Устройство для измерения амплитуды индукции импульсов магнитного поля

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения амплитуды индукции импульсных магнитных полей в соленоидах с малым внутренним ди .аметром. Устройство содержит источник 14 намагничивакяцих импульсов, соленоид 13, образцовый резистор 12, усилитель 8, формирователь 7 строб-импульсов , масштабный усилитель 10, дискриминатор 6, нуль-индуктор .9, датчик 1, выполненный в виде парал- - лельно расположенных цилиндрической магнитной пленки 2 и компенсирующей проволоки 3, образующих с резисторами 4 и 5 измерительный мост, регистрирующий блок в виде измерителя 11 амплитуды импульсов тока питания датчика 1. Устройство позволяет точно определить амплитуду индукции импульсов магнитного поля в соленоидах с малым внутренним диаметром. 2 ил. Q е сл

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 33/02 (21) 3965327/24-21 (22) 18.10.85 (46) 07.04.88, Бюл. Р 13 (72) С.К.Воденников (53) 621.317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 960677, кл. С 01 R 33/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 834630, кл. С 01 Н 33/02, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ AMIIЛИТУДЫ ИНДУКЦИИ ИМПУЛЬСОВ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть исПользовано для измерения амплитуды индукции импульсных магнитных полей в соленоидах с малым внутренним ди„„SU„,1386949 аметром. Устройство содержит источник

14 намагничивающих импульсов, соленоид 13, образцовый резистор 12, усилитель 8, формирователь 7 строб-импульсов, масштабный усилитель 10, дискриминатор 6, нуль-индуктор 9, датчик 1, выполненный в виде параллельно расположенных цилиндрической магнитной пленки 2 и компенсирующей проволоки 3, образующих с резисторами 4 и 5 измерительный мост, регистрирующий блок в виде измерителя 11 амплитуды импульсов тока питания датчика 1. Устройство позволяет точно определить амплитуду индукции импульсов магнитного поля в соленоидах с малым внутренним диаметром, 2 ил.

1 186949

Устройство относ ится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды индукции импульсных магнитных полей в соленоидах с малым внутренним диаметром.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона измерений.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для контроля амплитуды индукции импульсов магнитного поля; ня фиг.2 — векторная диаграмма полей.

Устройство содержит датчик 1, выполненный на параллельно расположенных цилиндрической магнитной пленке (ЦМП) 2 с известным углом скоса и компенсирующей проволоке 3, резисторы 4 и 5, образующие с HMII 2 и компенсирующей проволокой 3 измерительный мост, последовательно включенные дискриминатор 6, управляемый от формирователя 7 строб-импульсов, усилитель 8 и нуль †индикат 9, усилитель

10 импульсов тока питания датчика, к выходу которого подключены измерительный мост, вход формирователя 7 строб-импульсов и измеритель 11 амплитуды импульсов тока питания датчика 1, а вход усилителя 10 подключен к активному сопротивлению 12, включенному последовательно с соленоидом 13, в котором производится измерение, и источником 14 намагничивающих импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении в соленоиде импульса магнитного поля Н„, обусловленного протеканием по обмотке соленоида 13 импульса тока от источника

14, вектор намагниченности ПМП 2 отклоняется от направления оси легкого намагничивания (ОЛН) в направлении оси подложки ЦМП 2, совпадающем с направлением поля Н„, и вследствие наличия угла скоса ОЛН, равного о на спаде импульса поля Н,, когда его величина становится меньше поля анизотропии Н „ пленки, в подложке

ЦМП индуцируется импульс ЭДС вызывающий разбаланс измерительного моста, и с диагонали измерительного моста снимается сигнал, который поступает на вход дискриминатора 6, При этом наличие компенсирующей проволоки 3 позволяет исключить помеху, обусловленную индукционной наводкой.

Мгновенное значение импульса контролируемого поля в соленоиде

Н„() связано с мгновенным значением импульса тока в нем I(t) соотношением

Н „() = KI(t) де К вЂ” коэффициент пропорциональности, связанный с парамет1О рами с.оленоида.

В результате на вход усилителя 10 поступает с активного сопротивления

12 импульс напряжения Ц(г), для которого справедливо

1() = К Н„(t), (2) ( где К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от К и ве20 личины сопротг зления 12 °

Усилитель 10 с регулируемым ко.эффициентом усиления усиливает импульсы напряжения U(t) по мощности и с его выхода импульс тока питания датчика Т„ протекает через измерительный мост и соответственно через полложку ЦМП 2 и компенсирующую про волоку 3, причем в соответствии с формулой (2) справедливо

30 (3) Z „(t) = К„Н „(?, I.(t)

Н (t) = и

2Ы3 (4) где D — диаметр подложки ЦМП, а коэффициент 2 обусловлен раздвоением тока питания между ПМП 2 и проволокой 3. Вектор результирующего поля H равный сумме BEêòîpîâ полей Н„ и Н, благодаря соотношениям (3) и () направлен под постоянньсм углом Р (фиг. 2) к оси подложки

1РП!„ величина которого опрелеляется соотношением амплитуд Я пульсов попей Н„ и Н (Н„„ и Н соответственно) . где К„ — коэффициент пропорциональности,в который сомножите35 лем входит коэффициент усиления усилителя 10.

Протекание импульса тока питания датчика i через подложку ЦМП 2 создает импульс дополнительного магнитно40 го поля Н (фиг.2), вектор которого перпендикулярен к вектору пог я Н„ и направлен по касательной к поверхности ЦМП, а мгновенное значение определяется соотношением

138б949 н„д и = †-к кд (7) 1О

2U„a

" = (К+к,) (б) 20

30 ропии.

Амплитуда импульс а тока питон ия датчика 1 определяется измерителем

11 по величине амплитуды 11„, импульса напряжения Н„ на выходе усилителя 10 при известных сопротивлениях резисторов 4 и 5 (равных R) и сопротивлениях подложки II#II 2 и компенсирующей проволоки 3 (равных К„) по соотношению

Импульс напряжения Б„ с выхода усилителя 10 поступает, кроме того, на вход формирователя 7 строб-импульсов, имеющего порог срабатывания где Iz 2iiD. Н „„ tgs;

Нан по е а изотро ии используемой 1ЦЧП; с4 — угол скоса ее оси анизотВ результате дискриминатор б, уп равляемый импульсами с формирователя 7, пропускает сигнал с измерительного моста на усилитель 8 только в моменты времени, когда величина поля на спаде импульса измеряемого поля становится меньше поля анизотропии пленки, т.е. пропускает только сигнал, индуцированный в подложке Ш1П, который усиливается усилителем 8 и поступает на нуль-индикатор 9, Изменением коэффициента передачи по току усилителя 10 импульсов тока питания датчика 1 добиваются отсутствия сигнала на выходе усилителя 8, что соответствует равномерному распаду вектора намагниченности ЦМП 2 в двух противоположных направлениях

ОЛН и, следовательно, соответствует моменту = М .

Для амплитуд импульсов полей Н„ и Н в момент, когда =, справедливо соотношение (фиг.2). по которому и определяют амплитуду индукции Н „„ контролируемого поля, определяя Н „ из соотношений (4) и (5).

Устройство позволяет точно определить амплитуду индукции импульсов магнитного поля в соленоидах с малым внутренним диаметром, используемых, например, для контроля параметров цилиндрических тонких магнитных пленок, таких как поле анизотропии, угол скоса, коэффициент магнитострикции и др.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения амплитуды индукции импульсов магнитного поля, содержащее последовательно соединенные источник намагничивающих импульсов, соленоид и образцовый резистор, датчик, расположенный соосно соленоиду, усилитель, формирователь строб-импульсов, масштабный усилитель, вход которого подключен к образцовому резистору, а выход — к входу формирователя строб-импульсов, регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений, в него введены дискриминатор и нуль- индикатор, а датчик выполнен в виде последовательно соединенных и параллельно расположенных цилиндрической магнитной пленки и компенсирующей проволоки, включенных в два плеча измерительной мостовой схемы, два других плеча которой образованы балансными сопротивлениями, причем вход дискриминатора подключен к одной диагонали мостовой схемы, другая диагональ которой соединена с выходом

45 масштабного усилителя и входом регистрирующего блока, управляющий вход дискриминатора подключен к выходу формирователя строб-импульсов, а выход через усилитель — к нуль-индика50 тору»

1386949

Составитель A,Ñàçîíîí

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор П.Гереши

Заказ 1493/45 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4