Устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках

 

Союз Советск их

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (t ii890284 (6l ) дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 04 03.80 (21) 2888436/18-21 (51)М. Кд.

G 01 R 33/02 с присоединением заявки ¹

Гппударатпаниый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.12 ° 81 ° Бюллетень №46 пп делам изабретений и атнрытий (53) Уд К 621. 317..44(088.8) Дата опубликования описания 15.12.81 (72) Автор . изобретения

®©СО -.я, ;»;-Ватт., -"

Тр т.,.:: -.

В. Б. Никитин

Рижский ордена Трудового Красного Знам ни пбйй1ехнический . (7I) Заявитель институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ

СКАЧКОВ НАМАГНИЧЕННОСТИ В фЕРРОМАГНЕТИКАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках, возникающих, например, как скачки Баркгаузена.

Известно устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках, содержащее намагничивающее устройство, магнитоиндукционный датчик, представляющий собой образец из ферромагнитного материала с намотанной на него одной или несколькими обмотками, один или несколько усилителей, устройство для извлечения корня квадратного из суммы квадратов и интегрирующее устройство (1) .

Однако точность известного устройства недостаточна.

Известно также устройство, позво" ляющее . измерить полный магнитный момент скачков намагниченности. Устройство содержит генератор переменного тока, трехкоординатный магнитоиндукционный датчик, три усилителя, три параллельные цепочки RC, три фильтра нижних частот и устройство

5 для извлечения корня квадратного из суммы квадратов (21.

Однако зто устройство обладает недостаточной точностью измерения, обусловленной тем,что при изменении магнитного поля, намагничивающего ферромагнитный образец, меняется и величина обратимой магнитной проницаемости Мобр., в направлении оси намагничивающего поля.

Скачки с одинаковыми магнитными мо" ментами, но происходящие при разных значениях намагничивающего поля, регистрируются как скачки разной величины.

Целью изобретения является пов пление точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности

0284

f% е

25 зо

3 89 в ферромагнетиках, содержащее генератор переменного тока, к выходу ко-. торого подключена обмотка возбуждения трехкоординатного магнитоиндукционного датчика, измерительные обмотки которогб одними выводами подключены к общей шине, а другимик параллельным цепочкам RC и входам соответствующих усилителей,- фильтры нижних частот, включенные между выходами усилителей и входами устройства для извлечения корня квадратного из суммы квадратов, введен вспомогательный генератор переменного тока, подключенный к обмотке возбуж,дения трехкоординатного магнитоиндукционного датчика, регулируемый усилитель, включенный между выходами одного из усилителей и входом фильтра нижних частот и последовательно включенные селективный усилитель, детектор и блок управления, причем вход селективного усилителя подключен к выходу регулируемого усилителя, а выход блока управления - к управ. ляющему входу регулируемого усилителяе

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, вспомогательный генератор 2 переменного тока, трехкоординатный магнитоиндукционный датчик 3, три идентичных усилителя 4-1, 4-2 и

4-3, регулируемый усилитель 5, со,.лективный усилитель 6, детектор 7, блок 8 управления, три фильтра нижних частот 9-1, 9-2, 9-3 и устройство 10 для извлечения корня квадратного из суммы квадратов.

Генератор 1 переменного тока и вспомогательный генератор 2 переменного тока подключен к клеммам возбуждающей обмотки магнитоиндукционного датчика 3, а выходные клеммы измерительных обмоток этого датчика подключены к параллельным цепочкам RC и входам трех усилителей 4- 1, 4-2 и 4-3.

Выходы двух усилителей подключены через фильтры нижних частот 9-1, 9-2 ко входам устройства 10 для извлечения корня квадратного из суммы квадратов, а между выходом третьего усилителя 4-3 и входом фильтра нижних частот 9-3 включен регулируемый усилитель 5, Вход селективного усилителя 6 подключен к выходу регулируемого усилителя 5, а выход селективного усилителя через детектор 7 и блок

8 управления подключен к управляющему входу регулируемого усилителя 5.

Выход устройства 10 для извелечения корня квадратного из суммы квадра тов является выходом устройства для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 переменного тока создает в исследуемом образце переменное магнитное поле. Под действием этого поля происходит намагничивание ферромагнетика, которое сопровождается скачками намагниченности (эффект

Баркгаузена). Скачок намагниченности можно рассматриватЬ как переменный во времени магнитный момент, который в поликристаллическом ферромагнетике может быть разложен на составляющие по осям Х, У и Z выб,ранной системы координат. Импульсы ЭДС е„(й), е () и ez(t), пропорциональные этим составляющим, индуцируются в измерительных обмотках датчика 3, причем в той измерительной обмотке, которая расположена на одном магнитопроводе с возбуждающей обмоткой. При изменении магнитного поля изменяется и величина о магнитопровода, а следовательно, пропорционально 4о р. меняется и величина импульса ЭДС от скачка намагниченности в исследуемом ферромагнетике. Таким образом, в этой измерительной обмотке происходят искажения амплитуд импульсов ЭДС от скачков намагниченности.

Стандартизованные по форме импульсы, с помощью параллельных цепочек кС усиливаются широкополосными усилителями 4- 1, 4-2 и 4-3 и через фильтры нижних частот 9-1, 9-2 и 9-3, повышающие чувствительность устройства, подаются на входы устройства 10 для извлечения корня квадратного из .суммы квадратов с выхода которого будем иметь импульс, амплитуда которого пропорциональная модулю измеряемого магнитного момента скачка намагниченности.

Для корректировки вышеназванных искажений амплитуд импульсов ЭДС из"за неоднозначности величины p!o ð в процессе измерения в соответствующий канал усиления вводится система

АРУ, состоящая из генератора 2 вспомогательной частоты, селективного усилителя 6, детектора 7, блока 8 формула изобретения

5 89028 управления и регулируемого усилителя 5. Эта система работает следующим образом. Генератор 2 вспомогательной частоты создает в возбуждающей обмотке датчика 3 переменное . и магнитное поле с небольшой амплитудой (такой величины, чтобы уровень сигнала с этой частотой на выходе усилителя 4-3 был ниже уровня собственных шумов этого усилителя), тогда 4 на клеммах датчика 3 будет индуцироваться переменное напряжение с амплитудой, пропорциональной Уобр.

Это напряжение усиливается широкополосным усилителем 4-3, регулируе-. мым усилителем 5, селективным усилителем 6, настроенным на частоту вспомогательного генератора 2, детектируется детектором 7 и в блоке 8 управления сравнивается с некоторым 26 эталонным напряжением. Разностное напряжение (сигнал ошибки) из блока управления поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 5, который при этом изменяет свой коэффициент передачи до тех пор, пока сигнал ошибки не уменьшится до незначительной величины. Таким образом система АРУ, включенная в устройство для измерения магнитных моментов скач- 3в ков намагниченности, автоматически корректирует коэффициент передачи усилительного тракта, делая устройство нечувствительным к изменению P+p. исследуемого ферромагнетика. Предлагаемое устройство выгодно отличается.от известных измерителей магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках, так как е позволяет повыси гь точность измерений за счет устранения погрешности, вызванной неоднозначностью величины

4 4

Р р.исследуемого ферромагнетика в процессе измерения.

Устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках, содержащее генератор переменного тока, к выходу которого подключена обмотка возбуждения трехкоординатного магнитоиндукционного датчика, измерительные обмотки которого одними выводами подключены к общей шине, а другими - к параллельным цепочкам RC и входам соот" ветствующих усилителей, фильтры нижних частот, включенные между выходами усилителей и входами устройства для извлечения корня квадратного иэ суммы квадратов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьвения точности измерения, в него введен вспомогательный генератор переменного тока, подключенный к обмотке возбуждения трехкоординатного магнитоиндукционного датчика, регулируемый усилитель, включенный между выходом одного иэ усилителей и входом фильтра нижних частот и последовательно включенные селективный усилитель, детектор и, блок управления, причем вход селективного усилителя подключен к выходу регулируемого усилителя, а выход блока управления - к управляющему входу регулируемого усилителя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

Патент Великобритании и 1 344 155, кл. G 1 и 20, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2706428/18-21, кл. G 01 R, 1979.

890284

Составитель Г.Змиевская

Техред Е,Гаврилешко Корректор В.Бутяга

Редактор О.Персиянцева

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

Заказ 10963/73 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5