Магнитооптический гистериограф

Магнитооптический гистериограф

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

883825 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22)Звявлеио26.03.80 (21) 2897364/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

G 01 R 33/12

5Ъаударатеениый квинтет

СССР аа делам иэабретений н аткрытий

Опубликовано 23. 11.81 ° Бюллетень № 43 (53) УДК621,317. .44 (088. 8) Дата опубликования описания 25, 11.8 1 (54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ГИСТЕРИОГРАФ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике,в частности к магнитооптическим гистериографам для . регистрации динамической кривой намагничивания, основанным на магнитооптических эффектах Фарадея и Керра, и может использоваться при исследовании магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков, для исследования магнитных свойств тонких магнит10 ных пленок, пластин и пбверхностных слоев массивных образцов, а также при метрологической аттестации стандартных образцов магнитных и магнитооптиl5 чески:; материалов.

Известен магнитооптический гистериограф для непосредственной регистрации кривой намагничивания, содержащий источник неполяризованного свеИ та, поляризатор, намагничивающую систему, преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал, двухлучевую поляризационыую ппизму, два приемника излучения, генератор намагничивающего тока и регистрирующий тракт, состоящий из суммирующе-разностного блока, селективного усилителя, настроенного на частоту перемагничивания, синхронного детектора с большой постоянной времени, детектора, усилителя-ограничителя и двухкоординатного регистратора. Источник неполяризованного света связан через поляризатор с образцом и через двухлучевую поляризационную призму с двумя приемниками излучения, выходы которых соединены с суммирующе-разностным блоком, присоединенным через селективный усилитель и синхронный детектор к т -входу двухкоординатного регистратора, При этом выход преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал, подключенный через намагничивайщую систему к генератору намагничивающего тока, соединен через детектор с X-входом двухкоординатного регист883825 ратора и через усилитель-ограничитель — с опорным входом синхронного детектора (11.

Этот гистериограф позволяет не5 посредственно регистрировать кривую намагничивания,Однако результат измерения отягощен методической погрешностью, связанной с тем, что первая гармоника устанавливаемого сигнала сдвинута по фазе относительно перемагничивающего тока, При этом фазовый сдвиг не остается постоянным во время регистрации кривой намагничивания и возникающая погрешность тем 15 больше, чем более прямоугольна петля гистериза испытуемого образца, Для исключения метоцической систематической погрешности (достигающей 1007,) обычно регистрируют кривые намагничивания для набора последовательных значений фазы сигнала на опорном входе синхронного детектора с большой постоянной времени.При этом огибающая кривых является приближенно верной кривой намагничивания. Исключение методической логpp>ilFIocTH требует больших затрат времени, причем необходимая точность измерения не достигается, поскольку возникает погрешность при проведении огибающей за счет построения и дрейфа сгинула, составляющая 111 - 20K. Таким образом, недостатками известного гистериографа являются низкая точность и большие затраты времени, необходимые для про35 ведения измерения, Цель изобретения — повышение точности и сокращение времени измерений.

Эта цель достигается за счет того, что магнитооптический гистериограф, содержащий источник неполяризованного света и оптически связанные с ним поляризатор, двухлучепую поляризационную призму и два приемника излучения, подключенные ко входам суммирующе" разностного блока, выход которого через селективный усилитель и синхронный детектор соединен с одним из входов .двухкоординатного регистратора, преобразователь напряженности магнитного поля н электрический сигнал, выход которого подключенный через намагничивающую систему к генератору соединен через детектор с другим вхо- 55 дом двухкоординатного регистратора и со входом усилителя-ограничителя, снабжен последовательно соединенными вторым синхронным детектором, усили- телем постоянного тока, управляемьм фазосдвигающим блоком и 90-градусным фазосдвигающим блоком, причем второй вход управляемого фазосдвигающего блока соединен с выходом усилителя-ограничителя, а выход — с опорHb1M входом первого синхронного детект тора, сигнальный вход второго синхрон-ного детектора соединен с сигнальным входом первого синхронного детектора, На чертеже приведена структурная схема магнитооптического гистериографа, Гистериограф содержит источник 1, неполяризонанного света, оптически связанный через поляризатор 2 с образцом 3, помещенным в намагничивающую систему 4, соединенную с reHepaTopbM

5 намагничивающего тока и через двухлучевую поляризационную призму 6 — с двумя фотоприемниками 7 излучения, подключенными ко входам суммирующеразностного блока 8, выход которого через селективный усилитель 9 соединен с сигнальным входом первого синхронного детектора 10, Выход селективного усилителя .9 подключен к сигнальному входу второго синхронного детектора 11, соединенного через усилитель 12 постоянного тока с управляющим входом управляемого фазосдвигающего блока 13, выход которого через 90-градусный фазосдвигающий блок

14 соединен с опорным входом второго синхронного детектора 11 и с опорным входом первого синхронного детектора 1О, ныход которого подключен к

Y-входу днухкоординатного регистратора 15, Выход преобразователя 16 напряженности магнитного поля в электрический сигнал через усилитель-ограничитель 17 соединен с управляемым фазосдвигающим блоком 13 и через детект ор 18 — с Х-входом двухкоординатного регистратора 15.

Устройство работает следующим обQ разом, Поток неполяризованного света от источника 1 проходит через поляризатор 2 и падает на образец 3, помещенный в намагничивающую систему 4,в .которой с помощью генератора 5 создаетея напряженность магнитного поля, меняющаяся по синусоидальному закону с медленно увеличивающейся амплитудой.

Отраженный,от образца поток излучения через двухлучевую поляризационную призму 6 падает на дна фотоприем5 88 ника 7, которые преобразуют его в электрический сигнал, поступающий в суммирующе-разностный блок 8, который обеспечивает снижение погрешностей, обусловленных шумами источника света и фотоприемников и дрейфом выходного сигнала. С выхода суммирующе-разностного блока 8 сигнал через селективный усилитель 9 поступает на входы первого и второго синхронных детекторов 10 и 11, причем сигнал с выхода второго синхронного детектора 11 через усилитель 12 постоянного тока поступает на управляющий вход управляемого фазосдвигающего блока 13, который изменяет фазу сигналов, поступающих на опорный вход первого синхронного детектора 10 непосредственно, а на опорный вход второго синхронного детектора 11 — чечерез 90-градусный фазосцвигающий блок 14 так, чтобы выходное напряже;me второго синхронного детектора 11 стремилось к нулю. Поскольку опорные напряжения на синхронных детекторах

10 и 11 сдвинуты друг относительно друга на 90, то на выходе первого синхронного детектора 10 напряжение будет максимальным; îíî Tfopается HG

Y-вход двухкоординатного регистратора 15. Сигнал, пропорциональный мгновенному значению напряженности магнитного поля, снимаемый с преобразователя 16 напряженности магнитного поля в электрический сигнал, подается на управляем,й фазосцвигающий блок

13 через усилитель-ограничитель 17, а на X-вход двухкоординатного регистратора 15 — через детектор 18, По сравнению с известным магнитооптическим гистериографом, благодаря автоматизации процесса исключения методической погрешности, время, затрачиваемое на получение кривой намагничивания материала, уменьшается

3825 6 в 30-50 раз, а |-.огрешность, связанная с графическим построением кривой и дрейфом сигнала — в 10-15 раз, Формула изобретения

Магнитооптический гистериограф, содержапп.,й источник непоияризованного света и оптически связанные с ним поляризатор, двухлучевую поляризацион. ную призму и два приемника излучения, 1о подключенные ко входам суммирующе-разностного блока, выход которого через селективный усилитель и синхронный детектор соединен с одним из входов двухкоординатного регистратора, преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал„ выход которого подключенный через намагничивающую систему к генератору, соединен через детектор с другим входом двухкоординатного регистратора и со входом усилителя-ограничителя, о т л ич а и шийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, он снабжен последовательно соединенными вторым синхронным детектором, усилителем постоянного тока, управляемым фазосдвигающим блоком и 90-градусным фазосдвига,ющим блоком, причем второй вход управляемого фазосдвигающего блока соединен с выходом усилителя-ограничителя, а выход — с опорным ьходом первого синхронного детектора, сигнальный вход второго синхронного детектора соединен с сигнальным входом пер35 вого синхронного детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глаголев С. Ф, Червинский М.М.

Магнитополяриме р Керра для опреде40 ления локальных динамических магнитных .характеристик. Труды метрологических институтов СССР. Исследования в области магнитных измерений. "Энергия", 1979, вып. 233(293), с,31.

Составитель Ю. Куликов

Редактор О. Половка Техред О.Легеза Корректор С. Щомак

Заказ 10224/70 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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