Устройство для контроля цилиндрических магнитных пленок

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ . ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК, содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока и перемагничивающую обмотку, а также ,последовательно соединенные измери тельную обмотку и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, генератор переменного тока выполнен в виде последовательно соединенных управляемого генератора эталонного напряжения, управляемого .делителя напряжения и интегратора, а также двух пороговых, элементов входы которых подключены к выходу интегратора , и логического элемента, входы которого соединены с выходами первого и второго пороговых элементов, а выход - с вторым входом управляемого, делителя напряжения, выход первого порогового элемента подключен к входу генератора .эталонного напряжения , выход интегратора соединен с выходом генератора переменного тока , а выход логического элемента соединен с входом стробирования блока регистрации. 2. Устройство по п.1, о т л и- . чающееся тем, что пороговые элементы выполнены в виде триггеров и литта с симметричной гистереэ иеной характеристикой. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что логический элемент выполнен в виде сумматора по.модулю 2. 4 О Ч to bD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) 6 01 Н 33 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1(21 ) 340 17 57/18-21 .(22) 02. 03. 8,2 (46) 07 ° 10.83. Бюл. 9 37 (72) О.Ф.Долинина, С,Б.Машкович

Г

А,A.Øòèí ,(71) Ижевский механический институт

- (53) 621..317.44(088.8) (56) 1.Григорян Л.A. Запоминающие устройства на цилиндрических магнитных пленках. М., Энергия, 1975, с, 37.

2. Патент CEJA 9 3427872, кп. 73-88.5, 1969. (54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК, содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока и перемагничивающую обмотку, а также, последовательно соединенные измери тельную обмотку и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, генератор переменного тока выполнен в виде последовательно соединенных управляемого генератора эталонного, SU„„1046722 A напряжения, управляемого, делителя напряжения и интегратора, а также двух пороговых элементов входы которых подключены к выходу интегратора, и логического элемента, входы которого соединены с выходами первого и второго пороговых. элементов, а выход — с вторым входом управляемого .делителя напряжения, выход первого порогового элемента подключен к входу генератора эталонного напряжения, выход интегратора соединен с выходом генератора переменного тока, а выход логического элемента соединен с входом стробирования блока регистрации.

2 ° Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пороговые элементы выполнены в виде триггеров (йкитта с симметричной гистереэисной характеристикой.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что логический элемент выполнен в виде сумматора по.модулю 2 °

1046722

50

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть исполь. зовано для контроля цилиндрических магнитных пленок и других материа.лов с ярого выраженной магнитной анизотропией, например пермаллоевы проволок.

Известны устройства для контроля цилиндрических магнитных пленок, содеРжащие генератор прямоугольных импульсов, перемагничивающую обмотку и блок регистрации, подключенный к тонкопленочному сердечнику.

Принцип действия данных устройств основан на измерении амплитуды импульсов ЭДС, возникающих на концах пленки при импульсном перемагничивании последней(.3 ).

Однако при импульсном перемагничинании дефекты и изменения структуры материала пленки часто не обнаруживаются.. .Наиболее близким к предлагаемому по -ехнической сущности является устройство для контроля цилиндрических магнитных пленок, содержащее последовательно соединенные генератор-переменного тока и перемагничинающую обмотку, а также последонательно соединенные измернтельную обмотку и блок регистрации.

Принцип действия устройства основан на циклическом перемагничивании пленки с относительно невысокой частотой и одновременной регистрации ЭДС от скачков Баркгаузена.

По величине ЭДС и другим ее параметрам судят о качестве пленки(2 ).

Однако известному устройству свойственна неудонлетворительная достоверность контроля, несмотря на высокую чувствительность эффекта. Баркгаузена к структурным изменениям материала. Объясняется это тем, что при циклическом перемагничивании синусоидальным или пилообразным током длительность шумовой ЭДС от скачков Баркгаузена составляет менее одной десятой периода перемагничинания. Измерение же параметров случайного сигнала с такой большой скважностью приводит к погрешностям порядка 15-203. Умень.шение амплитуды перемагничивающего тока хотя и позволяет уменьшить . скважность ЭДС, н то же время значительно уменьшает величину ЭДС.

Кроме того, при этом возрастают пО- 5 грешности, обусловленные влиянием внешних магнитных полей.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Постанленная цель достигается 60 тем, что н устройстве для контроля цилиндрических магнитных пленок, 1 содержащем последовательно соединенные генератор переменного тока и перемагничивающую обмотку, а также последовательно соединенные измерительную обмотку и блок регист-. рации, генератор переменного тока выполнен в виде последовательно соединенных управляемого генератора эталонного напряжения, управляемого делителя iйапряженияi и ННТегратора, а также двух пороговых элементов, выходы которых подключены,. к выходу интегратора, и логического элемента, входы которого соединены с выходами первого и второго пороговых .элементон, а выход — с вторым входом управляемого делителя напряжения, выход первого порогового элемента подключен к входу генератора эталонного напряжения, выход интегратора соединен с выхо-. дом генератора переменного тока, а выход логического элемента соединен с входом стробирования блока регистрации.

Кроме того, пороговые элементы выполнены в виде триггеров Шмитта с симметричной гистерезисной характеристикой.

Логический элемент выполнен н виде сумматора по модулю 2 °

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на.фиг.2временные диаграммы, иллюстрирующие принцип действия устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные интегратор 1, управляемый делитель 2 напряжения, пороговые элементы 3 и 4, генератор

5 эталонного Напряжения, логический элемент б, перемагничивающую обмотку 7, контролируемый тонкопленочный сврдечник 8, измерительную обмотку 9 и блок 10 регистрации. Генератор 5 эталонного напряжения, делитель 2 напряжения и интегратор 1 соединены последовательно..Входы пороговых элементов 3 и 4 подключены к выходу интегратора 1, . а выходы— к логическому элементу б, выход которого соединен с упранляющим входом делителя 2 напряжения. Кроме того, ;уйравляющий вход генератора 5 эталонного напряжения подключен к выходу порогового элемента 3, а выход интегратора 1 подключен к перемагничивающей обмотке 7. Наконец, выход логического элемента б подключен к вхо» ду стробирования блока 10 регистрации.

Пороговые элементы 3 и 4 выполнены в виде триггеров Мчитта с симметричной гистерезисной характеристикой, а логический элемент б — в виде сумматора по модулю 2, формирующего выходной Уровень 1 при нечетном числе единичных уровней на входах..

На осциллограммах (фиг. 2) пред ставлено:(),(t) — выходной сигнал порогового элемента 3; U >(t) — выходной сигнал порогового элемента 4;

1046722

В момент времени t3 срабатывает элемент 3, напряжение на выходе генератора 5 эталонного напряжения U4(t) меняет знак, и выходное напряжение. интегратора 1 снова начинает уменьшаться со сравнительно большой сКоростью, поскольку коэффициент передачи делителя 2 возрастает и т.д.

В результате на выходе интегратора 1 формируется характерный Сигнал

0 U (t ), который поступает на перемагничивающую обмотку 7. Сердечник Р перемагничивается и в измерительной обмотке 9 индуцируется сигнал U>(t).

Гармоники частоты перемагничивайия в первом приближении компенсируют- ся секционированием измерительной .обмотки 9. В блоке 10 регистрации осуществляется измерение характеристик ЭДС от скачков Баркгаузена, например действующего значения или среднего числа выбросов. По результатам измерения судят о качестве контролируемого тонкопленочного сердечника 8.

Повышение точности контроля достигается за счет повышения точности измерения характеристик ЭДС от скачков,Баркгаузена обусловленного уменьшением,. скважности ЭДС. Время, L. в течение которого намагничивающий сигнал отсутствует, значительно сокращается. Это возможно лишь при вполне определенном режиме работы устройства. В частности, уровни срабатывания триггерон Шмитта пороговых элементов 3 и 4, постоянная интегратора 1 и коэффициенты передачи делителя 2 напряжения выбираются на основе следующих соображений.

Во-первых, амплитуда напряженности перемагничинающего поля должна быть равна средней величине напряженности, при которой заканчиваются скачки Баркгаузена. Во-вторых, напряжен» ность поля в моменты формирования переднего фронта сигнала U>(t),например t >, должна быть равйа средней напряженности поля, при котовой начинаются скачки Баркгаузена.

В-третьих, скорость изменения вы-, ходного сигнала интегратора 1 на пологих участках выбирается из условия максимума интенсивности ЭДС от скачков Баркгаузена. Наконец, скорость изменения выходного сигнала интегратора 1 на крутых участках выбирается максимально возможной, при которой интегратор 1 еще работает н нормальном режиме, т.е. обеспечивает формирование линейных участков сигнала.

При выполнении вышеуказанных тре. бонаний ЭДС от скачков Еаркгаузена будет занимать по длительности ин .тервал,, -почти равный полупериоду перемагничивания (практически скважность равна 1,1-1,2), а величина

U (t) — выходной сигнал логического элемента 6; U< (t) — выходной сигнал генератора 5 эталонного напряжения;, U <(t) — выходной сигнал делителя 2. напряжения; U () — выходной сигнал интегратора 1; П (t) — сигнал, снимаемый с измерительной обмотки 9;

V (t) — тот же сигнал после строби-. рования в блоке 10 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения устройства

t=0, на выходе генератора 1 существует некоторое отрицательное напряжение, причем порог срабатывания элемента 3 по модулю больше это- 15

ro напряжения, а порог срабатывания элемента 4 меньше. Тогда на выходе ,элемента 3 будет некоторый уровень 1, а н а выходе элемента 4 — уро- . вень 0 (сигналы U (t) H U 2(t) р0 на фиг. 2) . Поскольку эти сигналы поступают на сумматор по модулю .2 логический элемент 6, то на его выходе будет уровень 1 — П (1). Генератор 5 эталонного напряжения при управляющем уровне 0 вырабатывает напряжение отрицательной, а при 1 положительной полярности (U+(t) на фиг. 2). Упранляемый делитель 2 напряжения имеет две ступени. Уровню 0 на управляющем входе соответствует высокий коэффиент передачи, а уровню 1 + — низкий коэффициент передачи. Таким образом, в момент t=0 на входе интегратора 1 будет присутствовать некоторый небольшой уровень положительного напряжения — U 5(). Поскольку интегра-X тор 1 иннертирует сигнал, то его выходное напряжение по модулю будет нозрастать. 40

Когда отрицательное напряжение на выходе интегратора 1 станет равным уровню срабатывания элемента 3, изменится полярность выходного сигнала генератора 5 эталонного напряжения (U<(t), а на выходе логического элемента 6 уровень изменится с 1 на 0, вследстние чего увеличится коэффициент передачи делителя 2 напряжения. Таким образом, в момент времени t 1 (фиг. 2) напряжение на выходе интегратора 1 по модулю возрастет а знак его изменится. Поэтому выходное напряжение интегратора 1 начнет изменяться со сравнительно большой скоростью в сто- 55 рону положительных значений..

В момент времени t срабатывает

2 элемент 4,в результате чего уровень 1 с его выхода изменяет ныходной сигнал логического элемента 6 с 0 60 на 1 . Поэтому коэффициент передачи делителя 2 напряжения снова уменьшается, а, следовательно, уМеньшится и скорость изменения выходного сигнала интегратора 1 (U6(t)). 65

1046722

Pug, Z

Составитель М. Клыкова

Редактор Н. Стащишина Техред Т.Фанта, Корректор С,Шекмар

Эакаэ 7725/46 Тираж 710, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

ЭДС будет максимальной. Это достигается эа счет уменьшения нерабочего интервала времени, когда скачки Баркгаузена отсутствуют (например учас-: ток t„- t < на фиг. 2) . При перемагничиванйи обычным генератором синусоидального или пилообразного тока ЭДС приемлемой величины может быть получена лишь со скважностью 8-10. ТочI ность измерения ее характеристик в первом случае будет выше при случайном характере сигнала.

Ввиду большой скорости перемагничивания при формировании крутых участков выходного сигнала интегратора 1 на зажимах измерительной обмот. ки 9 (фиг. 1) возникает значитель1 ная импульсная помеха. Вследствие широкого спектра помехи последняя не компенсируется даже при секционировании измерительной обмотки 9.

Для устранения влияния этой помехи на работу блока 10 регистрации целесообразно соединить выход логическо го элемента б с входом стробирова10 ния блока 10 регистрации. При этом во время формирования крутого участка уровень . 0 с выхода логического элемента б запрешает регистрацию сигнала в блоке 10 регистрации.