SU1081579A1 - Магнитооптический гистериограф - Google Patents

Abstract

МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ГИСТЁРИрГРАФ , содержащий оптически св занные источник излучени , пол ризатор , анализатор и приемник излу- . чени , последовательно соединенные генератор переменного тока, намагничивающий блок и преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, последовательно соединенные стробоскопический преобразователь, синхронизатор и коммутатор,,подключенный к управл ющему входу источника излучени , а также последовательно соединенные узкополосный усилитель, синхронный .детектор к регистратор,второй вход которого подключен к выходу стробоскопического преобразовател , вторым входом соединенного с первым входом коммутатора при этом выход преобразовател  напр женности магнитного пол  в электрический сигнал подключен к выходу стробоскопического преобразовател , а выход приемника излучени  - к входу узкополосного усилител , отличающийс  тем,ЧТО, с целью повышени  точности измерений, в него i дополнительно введены последовательно соединенные сумматор, делитель (Л частоты, генератор пилообразного напр жени , фильтр нижних частот, и компаратор, при этсм первый и второй входы сумматора соединены соответственно с первым и вторым выходами синхронизатора, вход фильтра нижних частот подключен к второму входу компаратора, выход которого соединен с вторым входом синхронного детектоX ) ра и третьим входом коквиутатора. D1 :о

Description

Изобретение относитс  к магнитным измеренййм, в частности к магнитооптическим гистериографам дл  регистрации динамической петли гистерезиса , основанным на эффектах Керра и Фараде , и может быть использовано дл  изучени  магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнтиков .

Известен магнитооптический гистериограф дл  регистрации динамических петель гистерезиса, основанный на эффектах Фараде  и Керра содержащий источник излучени , пол ризатор , намагничивающую систему дл  перемагничивани  образца с преобразователем напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, генератор переменного тока, анализатор , приемник излучени , предварительный широкополосный усилитель, двухкоординатный регистратор (осциллограф ) С 1

Однако такой магнитооптический гистериограф обладает р дом недостатков . Ему свойственны значительна  аддитивна  погрешность регистрации , обусловленна  шумами источника и приемника излучени , попадающими в широкую полосу пропускани  регистрирующей системы, а также ограниченный сверху частотный диапазон перемагничивани  образцов из-за необходимости расширени  полосы пропускани  регистрирующего тракта при увеличении частоты перемагничивани  и соответствующего возрастани  аддитивной погрешности.

Наиболее близким к изобретению п техни хеской сущности  вл етс  магнитооптический гистериограф, в котором использован метод оптического стробировани  с разовой коммутацией дл  регистрации динамических петель гистерезиса, содержащий оптически св занные источник излучени , пол ризатор, анализатор и приемник излучени , последовательно соединенные генератор переменного тока, намагничивающий блок и преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, последовательно соединенные стробоскопический преобразователь, синхронизатор и коммутатор, подключенный к управл ющему входу источника излучени , а также последовательно соединенные узкополосный усилитель синхронный детектор и регистратор, второй .вход которого подключен к выходу стробоскопического преобразовател , вторым входом соединенного с первым входом коммутатора, при этом выход преобразовател  напр женности Магнитного пол  в электрический сигнал подключен к выходу стробоскопического преобразовател ,

а выход приемника излучени  - к входу узкополосного усилител  С2.

Однако известному гистериографу свойственна неудовлетворительна  точность, обусловленна  широким частотным спектром импульсного потока излучени , создающим помеху на частотах , близких к частоте регистраци

Уменьшение вли ни  помехи на результат измерени  может быть достигнуто уменьшением полосы пропускани  регистрирующей системы, однако это приводит к увеличению времени регистрации , а следовательно, и увеличению погрешности, обусловленной дрейфом выходного сигнала.

Цель изобретени  - повьпиение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в магнитооптический гистериограф , содержащий оптически св занные источник излучени , пол ризатор , анализатор и приемник излучени , последовательно соединенные генератор переменного тока, намагничивающий блок и преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, последовательно соединенные стробоскопический преобразователь, синхронизатор и коммутатор, подключенный к управл ющему входу источника излучени , а также последовательно соединенные узкополосный усилитель, синхронный детектор и регистратор, второй вход .которого подключен к выходу стробоскопического преобразовател , вторым входом соединенного с первым входом коммутатора, при этом выход преобразовател  напр женности магнитного пол  в электрический сигнал подключен к выходу стробоскопического преобразовател , а выход приемника излучени  - к входу узкополосного усилител , дополнительно введены последовательно соединенные сумматор, делитель частоты , генератор пилообразного напр жени , фильтр нижних частот и компаратор, при этом первый и второй входы сумматора соединены соответственно с перВЕлм и вторым выходами синхронизатора, вход фильтра нижних частот подключен к второму входу компаратора, выход которого соединен с вторь входом синхронного детектора и третьим входом коммутатора.

На фиг.1 изображена структурна  схема магнитооптического гистериографа; на фиг.2 - диаграмма формировани  потока, падающего на приемник излучени .

f Магнитооптический гистериограф содержит оптически св занные источни 1 излучени , пол ризатор 2, анализатор 3 и приемник 4 излучени , последовательно соединенные генератор 5 переменного тока, намагничивающий

блок 6 и преобразователь 7 напр женности магнитного пол  в электрический .сигнал, последовательно соединенные стробоскопический преобразователь 8, синхронизатор 9 и коммутатор 10, подключенный к управл ющему входу источника 1 излучени , а так .же последовательно соединенные узкополосный усилитель 11, синхронный детектор 12 и регистратор 13, второй вход которого подключен к выход стробоскопического преобразовател  8, вторым входом соединенного с первым входом коммутатора 10, При этом выход преобразовател  7 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал подключен к выходу стробоскопического преобразовател  8, а выход приемника 4 излучени  - к входу узкополюсного усилител  11, последовательно соединенные сумматор 14, делитель 15 частоты, генератор 16 пилообразного напр жени , фильтр 17 нижних частот и компаратор 18, при этом первый и второй входы сумматора 14 соединены соответственно с первым и вторым выходами синхронизатора 9, вход фильтра 17 нижних частот подключен к второму входу компаратора 18, выход которого соединен с вторым входом синхронного детектора 12 и третьим входом коммутатора 10, а также образец 19.

Магнитооптический гистериограф работает следующим образом.

Генератор 5 переменного тока вьграбатывает ток заданной частоты, который с помощью намагничивающего блока б. преобразуетс  в напр женность магнитного пол  Н(фиг.2а), перемагничивающую испытуемый образец 19. В качестве намагничивающего блока 6 используетс  система катуше Гельмгольца, а в качестве генератора 5 переменного тока, усилитель мощности, подключенный к генератору переменного синусоидального напр жени . С выхода преобразовател  7 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, например, образцового регистратора, переменное напр жение поступает на вход синхронизатора 9, который вырабатывает импульсы синхронизации с большой скважностью и частотой, равной частоте входного напр жени . Импульсы на первом и и втором и выходах синхронизатора 9 отличаютс  между собой лишь фазовьш сдвигом на 180° (фиг. 2 б, в), причем фазовый сдвиг импульсов синхронизации по отношегию к выходному напр жению медленно и монотонно измен етс . Врем , в течение которого фазовый сдвиг измен етс  на 360°, соответствует времени регистрации полной петли

гистерезиса. С одного из выходов синхронизатора 9 импульсы гоступают на опорный вход стробоскопического преобразовател  8, который преобразует сигнал с выхода преобразо5 вател  7 напр женности магнитного пол  в медленно мен ющеес  напр жение , величина которого пропорциональна мгновенному значению Н в момент действи  импульса син10 хронизации. Таким образом выходной сигнал стробоскопического преобразовател  8 повтор ет форму входного сигнала, но период выходного сигнала равен времени -регистрации

5 петли гистерезиса. Далее выходной сигнал поступает на Х-вход двухкоординатного регистратора 13. Кроме того, с обоих выходов синхронизатора 9 импульсы поступают на

Q коммутатор 10 и через сумматор 14 на делитель 15 частоты. Коэффициент делени  делител  15 частоты устанавливаетс  оператором и представл ет собой нечетное число (2п-1), следо5 вательно, выходные импульсы делител 

15 Цд (фиг.2 г) 16 следуют с частотой в (2п-1)/2 раз ниже частоты следовани  импульсов синхронизации. Под действием этих импульсов генератор 16 пилообразного напр жени  вы0 рабатывает пилообразное напр жение (фиг. 2 д), которое сравниваетс  компаратором 18 с посто нной составл ющей этого напр жени , получаемое с помощью фильтра 17 нижних частот.

Выходное напр жение компаратора 18 U2 (фиг.2 е) представл ет собой пр моугольные имп льсы с длительностью, равной половине периода и следующие с частотой в (2п-1)/2 раз ниже час0 тоты следовани  импульсов синхронизации . Этим напр жением управл етс  коммутатор 10, который поочередно с частотой управл ющего сигнала подает импульсы с выходов син5 хронизатора 9 на синхронизирующий вход импульсного источника 1 излу7 чени . В качестве импульсного источника 1 излучени  используетс  лазер непрерывного действи  с

Q электрооптической  чейкой Поккельса . Излучаемые импульснЕлм источником 1 импульсы излучени  Ф (фиг.2 ж) проход т через пол риза- . тор 2 и падают на образец 19. Азимут - пол ризации отраженных от образца

19 импульсов измен етс  по отношению к азимуту пол ризации падающих импульсов на угол V, пр мо пропорциональный величине мгновенной намагниченности М (фиг.2 з) освещен0 ного участка образца 19, причем . знак угла V мен етс  с частотой выходного напр жени  коммутатора 10. После прохождени  анализатора 3 изменение азимута пол ризации им5 пульсов излучени  преобразуетс 

в изменение интенсивности Ф {фиг.2 и). Приемник 4 излучени  преобразует падающий на него поток излучени  в электрический сигнал, из которого узкополосным усилителем

11выдел етс  и усиливаетс  напр жение (Измен ющеес  с частотой выходного напр жени  компаратора 18, детектируетс  синхронным детектором

12и подаетс  на У-вход двухкоординатного регистратора 13. Выходное напр жение синхронного детектора

12 повтор ет форму периодического с частотой перемагничивани  изменени  намагниченности освещенного

участка образца 19, но период этого напр жени  равен времени регистрации петли гистерезиса.

Таким образом, при регистрации динамической петли гистерезиса исключаетс  помеха в диапазоне частот 0,5-1,5 частоты регистрации. Тем самым достигаетс  повышение точности измерений. Магнитооптический гистериограф позвол ет регистрировать динамические петли гистерезиса в широком диапазоне частот перемагничивани  и значительно снизить погрешность измерени  параметров магнитных материалов.

I I I

I/

I I 11 t

Фцъ.1

Claims (1)

1. МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ГИСТЁРИОГРАФ, содержащий оптически связанные источник излучения, поляризатор, анализатор и приемник излу- . чения, последовательно соединенные генератор переменного тока, намагничивающий блок и преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал, последовательно соединенные стробоскопический преобразователь, синхронизатор и коммутатор,,подключенный к уп равляющему входу источника излучения, а также последовательно соединенные узкополосный усилитель, синхронный детектор и регистратор,второй вход которого подключен к выходу стробоскопического преобразователя, вторым входом соединенного с первым входом коммутатора, при этом выход преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал подключен к выходу стробоскопического преобразователя, а выход приемника излучения - к входу узкополосного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены последовательно соединенные сумматор, делитель частоты, генератор пилообразного напряжения, фильтр нижних частот, и компаратор, при этом первый и второй входы сумматора соединены соответ- ственно с первым и вторым выходами синхронизатора, вход фильтра нижних частот подключён к второму входу компаратора, выход которого соединен с вторым входом синхронного детектора и третьим входом коммутатора.

   От