Феррометр — это специализированный измерительный прибор, предназначенный для точного определения мгновенных значений магнитной индукции и напряженности магнитного поля в образцах из ферромагнитных материалов. К таким материалам, обладающим исключительно высокой магнитной проницаемостью (значительно превышающей единицу), относятся, например, сердечники трансформаторов, электродвигателей и сами постоянные магниты.
Принцип действия феррометра
Работа прибора основана на ключевом физическом принципе: мгновенные значения магнитных величин пропорциональны средним значениям их производных за определенный фиксированный промежуток времени. В конструкции феррометра средние значения переменных электрических величин преобразуются в течение интервала, кратного полупериоду изменения исследуемого магнитного поля. Это преобразование осуществляется с помощью магнитоэлектрического устройства, такого как гальванометр, в сочетании с управляемым выпрямителем. Управление процессом, а именно определение начального момента воздействия поля на прибор, обеспечивается фазовращателем. Таким образом, напряженность намагничивающего поля рассчитывается по величине тока в цепи, а производная тока — по значению электродвижущей силы (ЭДС), возникающей во вторичной обмотке катушки взаимной индукции. При этом первичная обмотка этой катушки включается последовательно в намагничивающую цепь.
Построение магнитных характеристик
Для определения точек динамической петли гистерезиса (петли перемагничивания) с помощью феррометра фиксируют мгновенные значения при различных, но строго определенных положениях фазовращателя. Обычно измерения проводят на одинаковых участках периода переменного поля. На основе полученных данных строится сама петля. Главная кривая намагничивания материала, в свою очередь, формируется как геометрическое место вершин симметричных динамических петель, полученных при разных амплитудах намагничивающего поля.
Современные феррометры и их применение
Современные, в том числе виртуальные (программно-аппаратные), феррометры нашли широкое применение как в лабораторных исследованиях, так и в промышленных условиях. Они позволяют определять практически весь спектр важных магнитных характеристик материалов. Такие приборы часто оснащены интуитивно понятным графическим интерфейсом, который выводит на дисплей не только численные показатели исследуемых величин, но и визуализирует динамический магнитный цикл (петлю гистерезиса), динамическую кривую намагничивания, а также зависимость динамической магнитной проницаемости от напряженности поля.
Феррометры активно используются для построения симметричных петель перемагничивания ферромагнитных образцов в переменных магнитных полях, в первую очередь на стандартных промышленных частотах. Результаты измерений могут быть зафиксированы с помощью двухкоординатного самописца или визуализированы на экране осциллографа.