SU1158950A1 - Магнитооптический способ регистрации динамических петель магнитного гистерезиса и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Магнитооптический способ регистрации динамических петель магнитного гистерезиса, заключающийс  в импульсном освещении образца и регулировании скорости регистрации обратно пропорционально скорости изменени  угла вращени  плоскости пол ризации отраженного светового потока, отличающ И и с   тем, что, с целью повышени  точности регистрации, образец освещают дополнительными световыми импульсами, а регулирование, скорости регистрации осуществл ют до скорости изменени  угла вращени  плоскости пол ризации дополнительного светового потока. 2. Устройство дл  регистрации динамических петель магнитного гистерезиса, сорержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, блок намагничивани  и преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, оптически св занные между собой импульсный источник излучени , пол ризатор, анализатор и приемник излучени , последовательно соединенные генератор опорного напр жени , аттенюатор, интегратор , компаратор и формирователь импульсов, последовательно соединенные узкополосный усилитель и синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, последовательно соединенные дифференциатор и блок выделени  модул , 8также генератор пилообразного напр жени , выход которого соединен с вторым входом компаратора, а вход - с выходом блока намагничивани  и выО ходом стробоскопического преобразос вател , выход которого соединен с первым входом регистратора, выход приемника излучени  соединен с входом узкополосного усилител , отличающеес  тем, что, с целью повьп ени  точности измерений, в устс; ройство дополнительно введены ое последовательно соединенные второй узкополосный усилитель, второй С7 синхронизирующий детектор, второй С дифференциатор и второй блок выделени  модул , последовательно соединенные блок задержки и первый коммутатор , а также последовательно соединенные второй задающий генератор , второй коммутатор и сумматор , при этом выход сумматора соединен с входом импульсного источника излзчени , а второй вход с выходом первого коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого задающего генератора.

Description

а третий вход - с вторым выходом блока задержки и вторым входом стробоскопического преобразовател , первый и второй входы второго коммутатора соединены соответственно с первым и вторым выходом формировател  импульсов и первым и вторым входами блока задержки, выход второго блока выделени  модул  - с вторым входом аттенюатора,, вход первого узкополосного усилител  с входом второго узкополосного усилител , второй вход второго синхронного детектора -.с выходом второго задающего генератора, выход первого блока выделени  модул  с третьим входом блока задержки, вход дифференциатора подключен к первому входу регистратора, второй вход которого , соединен с выходом первого- синхронного детекто ра .

I

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может, быть использовано дл  излучени  магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов .

Цель предложенного техниг1еского решени  - повышение точности измереНИИ .

На фиг. 1 приведена блок-схема; на фиг. 2 - диаграммы формировани  напр жений на. блоках, по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  регистрации динамических петель, магнитного гистерезиса содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного тока блок 2 намагничивани  и преобразователь 3 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, оптически св занные между собой импульсньй источник 4 излучени. , пол ризатор 5, анализатор 6 и приемник 7 излучени , последовательно соединенные генератор 8 опорного напр жени , аттенюатор 9, интегратор 10, компаратор 11 и формирователь 12 импульсов, последовательно соединенHLi2 узкополосный усИлитель 13 и синхронный детектор 14, второй вход которого св зан с выходом задающего генератора 15. а также последовательно соединенные дифференциатор 16 и блок 17 вьщелени  модул , а. также генератор ,18 пилообразного напр жени , выход которого св зан со вторым входом компаратора 11, .а вход - с вькодом блока 2 намагничивани  и выходом стробоскопического преобразовател  19, -выход которого соединен с первым входом регистратора 20, выход приемника 7 излучени  электрического св зан с входом узкополосного усилител  13, последовательно соединенные второй узкополосный усилитель 21, второй синхронизирующий детектор 22, второй дифференциатор 23 и второй блок 24 вьщелени  модул , после довательно соединенные блок 25 задержки и первый коммутатор 26, последовательно соединенные второй задающий генератор 27, второй коммутатор 28 и сумматор 29, а также образец 30, при этом выход сумматора 29 соединен с входом импульсного источника 4 излучени , а второ вход с выходом первого коммутатора 26, второй вход которого св зан с выходом первого задающего генератора 15, а третий вхоД - со вторым выходом блока 25 задержки и вторым входом стробоскопического преобра.зовател  19 первый и второй входы второго коммутатора 28 соединены соответственно с первым и вторым выходом формировател  12 импульсов и первым и вторым входами блока 25 задержки, выход второго блока 24 выделени  модул  - с вторым входом аттенюатора 9, вход первого узкополосного усилител  13 - с входом второго узкополосного усилител  21, второй вход второго синхронного детектора 22 - с выходом второго задающего генератора 27, выход первого блока 17 выделени  модул  с третьим входом блока 25 задержки , вход дифференциатора, 16 подклю чен к первому входу регистратора 20, второй вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора 14. ПредлагаемьШ способ реализуют с помощью-предлагаемого устройства следующим образом. Генератор переменного тока 1 вырабатывает переменньй ток за данной частоты и , который с помощ блока 2 намагничивани  преобразуетс  в напр женность магнитного прл  Н (фиг. 2л), перемагничивающег испытуемый образец 30. В качестве блока намагничивани  может использоватьс , например, система катушек Гельмгольца или электромагнит, а в качестве генератора 1 переменного т ка, например, усилитель мощности. подключенный к выходу генератора переменного синусоидального напр жени .. С выхода преобразовател  3 напр женности магнитного пол  в Электрический сигнал, например образцового резистора, переменное напр жение поступает на вход стробоскопического преобразовател  19 и генератор 18 пилообразного напр Ькени , который вырабатывает пило )образное напр жение с частотой в два раза большей частоты входного напр жени , затем оно поступает на первый вход компаратора 11, а на его второй вход подаетс  медленно нарастающее напр жение .с,выхо да интегратора 10. В момент равенст ва напр жений на входах компаратора 11 на его выходе происходит перепад напр жений, по которому формирователь импульсов 12 поЬчередно вырабатывает на своих выходах импульсы синхронизации иф(фиг. 2,5), Цф (фиг. 2 в), которые следуют с частотой перемагничивани  и сдвинуты относительно друг друга на Т. При этом фазовый сдвиг импульсов относительно напр женности магнитного пол  медленно мен етс  и врем , за которое этот сдвиг измен етс  на 2л , равно времени регистра ции петли гистерезиса. Эти импульсы поступают на входы второго коммутатора 28, который поочередно с часто той Я2 второго задающего генератора (фиг. 2t) подает их на первый вход сумматора 29 0(фиг,24 и через управл емый блок 25 задержк 5 - на входы первого коммутатора 26 ( фиг. 2е, f), который поочередно с частотой Я. первого задающего генератора 15 Оз(фиг. 2э) подает их на второй вход сумматора 29UK,(фиг. 2). Таким образом, на, выходе сумматора 29 формируютс  импульсы Uc (фиг. 2|С), следующие с частотой перемагничивани  w , фаза которых с частотой Л, измен етс  на J , и опережающие их импульсы, следующие с той частотой w , фаза которых с частотой fl. измен етс  ни Л . Этими импульсами управл етс  импульсный источник 4 излучени . Световые импульсы, вырабатываемые импульсным источником 4 излучени , проход т пол ризатор 5 и подают образец 30. Азимут- плоскости пол ризации отраженных импульсов измен етс  на угол, пропорциональный мгновенной намагниченности образца 30в момент действи  импульса, причем углы дл  иг пульсов, фазы которых сдвинуты на JI f равны поВеличине и противоположны по знаку. Таким образом после анализатора 6 в спектре потока, подающего на приемник 7 излучени , по вл ютс  гармоники с частотой Sl и 51 амплитуды которых пропорциональны мгновенному значению угла вращени  плоскости пол ризаций в материале образца 30 в-моменты времени, сдвинутые друг относительно друга на величину, определ емую управл емым блоком 25 задержки. После преобразовани  потока излучени  в электрический сигнал из него первым узкополосным усилителем 13 выдел етс  гармоника с частотой Si детектируетс  первым синхронным детектором 14 и поступает на двухкоординатного регистратора 20. Из этого же сигнала вторым узкополосным усилителем 26 вьщел етс  гармоника с частотой S , детектируетс  вторым синхронным детектором 22, проходит второй дифференциатор 23 и второй блок 24 вьщелени  модул , на выходе которого формируетч:  напр жение, пропорциональное модулю скорости изменени  угла вращени  плоскрсти пол ризации опережающих световых импульсов. Этим напр жением измен етс  коэффициент передачи аттенюатора 9, который измен ет напр   ениё, подаваемое от генератора 8 опорного напр жени  к интегратору 10, и тем саМьм

регулирует скорость регистрации петли гистерезиса. Величина задержки между импульсами должна быть пропор тшональна скорости регист1)ации. Дл  этого выходное напр жение стробоскопического преобразовател  19, который управл етс  импульсами с выхода управл емого блока 25 задержки поступает на Х-вход двухкоординатного регистратора 20 и через первый дифференциатор 16 - на пегэвый блок 17 выделени  модул , на выходе которого ф,ормируетс  напр жение,

пропор ;инальное скорости регистрации , это напр жение подаетс  на управл емый блок 25 задержки и измен ет величину задержки.

Таким образом, скорость регистра ПИИ петель гистерезиса регулируетс  по опережающим импульсам, тем самым компенсируетс  задержка, возника рща  при измерении в узкой полосе частот скорости изменени  угла i вращени  плоскости пол ризации, и повьшаетсЯ точность и производительность измерений.

н

1

Mini It I III I II I

ь ii 111 Ml IIIIIIII,,

fi1I--I

г ...... IL

9 fl I I I I III I П I I M ,

fl 11 I III11 111 11 11.

ж tl I II I II I I Ml IN I,

, II 11II11 I iiii I,

. b flfl I III II11IIII niJULlL n

i

ui, 2

Claims (2)

1. Магнитооптический способ регистрации динамических петель магнитного гистерезиса, заключающийся в импульсном освещении образца и регулировании скорости регистрации обратно пропорционально скорости изменения угла вращения плоскости поляризации отраженного светового потока, отличаю- щ И й с я тем, что, с целью повышения точности регистрации, образец освещают дополнительными световыми импульсами, а регулирование, скорости регистрации осуществляют до скорости изменения угла вращения плоскости поляризации дополнительного светового потока.

2. Устройство для регистрации динамических петель магнитного гистерезиса, содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, блок намагничивания и преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные между собой импульсный источник излучения, поляризатор, анализатор и приемник излучения, последовательно соединенные генератор опорного напряжения, аттенюатор, ин* тегратор, компаратор и формирователь импульсов, последовательно соединенные узкополосный усилитель и синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, последовательно соединенные дифференциатор и блок выделения модуля, а·'также генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, а вход - с выходом блока намагничивания и выходом стробоскопического преобразователя, выход которого соединен с первым'входом регистратора, выход приемника излучения соединен с входом узкополосного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство дополнительно введены последовательно соединенные второй узкополосный усилитель, 'второй синхронизирующий детектор, второй дифференциатор и второй блох выделения модуля, последовательно соединен- ·. ные блок задержки и первый коммутатор, а также последовательно соединенные второй задающий генератор, второй коммутатор и сумматор, при этом выход сумматора соединен с входом импульсного источника излучения, а второй вход с выходом первого коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого задающего генератора,

OU 1 I а третий вход - с вторым выходом блока задержки и вторым входом стробоскопического преобразователя, первый и второй входы второго коммутатора соединены соответственно с первым и вторым выходом формирователя импульсов и первым и вторым входами блока задержки, выход второго блока выделения модуля - с вторым входом аттенюатора,, вход первого узкополосного усилителя 1158950 с входом второго узкополосного усилителя , второй вход второго синхронного детектора - с выходом второго задающего генератора, выход первого блока выделения модуля с третьим входом блока задержки, вход дифференциатора подключен к первому входу регистратора, второй вход которого соединен с выходом первого· синхронного детектора.