердого материала, которые представляют собой разомкнутую магнитную цепь, меньше остаточной намагниченности материала. Это связано с появлением в разомкнутой магнитной цепи в виде колец, пластин и других конструкций так называемых размагничивающих полей, которые зависят от формы и относительных размеров магнитов. Размагничивающие поля принято характеризовать коэффициентами формы. Знание этих коэффициентов является очень важным, так как позволяет определить истинную остаточную намагниченность постоянных магнитов [1]. Коэффициенты формы подразделяются на магнитометрические баллистические и локальные в зависимости от способа определения намагниченности образца [2, 3]. Баллистические и магнитометрические коэффициенты формы называются также баллистическими и магнитометрическими коэффициентами размагничивания. Баллистический коэффициент характеризует среднюю величину внутреннего размагничивающего поля по нейтральному сечению образца, а магнитометрический – по его объему. Практический интерес представляют локальные коэффициенты формы – коэффициенты пропорциональности К между намагниченностью M и магнитной индукцией B в определенной точке пространства вне образца:
где μ0 – магнитная постоянная. Измерив магнитную индукцию в определенной точке пространства и зная расчетные данные коэффициента формы К  , можно определить величину намагниченности М. Для расчета локальных коэффициентов формы использован метод фиктивных магнитных зарядов [3]. Кольцевой магнит, однородно намагниченный вдоль оси z (М  = const), изображен на рис. 1, где 1, 2 – торцевые поверхности, n  – единичный вектор нормали dq – элементарный магнитный заряд, – длина, d – внутренний диаметр, D – внешний диаметр.Величина элементарного фиктивного магнитного заряда dq на элементе поверхности dS торцевой поверхности 1 (см. рис. 1, б, в) равна
где dr, dℓ – размеры элемента поверхности. dφ r 0 dS dr dℓ n M 0 dq D n n M d 0 dq dq 1 2 ℓ dr z A r' r" r а б в Рис. 1. Аксиально-намагниченный кольцевой магнит: а – осевое сечение; б – вид с торца; в – элемент поверхности с фиктивным зарядом dq Соответственно для торцевой поверхности 2
Магнитная индукция в произвольной точке А от поверхности 1 имеет вид
а от поверхности 2 –
где r' и r''  – расстояния от точки А до элементарных зарядов dq поверхностей 1 и 2 соответственно.Размер dℓ  элемента dS, как следует из рис. 1, в, выразится в виде
Тогда
Из рис. 1 следует, что
С учетом преобразований (7)–(10) выражение (5) для  принимает вид
По аналогии проводятся преобразования для поверхности 2 (см. рис. 1, а):
где  .Используя принцип суперпозиции, магнитная индукция, создаваемая в точке А обеими поверхностями кольца, имеет вид
где  и  определяются формулами (11) и (12) соответственно.Решая систему уравнений (11)–(13) для точки с координатой z = 0 и используя выражение (1), локальный коэффициент формы примет вид
где     Результаты расчета локального коэффициента формы по выражению (14) для различных значений осевой длины  и внутреннего диаметра магнитов d, нормированных к внешнему диаметру D, представлены в таблице и на рис. 2.Локальные коэффициенты формы аксиально-намагниченных кольцевых магнитов
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 ℓ/D 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 K 1 2 3 Рис. 2. Зависимость локального коэффициента формы кольцевого магнита от осевой длины образца, нормированной к внешнему диаметру: 1 – d/D = 0,3; 2 – d/D = 0,4; 3 – d/D = 0,5 С увеличением относительной длины образца растет локальный коэффициент формы, что равносильно уменьшению размагничивающего поля (см. рис. 2). Проведенные теоретические исследования показали, что изменения локального коэффициента формы не превышают 2,5% при  . Полученный графический материал позволяет определять локальные коэффициенты формы аксиально-намагниченных кольцевых магнитов в широком диапазоне их геометрических размеров. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
УДК 537.6 ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАНИЙ ГЕТЕРОМАГНИТНОГО ПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ ЧАСТОТЫ ВНЕШНЕЙ ПОМЕХИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ НЕМАГНИТНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЭКРАНА Е. С. Зайцева, А. А. Маслов, Л. А. Романченко Саратовский государственный университет Россия, 410012, Саратов, Астраханская, 83 E-mail: lari_rrr@mail.ru Представлены результаты эксперимента по проверке эффективности экранирования немагнитным цилиндром гетеромагнитного первичного преобразователя от внешних гармонических магнитных помех. Получены численные значения коэффициента подавления помех для различных случаев взаимной ориентации преобразователя и экрана при изменяющейся частоте помехи. Ключевые слова: датчик магнитного поля, первичный преобразователь магнитного поля, магнитная помеха, экранирование. Research of Dependence of Heteromagnetic Primary Converter Data on Frequency of External Interference When Used a Non-Magnetic Cylindrical Screen Е. S. Zaiceva, А. А. Maslov, L. A. Romanchenko Presented the results of the experiment to test the effectiveness of non-magnetic shielding cylinder for heteromagnetic primary converter from external harmonic magnetic interference. The numerical values of suppression factor for various mutual orientations of the converter and the screen when changing frequency interference. Key words: magnet sencor, primary transducer of magnetic field, magnetic inerference, shielding. Немагнитные кольцевые или цилиндрические экраны необходимо применять к гетеромагнитному первичному преобразователю (ГМПП) для исключения из результатов измерений быстропеременных составляющих внешнего магнитного поля при одновременном сохранении чувствительности к его медленным изменениям [1–4]. В работах [3, 4] были получены зависимости коэффициента подавления помех для различных частот (от 300 до 1500 Гц) и различных размеров самих экранирующих цилиндров и установлено, что при оптимальных высоте цилиндра 10 см и толщине стенок 2 мм диаметр цилиндра следует изменять в пределах от 5 до 30 см. При этом коэффициент подавления помех возрастает с увеличением частоты помехи. Особенно заметно эффект подавления проявляется при частотах выше 1300 Гц (рис.1). 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 300 Гц 600 Гц 800 Гц 1000 Гц 1200 Гц 1500 Гц 1,25 1,30 1,35 1,45 1,20 а, м Г Рис. 1. Зависимость коэффициента подавления помех Г от радиуса а цилиндра для различных частот Для проверки полученных ранее в [1–4] теоретических результатов (см. рис. 1) авторами были проведены следующие экспериментальные исследования эффективности применения немагнитного экрана к ГМПП:
Схема экспериментальной установки представлена на рис. 2. Блок питания Mastech Генератор Г3-123 Анализатор спектра Agilent E4448A ГМПП Экранирующий цилиндр Рамка с обмоткой из медной проволоки Рис. 2. Схема экспериментальной установки. Экран – алюминиевый цилиндр диаметром = 7,5 см, высотой h = 15,5 см и толщиной стенок = 0,3 см При выключенном генераторе помех ширина спектра датчика оставалась постоянной и равной 10 кГц независимо от наличия или отсутствия экранирующего цилиндра. Следовательно, лаборатория, в которой проводились исследования, была хорошо защищена от всякого рода внешних магнитных воздействий. Условия проведения эксперимента:
Для создания искусственной помехи использовалась рамка с медной обмоткой, подключенная к генератору. При этом ГМПП размещался в геометрическом центре рамки. Измерения проводились экранированным или неэкранированным ГМПП. Результаты эксперимента отображались на дисплее цифрового анализатора спектра (рис. 3). Рис. 3. Сигнал ГМПП при частоте помехи 0,6 кГц: а – без экрана; б – с экраном а б В ходе эксперимента экран устанавливался вертикально (угол α между осью экрана и осью датчика равен 0), под углом (угол α между осью экрана и осью датчика равен 45о) и горизонтально (угол α между осью экрана и осью датчика равен 90о). Схематичное изображение взаимной ориентации ГМПП и экрана приведено на рис. 4. а Рис. 4. Взаимная ориентация ГМПП и экранирующего цилиндра: а – α = 0о; б – α = 45о; в – α = 90о | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
.
,
.
.
.
.
.
,
,
Похожие:
 | Решением Президиума вак министерства образования и науки РФ издание включено в Перечень ведущих рецензируемых изданий, в которых |  | К38 Неправомерные действия должностных лиц налоговых органов. Саратов: Изд-во Сарат ун-та, 2008 376 с.: ил. 978-5-292-03835-1 |
| Лингвометодические проблемы преподавания иностранных языков в высшей школе: Межвуз сб науч тр. / Под ред. Л. И. Со | | Лингвометодические проблемы преподавания иностранных языков в высшей школе: Межвуз сб науч тр. / Под ред. Л. И. Со |
| Экономика. Теория и практика: материалы III международной научно-практической конференции (16 июня 2015 г.). Отв ред. Зарайский А.... | | О. В. Бессчетнова : под ред. Г. В. Дыльнова. — Саратов : Научная книга, 2008. — 288 с |
| Для преподавателей, научных работников и студентов, обучающихся по специальности «Социально-культурный сервис и туризм» | | Для преподавателей, научных работников и студентов, обучающихся по специальности «Социально-культурный сервис и туризм» |
| «Педагогика и психология» Пензенского государственного технологического университета О. А. Вагаева | | «Педагогика и психология» Пензенского государственного технологического университета О. А. Вагаева |