Способ определения параметров магнитных материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Расширяются функциональные возможности путем обеснечения онределения намагниченности технического нacьш eния, ширины отинии резонансного поглощения, компонент тензора магнитно ; проницаемости, резонансной частоты и компонент комплексной диэл. проницаемости. УстройICTBO , реализующее епособ. содержит генератор I СВЧ зондирующего сигнала ферритовый развязывающий прибор 2, ноляризатор 3, преобразующий волну линейной поляризации в волну круговой поляриза ии правого или левого вращения, излучатель 4 в виде открытого с одной стороны отрезка волновода круг:гого сечения, магнитную систему :: виде соле.чоида 5, намагничивающего помеи е:-п1ую внутрь него пластину 6 из исследуемого магн. материала (ММ) параллельно направлению распространения волн в направляющей системе, приемны : вол ювод 7, вращающееся сочлененл е 8 с индикатором угла поворота , переход 9 с волновода кру1 лого се-гения на прямоугольное, измеритель 10 мощности, блок управления мггнитной системой, переключатель 12 полярности тока, питающего соленоил, ООлучают ММ электромаги, волной (ЭМВ) в перпендикулярном направлении. Piз ;epяют потери и угол поворота плоскости гюляризации при обл чении ММ правополкриэован-ной ЭМВ в отсутствии магн.поля (МП), при воздействии МП, соответствующего резонансному значению , и при воздействии МЛ, отличаюшегоея от резонансного значения. Измеряк;т потери левополяризованной ЭМВ при воздействии МП, соответствующего резонансно у для правополяризоваН11Ой ЭМВ. Искомые параметры определяют по градуировочным зависимостям . I ил. С i ГчЭ 412, 5 {ZbUjS

1511 4 G 01 ! 22 00 ф СОЮЗ CQBETCHPIX =, хУ ",!!х-":ф соиихлистичксиих

+p:, х! х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3699536/2 -09 (22) 10.02.84 (46) 07.08.86. Бюл, " 29 (72) В. В. Сидорин, Ю. K. Григу:!г!с, Ю.В.Сидорин и В,М.!1Оринып (53) 62! .317.39 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 705322, кл. С 01 Х 2-:/00 1979

Пакс Б.и Баттон К. Сверхвысокочастотные ферриты и фсрромагнетнки.—

М.: Мй!р, !965, с. 434. (54) СI;ОСОБ ОПРЕ:,!ВПБ1111Я ПЛРх!МЕТРОВ

МАГ!!ИТ11ЫХ 11ЛТБ Р1МПОВ (57) Изобре гение относится к измерительной технике. Расгпиряютcя функ— циональные возможности пуT! м обеспечения определения намагниченност!: технического насьгщения, п!ирины линии резонансного пог-гощения, компонен-. тензора магнитной проницаемости, резонацсной частоты и компонент комплексной диэл. проницаемости. Устройство, реализ;ющее способ, содержит генератор СВЧ зондирующего сигна !а ферритовый развязывающий прибор 2, поляризатор 3, преобразующий волну линейной поляризации в волну кру. о— вой поляризации г!равого или левого вращения, излучатель 4 в виде открыто„„SU.,„, 1249412

: а и оиц!Ой стороны отрезка волновода круг.!огn ce»CHия, ма! нитную систему

;: в:!.!и со:Ioноида 5, намагничивающего номен,енную внутрь него пластину 6 из исследуемого маги. материала (ММ) паралт!ельно направлению распростра. ения волн в направляюгпей системе, i . !и :!!!ый вОл!!Овод /, вращак)ще вся со !лень !!i!B 8 с индикатором угла поворота, переход 9 с волновода круглРГО се:lения на прямоугОльное изме ри-.е:!E.. 10 мощности, блок !1 управления и;.гнитной системой, переключатель

i2 полярности тока питающего солено!!".. Облучают ММ электромагн. волной (ЭМВ) в перпендикулярном направлении.

ИзмеpBloT HQTBpH и угол поворота кости поляризации при облучении ММ г!равотх!О 7я риз ова иной Э!!1В В QTc)rTc твии (х1Г), !!pH BOBpPHC TB HEI МП, соо ãH åòñòâóþùåãî резонансному значен!гю, и при воздействии МП, отличаЮ:ПЕI OСЯ От РЕЗОЕтаНСНОГО Зиа»ЕНИЯ, Измсряк:т потери левополяризованной

Э. 1В при воздеиствии МП, соответствуюп(сгo резонанснОму !Ля правополяризо— ва!Иной ЭМВ. Искомые параметры определяют по градуировочным зависимос— тя. !. и-!.

12 <9 f

"30 бре > (ll. (P o Ti(oci(I с)-. . lisi "" p) Г Е )?i ПO)((ЕXH КР H 0>f(PT )(. !J 0

J3 )TBñÿ для определения Tолщин,l и

Э П Р К Т р 0 М Гl I i È 1 E(b(X 11;. 0 Г? М Е Т )) 0 B: ), 7 EI 0 p C ?>

)<,т-;-, (7ЛИС !if; т.:, С -; РУК"? УР— < П(т 3 (((Гl ПЫХ Мсlт(!(JHB?:013 - ф(.Р P )" .:tf . Pl)l)— (1)<ТИфтт P (3<тит) 1 1! (! (ИКО)3 !j c? ДИ ).:7:.К 1 РИ ч . ски"E 710(7упроводпико)3))х пo„ ?i)жках ., )3 ча(!Tl:Ости . 1;)и и 37 oт013: (IIH -; тн(рд:) Tå)71 ых ge))p»TH тl

Це:?ь изобре i cHHB — расшире-)ие фУНКППО:(аЛЬПЫХ ВОЗМОжНОС.ГЕй т)УтЕМ обеспечения определения памаг:(ич()ни )с f H тРх IическОгo наГы)ц(пия, li(Hpи

1I:il ЛИНИИ РР»онт>ПСНОГÎ IIOI ЛОП! ::IИЯ >

1.0 tjlolfpil г т ii -3 О)) л агнитпой . )рОни((а е!

;:.,j ) 6,;!< <с (!р() J jf!: !I< .,; .I!Ор - i. <)СО< СПО С .)3 l (i< -,,; fi

H J (Я !)(тИPМI;(ll< 3< !!т-. .j ОП,, l С-"

> ><- )ОК К(> Уl .>" >j .... » ((. .< !

i (т С l,if - (П i! J ". :(т, fi >.(< (((3.! !H((!I! С". !J 4, > " - f 0,. (>(,",Р". | . П.: О.l : (l .) f t! cf >,,) 0 т;

J. (И (т а — . > < т: ",;, (0 Ч; ((т -".

< >ДE -О .)Оj). :(; .) . (т: " > О ., р ) "C ПО. 10жe. "И ., .7;f: "J?jf i>, !! р((емlто; 0 Bof !I по! ) т:: <т (!:1> Ifoлп 1, Пт>ОЩ(jjj.:)>;: lf >(i)!CB> I т (С(I(! т .7:((!i 1 М! )

М ) С П т Р .т <)if;I )(Гi 01 (СТОТЫ а Кот(ПО— .,РЛ(! !(e> С. .iо(т,"т)- 3)7\ К",Р)тт(Г (01.: пронинаемо ти. !

I<1 чер геже принej?pE(a, тру - гур .!ая ) f7QIicip)t÷e(кая схел(а устройст))а. Чеап ?зу)п)цтего способ определен)i» га p;-,.— (ie ãpîB "J- lF 1H Hûx материалов, УГ. Tpoi к тг:=- =сдержит г енератор (()т) зг>17д!.;) ующе o с)?г)?ала., фе)> )итг>- !

) т(й разву(з(т)г)ающий I?pH60 р 2 > погя р::.за гор 3, преобразующий вот::;у л:..(и "((1((>Й пог(ЯРи 3адии в вол.(У кj) т гo:3 ОЙ п; J!Efðit»!IE(EJEI правого или левс>j с (,:)- 110(?: (е:)ь:(О;-!аправления по(тон пи )! О . :(.11 !! HT! io го ПОля ) Bp()tj?eыи((из ) v Jb . ге.!ь:-! 5 виде открытг>го . одной с го)зг>ны О 1 )Je(3 ка Bo!7E(oBoj .:1 1(pу!" Ло . 0 и:)i! p(3HEfo1 О сoчения маг.;IHT!, ю сHO- т му в )зиде со.пепоида 5, амагничи 3!Ij<)ij(eão помещенную внутр: егo п.);)c— т()1?у 6 из исследуемого магии(ного материала параллельно направл()нию распространения волн в ?!аправ;(яю(7?(3(й си -теме, (риемный волновод 7 > .зр(пцан— шееся сочленение 8 с индикатором уг-ла поворота, переход 9 с Bo)1 oво?);! круглого поперечного сеч(-ния На прямоугольное, измеритель 10 моцнос:It, бпок !1 управления магнитной (ic.смой, позволя)ощей изменять напряже!И(ос !ч магнитно) о поля, г:ереключатель >,. ()от ) л арно с-ги тока, питающего соле)(оид „ пэзволяющий изменять I?pH »T01(f)HII"равление вектора напряженнос:и внеши го магнитного полл.

Измерение параметров <ма? н) тных м ьтериало)3 выполняется следующим о 5ра.-зм.

Линейно-поляризованный сигнал от генератора 1 через ферри.говый pa»-. в:)зывающий прибор 2 поступает на пол ?ризатор 3, а затем на излучатепь - НЫ:l - С;)(;;fi т )Г П (т,:): Ill()т((Г : ;fi I ":: Jj,;(5: 0 т)> т!<т т 1(((,! ;,!.: т,, т<) ° )< (! . < > C <); f (7 0 И! .. ::., 1; l >,. .-, (:: . ) (Я а

<)Г>с ° !QBof! )л! т О "„)3;;. (- "-,. б(!p!f<30 òoJ>B-,,;,:—

;Но;.(E(0 r> от(>< т > т- ",< (< (;:;;;< (т>т:> Ит.Ц " т p(! СI;O()oi(el!HJ i .I: . .: . )i!! т, О ffs МаГ(lит.-п(0 Х I » " ):7--,:;, >"т-,l; )р ):,:..: :! ".(;:г .-:итп(>тм,. т,;; сii .;;,(i ч -., ", Г:-т НаЛа,, 1(0ÑÒÓ. 1ГIIВ!« i > Ч Р >>(3 3 т, f-! т т O На 73М" РИТСЛ? ) МОГ(НОС I )(. 3—

"С,) т)3 тут Р<2В ЕПЬ,I. >Ill .- .) (1". ) ...! РЛH ЧИН У

;) 3 3)! анС. (Ых j!;) ." р>).. );;;.!i)01! Jl.-: !) (Нт>;" ПГ) ПП!,! (т ?т). (-(ЯЮ", ПГ. ()>(> ():,т-тт т(-.

ii i<: <<. ., (> т> 0

)(О(IH()(ТЬ С(тн На.(а ")01:тсп—

f!;e. 0 ппа- н>i 6 >

:«0ji(IIo(TI сигнала прав<)нов

7(ври»ованнсй во.-IHbi> п)70(?(едшс и (1> астину 6 itpii ee намагничивании полем продольного резонанса, . атем, послевоватепьпо ул(е!?ьша>3 и увеличивая напряженность маг)iH-.но— т го поля Н до величи:)!.) Потерь (:ран > поляризованной волны .-: магнитном ;.а—

Te;>Haле равной 1/2 . . и фиксируя

ЗпаЧЕНИЯ т) I?PBKBHÍOCТИ МаГНИТНОГО поля н этих точках, ширину резонансной 1(ривОЙ 2Л11 определяют из сООтнО))! е ни я

2лН -- h

12494!

Р -:)0 ly =-, где

5 с напряженностью, соответствующей резонансу пра . вополяризованной волны, Величину намагнкченностк технического насыщения М, определяют из следующего соотношения, 10 (>< -- ) — () +м —,

М, Мо о н "Н, U 5H

М (Г4. —;.,— ) — (1 + Г, -, ) 4 Н,; " Н, 2С ченкях Н и М, определяют с по1", мощью следующего выражения

M о ) о Нс с где ума; комплексные пас—

Н

2я

К =0,015сс+/ К тоянные распространения правои левополяризагде g> — эффективное гирамагнитное отношение.

Компоненты тензсра магнитной проо о нкцаемасти " .,, k, k при напряженности продольного постоянного

ЗО магнитного паля Н " и частоте зондирующего электромагнитного сигнала Й, выбираемой произвольно, определяют по ранее определенным значениям ширины резонансной кривой поглощения

2 Н намагниченности технического

Ф насыщения М, напряженности магнит;:ага па".ÿ в исследуемом материале, соответствующего паодольному резонансу Н ", с помощью следующих соотношений: ванных волн, соответствующих индексам "+" и

Ф

Н внутреннее магнитное поле в пластине 6, соответствующее продольному резонансу, Н„(a H/Н, ) и Н, )+g

H, л )

Н

Ч ) (, о Н (1

Н,, (sH/H„)

+ 4 (---)

Н "1 + (: Н7Н )

М о о

k (1 — -+) + 4 (-- -)

Н Н, (л H/1- .„) "-

Н 1 Н И +(Н/Нтт

+ (Н /Н ) H (Н/Н )

Н ) + (aH/H )

Н (1 + - ) + 4

Н

Н, и W) +(7Н7Н, ) - Н, " и о

k =-2

H ° Н, "- (Н/Н ) (1+ — — ) + 4(- -) — -= ——

Н H 1 +(оН/Н )

l.) с где Н и Н вЂ” напряженности мпгнктнаго поля, соответствующие величине, вдвое меньшей величине маK симальных потерь в тачке резонанса правапа".ÿризованной волны.

Изменив переключатель )2 на проти— воположное направление внешнего магнитного поля, равное па величине резонансному, измеряют мощность прошедшего через исследуемую пластину 6 толщиной 1 сигнала леваполяризованной волны d по формуле

)», — магнитная проницаемость вакуРезонансную частоту продольного резонанса Г при определенных знамощна с ть лев апооля ризав ан най волны, прошедшей пластину 6 магнитного материала, намагниченную продольным магнитным полем. " Н И ; Р С-!(((. T> Е Л >! г!С На .(НI 1,-;> (!!!

О с( 1(>с >б > г>е-, --.. .!и 11 !х - . ",>!>; .

11! .! (> -!

,(<1 Еог(>I > .f r t (; l н;;. гг

1! I »:.) .., (Е Л Я (г> И -; Н -, !(г а ж Е 1(33 ( г ;! »; »: !

> .(3, ;;1..; < t

> Г ::p <;: (1-,(";.: )<

<; г .> .>Оt- с †.ыражения!

И 1(> 1 0 Il <). я ., гг! .t t

ВНИИПО Заказ 4228 (<3. g HðàE;(у78 - О и„,, ч„е

ПРОИЗВ . ПОЛИГP . .!IP ТИЕ, Г - гжГО 30 . . У. t, 1!Ро(Кт>! 3 - ((змеряют величину -., Г>I(3 10(3< >О .. плоскости поляризации пра;!<>и-.,- =.Низованнои EIOJ(Hbi - .-EpH 1;рокот(пе(:.;(и

ЧЕРЕЗ ПЛаСтИНУ ().; †:аМНГНИЧС .-!Iyt-r ПО.>— дольным магнитным 1>о3(ем 1!а:, (..Iæ, l—

Р ностью I:, H Бели:-п(ну мЯГHT. ETbl : (10 терь (, > обусловленных ди< си(1,: т;и)ны-Ми своис тв ами нема Гнич е".Hol (: 1;" I -)p (—

НОГО Ма т С .D.E(àËà . E(CH. tlrr I() I l.: ("J!I - (11 напряженнос-и ":,1(cEJE(åpo ..(аг. <(стн<;: и поля !I до "суля и измегяк т -: с-ли -!! н угла поворота и ос(ости Г оп я pl-".; ди-.

И r3 (= HH×HH" ПО > ЕрЕ> М Пp (ЗОГ! .).!я " ризованной волны при ее EIiJO",-ожt —. -Ии

-(ерез oqHnp(>i(I(,. или cJ! >Ист э (; аст(-.-ITV ИЗ ЦЕ Наивl ",11(-(f- гр!.(> .гя > II 1 r (-,.

Угол !!(>т)орота .:r);(o I H.-,ол;:) за!>ии H ве.-:>ч(::: у ".oт-. I>b iT!>: —: 3 T!.(,:,!!-.—..—

Зонаг -(НО(3 ВО (ITb!, Об >OE3 (Рт!1(.! со ма Гни нь!Ми 330йс Ра."! с!< > !

-)ИЧЕН>(О; О МЯГ! IИ-. НОГ:; i I C- itH .. !а .;:.1:::—

ВЕЛИЧИEi ДЕИСТВИТЕ;(ЬНО(. > г>С: -; зомплексной диэлек." . Нивской! эрогп-reM0CTrH Ма(HH IECÃO М ТЕ>>.3CJEC .-С(;=

С ЛУЧ а Я 0 Д и О Р ОД" OH 1(3.:=:.(".1 .т 1! -(Ы П: . <:3 х естной ее т-ол!((ине -. Опреде,! . (>I нз >, 7 ((,"

E: = /

K (t > — 1с

Действительную часть диэлектрической проницаемости .:; Тол((1(=-и> слоя ((.(агнитного матет и((ла -:=- псЛУПРОВОДНИКОВОЙ ИЛИ ДИЭ:i!IКТ";) .! --1(r C.: . C! подложке определяют из ь<,ра..(э:(г(я дпя (H no предвари(ель!(о noпуч.=;:!— ньпч с (помощью эталонных образцов калибровочным ха(актеристика-=:.

Мни((у(о (ас-.b компл кс(-.ой,,иэлектр:-(ческой прони»аемости магии"> эгс> материала . и tg n определя!> м зрив потери электромагнитной 130>(на(; 3сli 31! .. .!t. 1 - - 1!г ". - .-. >г-=

11 . .0>(.". Е . О!10;t ß ЭИЗ !3а T!r>, -. „ (;-; ", С * "! Сl > "Ty r 1 г = !:,IE!;, ГГ J! E! Tl " г

" !01 pbi Оllред(3 .яюl " .!(: I ра; t,!(розоч— г > !!t.-!! за(3(.(с> (ос ся(,;