5.7 Зависимость магнитной проницаемости ферромагнетиков от влияющих факторов
Магнитная проницаемость ферромагнетиков зависит от многих факторов, что может быть положено в основу разработки разнообразных типов датчиков, предназначенных для измерения электрических и неэлектрических величин.
Зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от напряженности магнитного поля.
Рис. 5.18 Зависимость магнитной проницаемости ферромагнетика от напряженности магнитного поля.
Магнитная проницаемость ферромагнетика зависит от напряженности магнитного поля и характеризуется наличием критической намагниченности, при которой магнитная проницаемость материала достигает максимального значения.
Зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от частоты изменения напряженности магнитного поля.
Рис. 5.19 Зависимость магнитной проницаемости ферромагнетика от частоты магнитного поля.
Ферромагнитные материалы характеризуются наличием частоты среза, в окрестностях которой происходит резкое изменение магнитных свойств ферромагнетика.
Зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от температуры.
Рис. 5.20 Зависимость магнитной проницаемости ферромагнетика от температуры..
Магнитная проницаемость ферромагнитных материала при нагревании возрастает, но при достижении критической температуры (точки Кюри) происходит разрушение упорядоченности в структуре материала и он переходит в парамагнитное состояние.
Зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от механической напряженности в материале.
Рис. 5.21 Зависимость магнитной проницаемости ферромагнетика от механического напряжения при различных напряженностях магнитного поля.
Приведенные графики отражают наличие магнитоупругого эффекта в ферромагнетиках.
Зависимость относительных деформаций ферромагнитных материалов от величины напряженности магнитного поля.
Рис. 5.22 Кривые, характеризующие явление магнитострикции в материалах.
Данные зависимости отражают наличие магнитострикционного эффекта в ферромагнетиках.
Деформация петли гистерезиса под действием механических напряжений в ферромагнитных материалах.
Рис. 5.23 Зависимость формы петли гистерезиса ферромагнетика от величины и направления механических напряжений в материале.
Как следует из приведенных графиков, остаточная индукция является функцией механических напряжений в материале. Под действием сжимающих усилий в ферромагнетике происходит стабилизация структуры, что сопровождается уменьшением потерь на гистерезис.
Магнитотвердые материалы характеризуются большим значением остаточной коэрцитивной силы. Основные характеристики для таких материалов: легкость намагничивания; малые магнитные потери на перемагничивание. К их числу относятся сплавы: АЛНИКО; АРМКО; ВИКАЛЛОЙ.
Магнитомягкими материалами являются пермаллои, стали. Существуют так же магнитные жидкости.
Ферромагнитные материалы используют для записи и хранения информации (с 1947 г.). Для этих целей на поверхности подложки наносят специальное ферролаковое покрытие. Ток записи намагничивает определенные области покрытия. Считывание записанной информации осуществляется, например, путем генерации ЭДС в катушке индуктивности.
К преимуществам таких запоминающих устройств можно отнести следующие факторы: это компактный, надежный носитель информации, потребляющий мало энергии; может сохранять информацию без дополнительных источников энергии; информация легко считывается; возможно многократное использование носителя информации.
Используют различные способы записи информации на магнитные носители, например, без возврата к нулю, с возвратом к нулю, запись информации по двум и трем уровням (намагничено, размагниченно, с насыщением), фазовая модуляция и т.п.
Есть статические и динамические запоминающие устройства на магнитных носителях, на пленках с управлением движения доменов (используется акустическая система), магнитоакустическое запоминающее устройства, а также на основе использования эффекта Фарадея (поворот вектора поляризации света в магнитном поле).
Контрольные вопросы к главе 5
Объясните принцип работы магнитоиндукционного расходомера.
Дайте сравнительную характеристику индуктивных и дифференциально-трансформаторных первичных преобразователей.
Объясните механизм чувствительности вихретоковых измерительных преобразователей.
От каких причин зависит глубина проникновения электромагнитных волн в вещество?
Объясните физическую природу диамагнетизма и ферромагнетизма.
Приведите примеры практического использования ферримагнетиков и антиферромагнетиков в измерительной технике.
Опишите принцип работы устройства для измерения перемещений, основанного на использовании эффекта Видемана.
Приведите примеры практического использования эффекта Баркгаузена.
В чем особенность принципа работы магнитоупругого первичного измерительного преобразователя?
Предложите конструкцию дифференциального магнитоупругого анизотропного первичного преобразователя.
Объясните причину нелинейной зависимости магнитной проницаемости ферромагнетных материалов от различных влияющих факторов: температуры, напряженности магнитного поля, механических напряжений и т.п.
Каким образов изменяется вид петли гистерезиса ферромагнетика при воздействии на него растягивающих и сжимающих усилий.?