Магнитооптический анизометр

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) 6 01 Н .33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3453685/18-21 (22) 16.06.82 (46 ) 30. 12. 83. Бюл. 9 48 (72 ) В. Б. Архангельский, С. Ф. Гла.голев, Е. Д. Колтик, В. A. Панов и М.М. Червинский (53 ) 621. 317. 44 (088. 8) (56 ) 1. Глаголев С. Ф., Жуков В. A., Червинский М. М. Магнитополяриметр

Керра для измерения квазистатических магнитных параметров ферромагнитных материалов. Труды метрологических институтов СССР. Исследование в области магнитных. измерений, вып. 215 (275), 1978, с. 59-63.

2. Beam M., Siep.lå )(. Detailed

ylanar magnetic anisotropy evaluation from flux sensinp measurements.RS.Z., Ч 36, 1965, М 5, р. 641-643 (прототип). (54)(57) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ АНИЗОМЕТР, содержащий два взаимно перпендикуляр-. ных блока намагничивания с двумя преобразователями напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные источник излуче . ния с поляризатором и анализатор с приемником излучения, электрически связанный с ним усилитель, генератор намагничивающего тока, подключенный к первому блоку намагничивания, а также регистратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, он снабжен фазовращателем, выход которого подключен к второму блоку намагничивания, а вход— к выходу генератора намагничивающего тока, четырьмя перемножителями и дифференциальным усилителем, оптически связанными вторым источником излучения с вторым поляризатором и вторым анализатором с вторым приемником излучения, а также электрически связанным с вторым приемником излучения вторым усилителем, при этом плоскости падения первого и второго потоков излучения перцендикуляр ны друг другу, выход первого преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал подключен к входам первого и четвертого . перемножителей, а выход второго преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал— к входам второго и третьего перемно- Я жителей, выходы первого и второго усилителей соединены с вторыми входами соответствующих второго и первого перемножителей, выходы которых подключены к соответствующим входам ,дифференциального усилителя, своим выходом связанного с вторыми входами третьего и.четвертого перемножителей соединенных с входами двухкоординат-. ного регистратора.

10б4254

Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности к магнитооптическим аниэометрам для регистрации угловой.зависимости механического вращательного момента, связанного с магнитнойаниэотропией, осно- 5 ванным на магнитооптическом эФфекте Кер ра и может быть использовано для изучера ния магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнитных материалов в виде 10 пластин, покрытий и тонких магнитных пленок.

Известен магнитооптический анизометр для регистрации угловой зависимости параметров, связанных с маг- 15 нитной анизотропией, основанный на магнитооптическом эффекте Керра и содержащий источник излучения, поляризатор, намагничиваюиую систему, для намагничивания образца с преоб- у0 разователем напряженности магнитного поля в электрический сигнал, генератор намагничивающего тока, анализатор, узкополосный усилитель и двухкоординатный Регистратор j) . 25

Однако данный магнитооптический анизометр характеризуется низкой точностью измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является магнитооптический аниэометр, содержащий два взаимно перпендикулярных блока намагничивания с двумя преобразователями напряженности магнитного поля в электрический сигнал, опти" чески связанные. источник излучения с поляризатором и аналиватор,с приемником излучения, электрически связанный с приемником излучения усилитель, три генератора намагничивающе- . го тока, а также регистратор, при этом к первой намагничивающей системе, создающей напряженность магнитного поля, параллельную плоскости падения потока излучения, подключен первый, регулируеьый по амплитуде, 45 генератор намагничивающего тока., а к второй намагничивающей системе, создающей напряженность магнитного поля, перпендикулярную плоскости падения потока излучения, подключены 50 маломощный генератор звуковой частоты и генератор намагничивающего тока для создания одноименного состояния в образце.

Магнитооптический анизометр позволяет при повороте образца вокруг нормали к его поверхности на 360 регистрировать по токам величину напряженности магнитного поля, создаваемого первой намагничивающей си- 60 стемой, при котором сигнал на выходе блока регистрации преобразуется в ноль. Графическим соединением полученных точек строят кривую вращательного механического момента образ-65 ца, по которой вычисляют константу и энергию магнитной анизометрии (2) .

Недостатками известного магнитооптического анизометра являются низкая точность измерения, обусловленная смещением освещенного участка при вращении образца, так как при переходе измерений от одного участка образца к другому имеет место дисперсия параметров анизотропии, и низкая производительность измерений, связанная с необходимостью определения величины магнитного поля при каждом следующем повороте образца на некоторый угол по отношению к намагничивающим системам и последующей графической обработки полученных результатов.

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что магнитооптический аниэо- . метр. содержащий два взаимно перпендикулярных блока намагничивания с двумя преобразователями напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные источник излучения с поляризатором и анализатор с приемником излучения, электрически связанный с приемником излучения усилитель, генератор намагничивающего тока, подключенный к первому блоку намагничивания, а также регистратор, снабжен фазовращаелем, выход которого подключен к второму блоку намагничивания, а вход к выходу генератора намагничивающего тока четырьмя перемножителями и дифференциальным усилителем, оптически связанными вторым источником излучения с вторым поляризатором и вторым анализатором с вторым приемником излучения, а также электри-, чески связанным с вторым приемником излучения вторым усилителем, при этом плоскости падения первого и второго потоков излучения перпендикулярны друг другу, выход первого преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал подключен к входам первого и четвертого перемножителей, а выход второ-. го преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал — к входам второго и третьего перемножителей, выходы первого и второго усилителей соединены с вторыми входами соответствующих второго и первого перемножителей, выходы которых подключены к соответствующим входам дифференциального усилителя, выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого перемножителей, соединенных с входами двухкоординатного регистратора.На чертеже представлена структурная схема магнитооптического анизометра.

1064254

Магнитооптический анизометр содержит генератор 1 намагничивающего тока, первый блок 2 намагничивания, фаэовращатель 3, второй блок 4 намагничивания, первый и второй преобразователи 5 и 6 напряженности магнитного поля в электрический сигнал, образец 7, первйй и второй поляризаторы 8 и 9, первый и второй источники 10 и 11 излучения, первый и второй анализаторы 12 и 13, первый и второй приемники 14 и 15 излучения, первый, второй, третий и четвертый перемножители 16-19, первый и второй усилители 20 и 21, дифференциальный усилитель 22 и двухкоординатный ре-. гистратор 23.

При этом первый источник 10 излучения оптически связан с поляризатором 8, а анализатор 12 оптически связан с приемником 14 излучения, 20 усилитель 20 электрически связан с приемником 14 излучения, генератор 1 намагничивающего тока подключен к первому блоку 2 намагничивания, выход фаэовращателя 3 подключен к вто- 25 рому блоку 4 намагничивания, а входк выходу генератора 1 намагничивающего тока, второй источник 11 излучения оптически связан с вторым поляризатбром 9, а второй анализатор 13 30 оптически связан с вторым приемником 15 излучения, который электрически связан с вторым усилителем 21, выход первого преобразователя 5 напряженности магнитного поля в электрический сигнал подключен к первым входам первого и четвертого перемножителей 16 и 19, а выход второго преобразователя 6 напряженности магнитного поля в электрический сигнал - 40 к первым входам второго и третьего перемножителей 17 и 18, выходы первого и второго усилителей 20 и 21 соединены с вторыми входами соответствующих втброго и первого перемножителей 17 и 16, выходы которых че- .45 рез дифференциальный усилитель 22 подключены к вторым входам третьего . и четвертого перемножителей 18 и 19, соединенных выходами с входами двухкоординатного регистратора 23, при 50 этом плоскости падения первого и второго потоков излучения перпендикулярны друг другу.

Магнитооптический анизометр работает следующим образом. Генератор 55

1 намагничивающего тока вырабатыва" ет синусоидальный ток инфранизкой частоты, который поступает на первый блок 2 намагничивания непосредственно, а на второй блок 4 через 90 и на фазовращатель 3 и преобразуется в медленно вращающееся магнитное поле, достаточное для насыщения обраэ-; ца 7. Потоки излучения от источников

10 и 11, проходя поляризаторы 8 и 9, становятся линейно поляризованными и падают в одну точку образца 7.

Азимуты плоскости поляризации отразившихся от образца 7 потоков излучения изменяются пропорционально соответствующим проекциям намагниченности в плоскости освещенного участка на направлении распростране" ния излучения. После анализаторов

12 и 13 изменения азимутов плоскостей поляризации потоков излучения преобразуются в амплитуды интенсивности, которые, в свою очередь, приемниками 14 и 15 излучения преобразуются в электрические сигналы.

Первый и второй усилители 20 и 21 выделяют электрические сигналы из шумов и усиливают их до нужной-величины. Электрические сигналы с выходов первого усилителя 20 и второго преобразователя 6 напряженности магнитного поля в электрический сигнал умножаются во втором перемножителе 17, а электрические сигналы с выходов второго усилителя 21 и первого преобразователя 5 напряженности магнитного поля в электрический сигнал умножаются в первом перемножителе 16.

Выходные напряжения первого 16 и второго 17 перемножнтелей вычитаются дифференциальным усилителем 22, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное механическому моменту вращения. Это напряжение умножается в третьем 18 и четвертом

19 перемножителях на электрические сигналы соответственно с выходов второго 6 и первого 5 преобразователей напряженности магнитного поля в электрический сигнал и с выходов третьего 18 и четвертого 19 перемножителей подается на входы двухкоор динатного регистратора 23, который регистрирует угловую зависимость механического момента вращения освещенного участка образца в полярных координатах.

Таким образом осуществляется автоматическое измерение угловой зависимости от направления поля соответствующих проекций намагниченности освещенного участка образца и проекций .напряженности вращающегося магнитного поля на направления распространения потоков излучения и вычисление механического момента вращения. Это позволяет избежать механического вращения образца и автоматизировать процесс измерения. Тем самым исключается погрешность измерения, вызванная смещением освещенного участка образца, а также повышается производительность измерений.

10б4254

Составитель М. Клыкова

Редактор А. Orap Техред С.Легеза. Корректор О. Билак;

Заказ 10527/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР п о делам иэооретений и открытий

113035, Москва, М-35, Раушская наб., д. /

4 5

4 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,