KR950000744B1 - Apparatus for measuring magnetization - Google Patents

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Abstract

The apparatus measures the magnetizing quantity generated when applying the magnetic field to the magnetic substance. An oscillator (1) provides the saw wave to magnetizing coils (C1,2) through a DC amplifier (2) to apply the magnetic field (H) to a specimen (S). And an oscillator (3) provides the sinusoidal wave to Helmholtz coils (F1,2) through an AC amplifier (4) to apply the AC magnetic field (Ha) to the specimen. Then the specimen generates the torque (T) which is converted to the electric signal by a piezo electric sensor (5). The magnetic field detected by a Hall sensor (G) is provided to a gauss meter (10).

Description

자화 측정 장치Magnetization measuring device

제 1 도는 본 발명의 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of the present invention.

제 2 도는 제 1 도의 요부를 보인 정면도.2 is a front view showing the main portion of FIG.

제 3 도 (a)(b)는 압전센서부(5)의 평면도 및 정면도.3A and 3B are a plan view and a front view of the piezoelectric sensor unit 5. FIG.

제 4 도는 본 발명에 의해 측정한 각 시료의 자화곡선도.4 is a magnetization curve diagram of each sample measured by the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 삼각파 발진기 2 : 직류 증폭기1: triangle wave oscillator 2: DC amplifier

3 : 시료구동용 발진기 4 : 교류 증폭기3: oscillator for sample driving 4: AC amplifier

5 : 압전센서부 6 : 전치 증폭기5: piezoelectric sensor unit 6: preamplifier

7 : 동조 증폭기 8 : 위상 검파기7: tuning amplifier 8: phase detector

9 : 저역통과필터 10 : 가우스 메터9: low pass filter 10: gauss meter

11 : 절연용 원형 고정판 12 : 절연용 원형 회전판11: circular fixing plate for insulation 12: circular rotating plate for insulation

13, 14, 15 : 인청동판 16, 17 : 압전센서13, 14, 15: phosphor bronze plate 16, 17: piezoelectric sensor

18, 19 : 고무판 20, 21 : 시료 지지기18, 19: rubber plate 20, 21: sample holder

C1, C2 : 전자석자화코일 S : 시료C1, C2: Electromagnetism Coil S: Sample

Ha : 교류 자기장 T-연결봉Ha: AC magnetic field T-connection rod

F1,F2 : 토오크 발생용 헬므 홀츠 코일F1, F2: Helm Holtz Coil for Torque Generation

L : 토오크 H-시료자화용 자기장L: Magnetic field for torque H-sample magnetization

I : 자화량 M : 전자식I: Magnetization M: Electronic

본 발명은 자화측정 장치에 관한 것으로, 특히 자성체에 외부자기장 H를 인가할때 자성체에 생기는 자화량 I를 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetization measuring apparatus, and more particularly, to an apparatus for measuring the amount of magnetization I generated in a magnetic body when the external magnetic field H is applied to the magnetic body.

일반적으로 자화량을 측정하기 위한 계기로서는 진동시료형 자력계(VSM : Vibrating Sample Magemetometer) 등이 쓰여 왔는데 이는 자화된 시료를 진동시켜 근접한 검출 코일에 발생하는 유도기전력에 의하여 자화를 측정하는 장치로서 비교적 큰 시료가 필요하며, 장치가 복잡하고 진동에 약하며 고가품이다.In general, a vibrating sample magnetometer (VSM) has been used as a measuring instrument for measuring the amount of magnetization. It is a device that measures magnetization by induction electromotive force generated in the adjacent detection coil by vibrating the magnetized sample. Samples are required, the device is complex, vibration-resistant and expensive.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 자화된 미소질량의 자성체시료의 자화방향에 수직하게 교류의 미소 자기장을 인가할 때, 시료에 생기는 토오크를 압전센서로 측정하여 자화를 측정하는 장치로서 조작이 용이하고, 감도가 매우 높으며, 시료교체가 용이하고 대단히 경제적인 자화측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been invented in view of the above-described problems, and an apparatus for measuring magnetization by measuring a torque generated by a piezoelectric sensor when applying a micro magnetic field of alternating current perpendicular to the magnetization direction of a magnetized micromass magnetic sample. Its purpose is to provide a magnetization measuring device that is easy to operate, has high sensitivity, easy to replace a sample, and is very economical.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시료자화용 전자석(M)의 자화코일(C1)(C2)의 중심부에 자성체인 원판 시료(S)를 배치하고 상기한 자화코일(C1)(C2)의 축에 연직하게 토오크발생용 헬므홀츠 코일(Helmholtz Coil)(F1)(F2)을 배치하고, 상기 원판 시료(S)에 연결봉(T)으로 압전센서부(5)를 연결 구성하되, 삼각파 발진기(1)의 출력신호는 직류 증폭기(2)를 통과하여 상기한 자화코일(C1)(C2)에 공급하여 자기장(H)을 상기 시료(S)에 인가하고, 시료구동용 발진기(3)의 정현파는 교류 증폭기(4)를 통과하여 상기한 토오크발생용 헬므홀츠 코일(F1)(F2)에 공급하여, 상기한 시료(S)에 교류 자기장(Ha)를 인가하여서 상기한 시료(S)에는 토오크(L)가 발생하고, 상기한 토오크(L)은 연결봉(T)에 연결된 압전센서부(5)에 의해 전기신호로 변환된 뒤, 순차적으로 전치증폭기(6)를 경유하여 잡음제거를 위한 동조증폭기(7)와 (+)(-)극성의 전압으로 변환되는 위상검파기(8)와, 고조파 교류 성분을 제거하기 위한 저역 통과필터(9)를 통과하여 출력단자(Mo)로 출력되고, 상기한 시료(S) 옆에 놓인 홀(Hall) 소자(G)에 의해 측정된 시료자화용 자기장(H) 신호는 가우스 메터(10)로 검출되어 출력단자(Ho)로 출력되는 것으로 구성된다.According to the present invention for achieving the above object, the magnet sample (S), which is a magnetic material, is disposed at the center of the magnetization coil (C1) (C2) of the sample magnetization electromagnet (M), and the magnetization coil (C1) (C2) described above. Helmholtz Coil (F1) (F2) for generating torque vertically on the axis of the axis, and connecting the piezoelectric sensor unit (5) with a connecting rod (T) to the disc sample (S), triangular wave oscillator The output signal of (1) passes through the DC amplifier (2) and is supplied to the magnetization coils (C1) and (C2) described above to apply the magnetic field (H) to the sample (S). The sinusoidal wave passes through the AC amplifier 4 and is supplied to the torque generating Helmholtz coils F1 and F2, and an alternating magnetic field Ha is applied to the sample S to the sample S. Torque (L) is generated, the torque (L) is converted into an electrical signal by the piezoelectric sensor unit (5) connected to the connecting rod (T), and then sequentially through the preamplifier (6) The output terminal (Mo) through a tuning amplifier (7) for noise reduction, a phase detector (8) converted to a positive polarity voltage, and a low pass filter (9) for removing harmonic alternating current components. A magnetic field signal H for magnetization measured by the Hall element G placed next to the sample S is detected by the Gaussian 10 and output to the output terminal Ho. It consists of.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

제 1 도는 본 발명의 전체 구성도이고, 제 2 도는 제 1 도의 요부를 보인 정면도이고, 제 3 도 (a)(b)는 압전센서부(5)의 평면도 및 단면도이고, 제 4 도는 본 발명에 의해 측정한 각 시료의 자화곡선도이다.1 is an overall configuration diagram of the present invention, Figure 2 is a front view showing the main portion of Figure 1, Figure 3 (a) (b) is a plan view and a cross-sectional view of the piezoelectric sensor portion 5, Figure 4 is a present invention The magnetization curve of each sample measured by.

상기 삼각파 발진기(1)에서 발생한 삼각파는 직류 증폭기(2)에서 전류 증폭되어 시료 자화용 전자석(M)의 자화코일(C1)(C2)에 공급되어 시료자화용 자기장(H)를 시료(S)에 인가한다.The triangular wave generated by the triangular wave oscillator 1 is current amplified by the DC amplifier 2 and supplied to the magnetization coils C1 and C2 of the sample magnetization electromagnet M to supply the sample magnetization magnetic field H to the sample S. To apply.

또한 시료 구동용 발진기(3)에서 발생한 신호는 교류증폭기(4)로 전류 증폭하여 토오크발생용 헬므홀츠코일(Helmholtz Coil)(F1)(F2)에 공급되어 상기한 시료(S)에 교류 자기장(Ha)를 인가하여 상기한 시료(S)에 토오크(L)가 발생한다. 이때 교류전류의 주파수는 압전센서의 공진주파수와 일치시켜 공진을 하게하여 감도를 향상시킨다.In addition, the signal generated from the oscillator 3 for driving the sample is current amplified by the AC amplifier 4 and supplied to the torque generating Helmholtz Coil (F1) (F2) to the alternating magnetic field (S). The torque L is generated in the sample S by applying Ha). At this time, the frequency of the AC current matches with the resonance frequency of the piezoelectric sensor so that the resonance improves the sensitivity.

상기한 토오크(L)는 연결봉(T)에 의하여 압전센서부(5)에 전달되어 전기신호로 변환되어 전치증폭기(6)에 입력되어, 다시 동조증폭기(7)에 의하여 잡음을 제거한 후, 위상검파기(8)에 의해 위상검파되어 +와 -극성의 직류전압으로 변환되어 저역통과필터(9)에 의해 고조파 전류 성분을 제거한 후, 출력단자(Mo)로 출력하여 오실로 스코프와 XY기록계의 Y축에 표시한다.The torque (L) is transmitted to the piezoelectric sensor unit (5) by the connecting rod (T) is converted into an electrical signal and input to the preamplifier (6), after removing the noise by the tuning amplifier (7), the phase Phase detection by the detector (8), converted into a DC voltage of + and-polarity, the harmonic current components are removed by the low pass filter (9), and then output to the output terminal (Mo), Y axis of the oscilloscope and XY recorder Mark on.

또, 상기한 시료(S) 옆에 놓은 홀소자(G)에 의하여 측정된 시료자화용 자기장(H) 신호는 가우스 메터(10)로 검출하여 그 출력은 출력단자(Ho)로 출력하여 표시기의 X축에 표시되어서 자화곡선이 얻어지는 것이다.In addition, the magnetic field signal H for magnetization measured by the Hall element G placed next to the specimen S is detected by the Gauss meter 10 and its output is output to the output terminal Ho. The magnetization curve is obtained by being displayed on the X axis.

다음에 본 발명에 의한 자화측정제 대하여 구체적으로 설명한다.Next, the magnetization measuring agent according to the present invention will be described in detail.

상기한 전자석 자화용 코일(C1)(C2)에 상술한 삼각파 발진기(1)와 직류증폭기(2)을 통한 직류전류가 흐르면 수평방향인 상기한 코일축 방향으로 시료자화용 자기자(H)가 발생하고, 상기한 전자석 자화코일(C1)(C2)의 중심부에 놓인 구 또는 원판시료(S) 는 상기한 전자석(M)에 의한 시료자화용 자기장(H)에 의하여 자화되어 자화량(I)을 갖는다.When the DC current through the triangular wave oscillator 1 and the DC amplifier 2 flows to the electromagnet magnetizing coils C1 and C2, the magnetization H for the sample magnetization in the coil axis direction in the horizontal direction is Generated and the sphere or disc sample S placed at the center of the electromagnet magnetizing coils C1 and C2 is magnetized by the magnetic field H for the magnetization of the sample by the electromagnet M, and thus the magnetization amount I. Has

상기한 시료 자화용 자기장(H)에 수직하게 놓은 토오크발생용 헬므홀츠코일(F1)(F2)에 시료구동용 발진기(3)와 교류 증폭기(4)를 통과한 증폭된 교류 전류를 흘려 미소교류 자기장(Ha)을 상기한 시료(S)에 인가하면, 상기한 시료자화용 자기장(H)와 미소교류 자기장(Ha)에 의하여 시료(S)에는 토오크(L)가 발생하며,Amplified alternating current passing through the sample driving oscillator 3 and the AC amplifier 4 flows to the torque generating Helmholtz coils F1 and F2 perpendicularly to the magnetic field H for the sample magnetization. When the magnetic field (Ha) is applied to the sample (S), the torque (L) is generated in the sample (S) due to the sample magnetization magnetic field (H) and the micro-AC magnetic field (Ha),

L=-(I×Ha)υ..................................(1)식L =-(I × Ha) υ ... (1)

인 관계가 성립한다. (여기서 υ는 시료의 부피이다.)Relationship is established. (Where υ is the volume of the sample)

상기한 토오크(L)를 압전소자를 이용한 토오크 검출용 압전센서부(5)로 측정하면 상기한 (1)식에 의하여 자화량(I)을 구할 수 있다.When the torque L is measured by the torque detection piezoelectric sensor unit 5 using the piezoelectric element, the magnetization amount I can be obtained by the above formula (1).

이때, 감도를 높이기 위하여 교류자기장(Ha)의 주파수는 압전센서부(5)의 공진주파수와 일치시킨다.At this time, in order to increase the sensitivity, the frequency of the AC magnetic field (Ha) is matched with the resonance frequency of the piezoelectric sensor unit (5).

제 3 도는 압전센서부를 나타낸 것으로서 이는 토오크에만 동작하고 굴곡등의 측력(Side force)에는 동작하지 않도록 구성되어 있는 동시에 비교적 파괴되기 쉬운 압전센서(16)(17)를 보호하는 일을 한다.3 shows a piezoelectric sensor unit, which is configured to operate only for torque and not to side forces such as bending, and to protect piezoelectric sensors 16 and 17 which are relatively fragile.

한편, 부호(11)과 (12)는 각각 절연용 원형고정판과 절연용 원형회전판으로서, 압전센서(16)(17)를 지지함과 동시에 토오크에만 변형하고 측력에는 큰 저항력을 나타내는 인청동판(13)(14)(15)을 지지하고 있다.Reference numerals 11 and 12 denote circular circular plates for insulation and circular rotary plates for insulation, respectively, which support the piezoelectric sensors 16 and 17, deform only to torque, and exhibit a large resistance to side force. (14) and (15) are supported.

또, 부호(18)(19)는 상기한 압전센서(16)(17)를 지지하여, 강한 충격을 흡수하여 완화시키는 고무판으로서 상기한 고정판(11)과 회전판(12)에 부착되어 있다.Reference numerals 18 and 19 support the piezoelectric sensors 16 and 17 described above, and are attached to the fixed plate 11 and the rotating plate 12 as rubber plates for absorbing and mitigating strong impacts.

상기한 압전센서(16)(17)는 동일 방향의 비틀림에 대하여 생기는 기전력을 더할 수 있게 직렬연결한다. 또, 연결봉(T)의 단부에 인청동으로 된 시료지지기(20)(21)에 의하여 시료를 탄력적으로 지지하여 시료(S)의 착탈을 용이하게 한다.The piezoelectric sensors 16 and 17 are connected in series so as to add an electromotive force generated against the twist in the same direction. In addition, the sample support (20, 21) made of phosphor bronze at the end of the connecting rod (T) elastically supports the sample to facilitate the removal of the sample (S).

일반적으로 상기한 전자석(M)의 철심재료는 질소 분위기중에서 800℃의 온도로 24시간 열처리한 규소강판을 주로 사용한다. 상기한 철심의 폴(Pole) 직경은 26mm이고, 폴간격은 20mm로 고정한다.In general, the iron core material of the electromagnet (M) mainly uses a silicon steel sheet heat-treated 24 hours at a temperature of 800 ℃ in a nitrogen atmosphere. The pole diameter of the iron core (Pole) is 26mm, the pole spacing is fixed to 20mm.

직경 0.8mm 폴리에스텔 피복선을 660회 감은 원형코일 2개를 병렬연결하여 상온에서 2.2Ω의 저항치를 얻었다. 자화전류 i와 발생된 시료자화용 자기장(H) 사이의 관계는 500Oe/A이고, 8A의 전류에 의하여 최대 4000Oe의 자기장이 얻어지며, 직선성이 양호하다.Two circular coils wound 660 times of 0.8mm diameter polyester coated wire were connected in parallel to obtain a resistance of 2.2Ω at room temperature. The relationship between the magnetization current i and the generated sample magnetization magnetic field H is 500Oe / A, and a maximum magnetic field of 4000Oe is obtained by the current of 8A, and the linearity is good.

또, 잔류자기장은 4Oe 이하이다.In addition, the residual magnetic field is 4Oe or less.

또한, 상술한 토오크발생용 헬므홀츠코일(F1)(F2)에 있어서는 상기 시료(S)에서는 주로 원판시료를 사용하였으므로 단면이 16mm×8mm의 4각형 변형 헬므홀츠코일을 사용하였으며, 0.12mm 직경의 철연동선을 각각 100회식 감았으며 직류 저항 15Ω이다. 교류전압의 최대치는 2V이다.In addition, in the above-described torque generating helmholtz coils (F1) (F2), since the sample (S) mainly used a disc sample, a square-shaped Helmholtz coil having a cross section of 16 mm x 8 mm was used, and a 0.12 mm diameter 100 wire wound wires each with DC resistance of 15Ω. The maximum value of AC voltage is 2V.

또한 상술한 직류 및 교류 자화전원에 있어서, 상기한 전자석 자화코일(C1)(C2)에는 삼각파발진기(1)에서 발생한 삼각파는 직류증폭기(2)에서 증폭된 양극성 직류 자화전원이 공급되어 발생된 시료자화용 자기장(H)를 시료(S)에 인가하며, 상기한 토오크발생용 헬므홀츠코일(F1)(F2)에는 상술한 시료구동용 발진기(3)에서 발생한 정현파 신호는 교류 증폭기(4)에서 증폭된 교류자화전원이 공급되어 발생된 교류자기장(Ha)을 시료(S)에 인가한다.In the above-described direct current and alternating current magnetization power sources, the electromagnet magnetization coils C1 and C2 are samples generated by supplying a bipolar DC magnetization power amplified by the DC amplifier 2 to the triangular waves generated by the triangular wave oscillator 1. The magnetization magnetic field H is applied to the sample S, and the sine wave signal generated by the above-described torque generator oscillator 3 is supplied to the torque generating helmholtz coils F1 and F2 by the AC amplifier 4. The amplified alternating magnetization power is supplied to apply the alternating magnetic field (Ha) generated to the sample (S).

상술한 삼각파의 주기는 60초로 하여 XY 기록계의 히스테리시스 효과를 경감시켰으며, 상술한 시료구동용 발진기(3)의 주파수는 200-2000Hz으로 가변하여 압전센서부(5)의 공진주파수(약 405Hz)에 일치되게 조절한다.The period of the triangular wave described above was 60 seconds to reduce the hysteresis effect of the XY recorder, and the frequency of the oscillator 3 for sample driving was varied from 200 to 2000 Hz so that the resonant frequency of the piezoelectric sensor unit 5 was about 405 Hz. Adjust to match.

또, 전력 증폭 트랜지스터에는 저소음 공냉용 팬을 사용하여 강제 냉각시켰으며, 상기한 직류증폭기(2)의 최대 출력은 ±20V, ±10A이다.The power amplification transistor was forcedly cooled by using a low noise air cooling fan, and the maximum output of the DC amplifier 2 was ± 20 V and ± 10 A.

또한 신호검출계통에 있어서, 상기한 압전센서부(5)는 로셀(Rochelle) 염 결정을 사용한 바이폴라형을 사용하였으며, 이것은 폭 4mm, 두게 1.5mm, 길이 17mm이며, 토오크에만 응답하도록 지지하였다.In addition, in the signal detection system, the piezoelectric sensor unit 5 used a bipolar type using a Rochelle salt crystal, which was 4 mm wide, 1.5 mm thick and 17 mm long, and supported only to respond to torque.

압전센서부(5)의 출력저항이 매우 크므로 입력저항이 큰 J-FET의 전치증폭기(6)로 증폭한 후에 중심주파수 405Hz, Q=5.6인 협대역 증폭기를 경유하여 위상검파기(8)의 Y단자에 입력시켜 위상검파시킨다. 참조신호는 헬므홀츠코일(F1)(F2)의 코일 구동용 교류전압을 위상조절회로를 경유하여 위상검파기(8)의 X단자에 입력시킨다.Since the output resistance of the piezoelectric sensor unit 5 is very large, the amplification is performed by the preamplifier 6 of the J-FET having a large input resistance, and then the phase detector 8 is passed through a narrowband amplifier having a center frequency of 405 Hz and Q = 5.6. Phase detection is performed by inputting to the Y terminal. The reference signal inputs an AC voltage for driving the coils of the Helmholtz coils F1 and F2 to the X terminal of the phase detector 8 via the phase adjusting circuit.

상기한 X와 Y의 입력단자에 입력된 전압의 곱인 출력전압중의 직류성분만을 저역통과 필터(9)로 여과하여 출력한다.Only the DC component in the output voltage that is the product of the voltages input to the input terminals of X and Y is filtered by the low pass filter 9 and output.

[실험예]Experimental Example

본 발명의 성능을 시험하기 위하여 시료는 특성이 공표된 Metglas 2605CO, 2605SC, 2605C2, 2826MB를 선정하여, 시판된 폭 25mm의 리본에서 직경 약 2.8mm의 원판으로 성형하였다. 각 시료의 질량을 분해능 10㎍의 전자저울로 측정하여, 공표된 밀도에 의하여 부피를 계산하였다. 시료연결봉(T)과 시료(S) 사이의 연결은 인청동판의 탄력을 이용하였다. 자화이력곡선의 1주기 소인시간을 60초로 했을때의 각 시료의 측정결과는 제 3 도와 같다. 이때 압전센서(5)의 공진주파수는 405Hz였다. XY 기록계에 나타난 이력곡선의 출력전압의 peak to peak 값을 Vpp라 하면 (1)식에 의하여 다음식이 성립된다.In order to test the performance of the present invention, the samples were selected from Metglas 2605CO, 2605SC, 2605C2, 2826MB, whose properties were published, and molded into a disc of about 2.8 mm in diameter on a commercially available 25 mm wide ribbon. The mass of each sample was measured with an electronic balance of 10 µg resolution, and the volume was calculated by the published density. The connection between the sample connecting rod (T) and the sample (S) used the elasticity of the phosphor bronze plate. When one cycle sweep time of the magnetization history curve is 60 seconds, the measurement result of each sample is the same as the third degree. At this time, the resonant frequency of the piezoelectric sensor 5 was 405 Hz. If the peak to peak value of the output voltage of the hysteresis curve shown on the XY recorder is Vpp, the following equation is established by the following equation (1).

Vpp = k"= k' Is Hs v = k Is v...............................(2)Vpp = k " = k 'Is Hs v = k Is v ............................... (2)

여기서 k", k', k는 각각 장치상수이며 Is와 v가 기지인 시료에 의하여 k를 구할 수 있다. 실험결과를 종합하여 표 1을 얻었다.Where k ", k ', and k are the device constants, respectively, and k is obtained by a sample whose Is and v are known. Table 1 is obtained by combining the experimental results.

여기서 Vpp는 XY 기록계의 Y축 방향의 길이이다.Where Vpp is the length in the Y-axis direction of the XY recorder.

[표 1]TABLE 1

이상의 결과에서 보면 포화자화에 관한 실험치와 공칭치 사이의 오차율은 5% 이내임을 알 수 있다. 그러나 이력곡선의 보자력의 값은 모든 시료가 거의 같으며 약 6Oe 정도이며 이것은 과대한 값이다. 그리고 투자율은 시료의 형상에서 오는 반자기장 때문에 매우 작게 나타나고 있다. 그 결과로서, 매우 간편하고 경제적인 방법에 의하여 자화이력곡선의 측정이 가능해졌으며, 감도면에서는 오히려 기존의 VSM을 능가하고 있다. 포화자화의 측정치의 오차는 5% 정도이다.From the above results, it can be seen that the error rate between the experimental value and the nominal value for saturation magnetization is within 5%. However, the value of the coercive force of the hysteresis curve is almost the same for all samples and is about 6Oe, which is excessive. And the permeability is very small because of the anti-magnetic field coming from the shape of the sample. As a result, it is possible to measure the magnetization history curve by a very simple and economic method, and it surpasses the existing VSM in terms of sensitivity. The error in the measurement of saturation magnetization is about 5%.

상술한 바와같이 본 발명에 의하면, 자화된 미소질량의 자성체시료의 자화방향에 수직하게 교류의 미소자기장을 인가할때 시료에 생기는 토오크를 압전센서로 측정하는 장치로서, 대단히 큰 감도를 가지고 있기 때문에, 압전센서의 대단히 예민한 감도 및 시료구동용 교류전류의 주파수를 압전센서의 공진주파수에 일치시켜 큰 공전전압을 얻을 수 있고, 또한 시료에 작용하는 토오크를 측정할 수 있는 것으로 시료교체가 용이하고, 구조가 간단하며, 조작이 용이한 장치이다.As described above, according to the present invention, since the torque generated in the sample is measured by the piezoelectric sensor when an alternating micromagnetic field is applied perpendicular to the magnetization direction of the magnetized micromass sample, it has a very large sensitivity. By changing the sensitivity of the piezoelectric sensor and the frequency of the AC current for sample driving to the resonant frequency of the piezoelectric sensor, a large idle voltage can be obtained and the torque acting on the sample can be measured. Simple structure and easy operation.

Claims (2)

시료자화용 전자석(M)의 자화코일(C1)(C2)의 중심부에 자성체인 원판 또는 구형의 시료(S)를 배치하고, 상기한 자화코일(C1)(C2)의 축에 연직하게 토오크발생용 헬므홀츠코일(F1)(F2)을 배치하고, 상기 시료(S)에 연결봉(T)으로 압전센서부(5)를 연결구성하되, 삼각파 발진기(1)의 출력신호는 직류증폭기(2)를 통과하여 상기한 자화코일(C1)(C2)에 공급하여 시료자화용 자기장(H)를 상기 시료(S)에 인가하고, 시료구동용 발진기(3)의 정현파는 교류 증폭기(4)를 통과하여 상기한 토오크 발생용 헬므홀츠코일(F1)(F2)에 공급하여 상기한 시료(S)에 교류자기장(Ha)를 인가하여서 상기한 시료(S)에는 토오크(L)가 발생하며, 이때 교류전류 주파수는 압전센서부(5)의 공진고유 주파수와 일치하도록 하여 공진을 발생시켜 감도를 향상시키고, 상기한 토오크(L)는 연결봉(T)에 연결된 압전센서부(5)에 의해 전기신호로 변환되어 순차적으로 전치증폭기(6)를 경유하여 잡음제거를 위한 동조증폭기(7)와 (+)(-)극성의 전압으로 변환되는 위상검파기(8)과 고조파 교류 성분을 제거하기 위한 저역통과 필터(9)를 통과하여 출력단자 Mo로 출력하고, 상기한 시료 S에 놓인 홀소자 G에 의해 측정된 교류자기장(Ha) 신호는 가우스 메터(10)으로 검출되어 출력단자(Ho)로 출력되는 것을 특징으로 하는 자화측정장치.A disc or spherical sample S, which is a magnetic material, is placed at the center of the magnetization coils C1 and C2 of the magnetization magnet M for the sample magnetization, and torque is generated perpendicularly to the axis of the magnetization coils C1 and C2. Helmholtz coils (F1) (F2) for the purpose, and connecting the piezoelectric sensor unit (5) with a connecting rod (T) to the sample (S), the output signal of the triangular wave oscillator (1) is a direct current amplifier (2) After passing through and supplying the magnetization coils (C1) and (C2), the magnetic field (H) for the sample magnetization is applied to the sample (S), and the sine wave of the oscillator (3) for driving the sample passes through the AC amplifier (4). By supplying to the torque generating Helmholtz coils (F1) (F2) by applying an alternating magnetic field (Ha) to the sample (S), the torque (L) is generated in the sample (S), where The current frequency is matched with the resonance intrinsic frequency of the piezoelectric sensor unit 5 to generate resonance to improve sensitivity, and the torque L is connected to the connecting rod T. A phase detector 8 which is converted into an electrical signal by the pre-sensor part 5 and sequentially converted into a tuning amplifier 7 for removing noise and a voltage of positive polarity (+) through a preamplifier 6. The alternating magnetic field (Ha) signal measured by the Hall element G placed in the sample S is passed through the low pass filter (9) for removing the excess harmonic alternating current component to the Gaussian meter (10). The magnetization measuring device characterized in that it is detected and output to the output terminal (Ho). 제 1 항에 있어서, 상기한 압전센서부(5)는 절연용 원형 고정판(11)의 내면에 고무판(18)를 부설하며, 상기 고정판(11)에 대향하는 절연용 원형 회전판(12)의 내면에 고무판(19)을 부설하여서 압전센서(16)(17)를 지지하고, 상기한 각 고정판(11)과 회전판(12)간의 내측부에 인청동판(13)(14)(15)를 지지하고, 상기한 회전판(12)의 외면에 연결된 연결봉(T)의 단부에 시료지지기(20)(21)를 부설하여 된 것을 특징으로 하는 자화측정장치.2. The piezoelectric sensor part 5 according to claim 1, wherein the piezoelectric sensor part 5 is provided with a rubber plate 18 on an inner surface of the circular fixing plate 11 for insulation, and an inner surface of the circular rotating plate 12 for insulation opposite to the fixing plate 11. A rubber plate 19 is placed on the platen to support the piezoelectric sensors 16 and 17, and to support the phosphor bronze plates 13, 14 and 15 on the inner side between the fixing plates 11 and the rotating plate 12, The magnetization measuring device, characterized in that the sample support (20) 21 is provided at the end of the connecting rod (T) connected to the outer surface of the rotating plate (12).
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