Магнитооптический способ регистрации динамических петель магнитного гистерезиса и устройство для его осуществления

 

1. Магнитооптический способ регистрации динамических петель магнитного гистерезиса, заключающийся в импульсном освещении образца и регулировании скорости регистрации обратно пропорционально скорости изменения угла вращения плоскости поляризации отраженного светового потока, отличающ И и с я тем, что, с целью повышения точности регистрации, образец освещают дополнительными световыми импульсами, а регулирование, скорости регистрации осуществляют до скорости изменения угла вращения плоскости поляризации дополнительного светового потока. 2. Устройство для регистрации динамических петель магнитного гистерезиса, сорержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, блок намагничивания и преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные между собой импульсный источник излучения, поляризатор, анализатор и приемник излучения, последовательно соединенные генератор опорного напряжения, аттенюатор, интегратор , компаратор и формирователь импульсов, последовательно соединенные узкополосный усилитель и синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, последовательно соединенные дифференциатор и блок выделения модуля, 8также генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, а вход - с выходом блока намагничивания и выО ходом стробоскопического преобразос вателя, выход которого соединен с первым входом регистратора, выход приемника излучения соединен с входом узкополосного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повьпяения точности измерений, в устс; ройство дополнительно введены ое последовательно соединенные второй узкополосный усилитель, второй С7 синхронизирующий детектор, второй С дифференциатор и второй блок выделения модуля, последовательно соединенные блок задержки и первый коммутатор , а также последовательно соединенные второй задающий генератор , второй коммутатор и сумматор , при этом выход сумматора соединен с входом импульсного источника излзчения, а второй вход с выходом первого коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого задающего генератора.

СОЮЭ СОВЕ1 СНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (l l j

4(s)) С 01 R 33/14

Вл

= %ЧЗЭС?

1. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ilO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ точника излучения, а второй вход— с выходом первого коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого аадающего генератора, (21) 3565212/24-21 (22) 21. 03. 83 (46) 30.05.85. Бюл. И - 20 (72) В.Б. Архангельский, С.Ф.Глаголев, В.А. Жуков, В.А. Панов, A.Â. Субботенко и М.M. Червинский . (53) 621.317.44(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 928275, кл. G 0! R 33/12, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 976410, кл. G 01 К 33/14, 1981. (54)МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПЕТЕЛЬ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Магнитооптический способ регистрации динамических петель магнитного гистерезиса, заключающийся в импульсном освещении образца и регулировании скорости регистрации обратно пропорционально скорости изменения угла вращения плоскости поляризации отраженного светового потока, о т л и ч а ю" шийся тем, что, с целью повышения точности регистрации, образец освещают дополнительными световыми импульсами, а регулирование, скорости регистрации осуществляют до скорости изменения угла враще= ния плоскости поляризации дополнительного светового потока.

2. Устройство для регистрации динамических петель магнитного гистереэиса, содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, блок намагничивания и преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные между собой импульсный источник излучения, поляризатор, анализатор и приемник излучения, последовательно соединенные генератор опорного напряжения, аттенюатор, ин тегратор, компаратор и формирователь импульсов,.последовательно соединенные узкополосный усилитель и синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, последовательно соединенные дифференциатор и блок выделения модуля," а::также генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, а вход — с выходом блока намагничивания и вы" ходом стробоскопического преобразователя, выход которого соединен С с первым входом регистратора, выход приемника излучения соединен с входом узкополосного усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство дополнительно введены последовательно соединенные второй узкополосный усилитель, второй синхронизирующий детектор, второй © дифференциатор и второй блом выделе- : C

1 ния модуля, последовательно соединен- ные блок задержки и первый коммутатор, а также последовательно соединенные второй задающий генератор, второй коммутатор и сумматор, при этом выход сумматора соединен с входом импульсного ис11 а третий вход — с вторым выходом блока задержки и вторым входом стробоскопического преобразователя, первый и второй входы второго коммутатора соединены соответственно с первым и вторым выходом формирователя импульсов и первым и вторым входами блока задержки, выход второго блока выделения модуля — с вторым входом аттенюатора, вход первого узкополосного усилителя—

58950 с входом второго узкополосного усилителя, второй вход второго синхронного детектора †.с выходом второго задающего генератора, выход первого блока выделения модуля— с третьим входом блока задержки, вход дифференциатора подключен к первому входу регистратора, второй вход которого, соединен с выходом первого синхронного детекто ра.

Изобретение относится к магнитным измерениям и может, быть использовано для излучения магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов.

Цель предложенного технического решения — повышение точности измере- 1б ний.

На фиг. 1 приведена блок-схема; на фиг. 2 — диаграммы формирования напряжений на блоках, поясняющие работу устройства. И

Устройство для регистраций динамических петель.магнитного гистереэиса содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного тока, блок 2 намагничивания и преобразователь 3 напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные между собой импульсный источник 4 излучения, поляризатор 5, анализатор 6 и приемник 7 .. 25 излучения, последовательно соединен" .ные генератор 8 опорного напряжения, аттенюатор 9, интегратор 10, компаратор 11 и формирователь 12 импульсов, последовательно соединенн.-э узкополосный усилитель 13 и синхронный детектор 14, второй вход которого связан с выходом задающего генератора 15 а также последо1 вательно соединенные дифференциатор

16 и.блок 17 выделения модуля, а также генератор,18 пилообразного напряжения, выход которого связан со вторым входом компаратора 11, .а вход — с выходом блока 2 намагничивания и выходом стробоскопического преобразователя 19, выход которого соединен с первым входом регистратора 20, выход приемника 7 излучения электрического связан с входом узкополосного усилителя

13, последовательно соединенные второй узкополосный усилитель 21, второй синхронизирующий детектор

22, второй дифференциатор 23 и второй блок 24 выделения модуля, после довательно соединенные блок 25 эйдержки и первый коммутатор 26, последователько соединенные второй задающий генератор 27, второй ком-мутатор 28 и сумматор 29, а также образец 30, при этом выход сумматора 29 соединен с входом импульсного источника 4 излучения, а второй вход с выходом первого коммутатора

26, второй вход .которого связан с выходом первого задающего генератора 15, а третий вход — со вторым выходом блока 25 задержки и вторым входом стробоскопического преобразователя 19 первый и второй входы второго коммутатора 28 соединены соответственно с первым и вторым выходом формирователя 12 импульсов и первым и вторым входами блока 25 задержки, выход второго блока 24 выделения модуля — с вторым входом аттенюатора 9, вход первого узкополосного усилителя 13 — с входом

BTopoFo узкополосного усилителя 21, второй вход второго синхронного детектора 22 — с выходом второго задающего генератора 27, выход первого блока 17 выделения модуля с третьим входом блока 25 задержки, вход дифференциатора 16 подключен к первому входу регистратора

20, второй вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора 14. 5

Предлагаемый способ реализуют с помощью предлагаемого устройства следующим образом.

Генератор переменного тока 1 вырабатывает переменный ток за- 10 данной частоты ы, который с помощью блока 2 намагничивания преобразуется в напряженность магнитного поля Н (фиг. 2g), перемагничивающего испытуемый образец 30. В качестве блока намагничивания может использоваться, например, система катушек

Гельмгольца или электромагнит, а в качестве генератора 1 переменного то. ка, например, усилитель мощности

20 подключенный к выходу генератора переменного. синусоидального напряжения. ° С выхода преобразователя

3 напряженности магнитного поля в электрический сигнал например

1 25 образцового резистора, переменное напряжение поступает на вход.стробоскопического преобразователя 19 и генератор t8 пилообразного напряения, который вырабатывает пилообразное напряжение с частотой в

30 ва раза большей частоты входного напряжения, затем оно поступает на первый вход компаратора 11, а на его второй вход подается медленно нарастающее напряжение .с.-выхо- 35 да интегратора 10. В момент равенства напряжений на входах компаратора

11 на его выходе происходит перепад напряжений, по которому формирователь импульсов 12 поЬчередно вырабатывает на своих въмодах импульсы синхронизации 0 „(фиг. 2,б), Оф (фиг.. 2 а), которые следуют с частотой перемагничивания и сдвинуты относительно друг друга Hct 7i

При этом фазовый сдвиг импульсов относительно напряженности магнитного поля медленно меняется и время, за которое этот сдвиг изменяется на 2я, равйо времени регистрации петли гистерезиса. Эти импульсы поступают на входы второго коммутатора 28, который поочередно с частотой Я2 ВтОрого задающего генератора 270 (фиг. 2ъ) пода ет их на

2 первый вход сумматора 29 0 (фиг.2у) и через управляемый блок 25 задержки

5 — на вхоць-. - ного коммутатора 260 су

3 1 t 58950 4 (фиг. 2е), 0„,(фиг. 2 ), который поочередно с частотой A первого задающего генератора 15 О (фиг. 2з) подает их на второй вход сумматора

29 0,(фиг. 2 ). Таким образом, на, выходе сумматора 29 формируются импульсы 0с (фиг. 2K), следующие с частотой перемагничивания ы, фаза которых с частотой Я изменяется на Т, и опережающие их импульсы, следующие с той частотой ю, фаза которых с частотой Й изменяется на л . Этими импульсами управляется импульсный источник 4 излучения.

Световые импульсы, вырабатываемые импульсным источником 4 излучения, проходят поляризатор 5 и подают на обра ец 30. Азимут плоскости поляризации отраженных импульсов из" меняется на угол, пропорциональный мгновенной намагниченности образца

30 в момент действия импульса, причем углы для импульсов, фазы которых сдвинуты на l, равны по величине и противоположны по знаку. Таким образом после анализатора 6 в спект,L pe потока, подающего на приемник 7 излучения, появляются гармоники с частотои Я и Я амплитуды которых пропорциональны мгновенному значению угла вращения плоскости поляризаций в материале образца 30 в.моменты времени, сдвинутые друг относительно друга на величину, определяемую управляемым блоком 25 задержки. После преобразования потока излучения в электрический сигнал из него первым узкополосным усилителем 13 выделяется гармоника с частотой Я

1 детектируется первым синхронным детектором 14 и поступает на /-вход двухкоординатйого регистратора 20.

Из этого же сигнала вторым узкопо-! лосным усилителем 26 выделяется гармоника с частотой Я, детектируется вторым синхронным детектором

22, проходит второй дифференциатор

23 и второй блок 24 выделения моду. ля, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное.модулю скорости изменения угла вращения плоскости поляризации опережающих световых импульсов.

Этим напряжением изменяется коэффициент передачи аттенюатора 9, который изменяет напрящение, подавае" мое от генератора 8 опорного напряжения к интегратору 10, и тем самым

1158950

5 регулирует скорость регистрапии петли гистерезиса. Величина задержки между импульсами должна быть пропор циональна скорости регистрации. Для этого выходное напряжение стробоско. пического преобразователя 19, ко.торый управляется импульсами с вы- хода управляемого блока 25 задерж. ки поступает на Х-вход двухкоординатного регистратора 20 и через первый дифференциатор 16 — на первый блок 17 выделения модуля, на выходе которого формируется напряжение, пропорцинальное скорости регистрации, это напряжение подается на управляемый блок 25 задержки и изменяет величину задержки.

Таким образом, скорость регистра нии петель гистерезиса регупируется по опережающим импульсам, тем самым компенсируется задержка, возникающая при измерении в узкой поло16 се частот скорости изменения угла вращения плоскости поляризации, и повышаетсн точность и производительность измерений.

1l58950, Н

Pygmy ЮГ8 г д

gjrz

Ю

Upgg

Pygmy

Ж

q Хт бп

Fg

Составитель М. Клишова

Редактор A. Долинич Техред T,Äó èæ K Корректор С. Черни

Заказ 3581/45 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЙП1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4