SU1580298A1 - Магнитометр - Google Patents
Магнитометр Download PDFInfo
- Publication number
- SU1580298A1 SU1580298A1 SU884464844A SU4464844A SU1580298A1 SU 1580298 A1 SU1580298 A1 SU 1580298A1 SU 884464844 A SU884464844 A SU 884464844A SU 4464844 A SU4464844 A SU 4464844A SU 1580298 A1 SU1580298 A1 SU 1580298A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electromagnet
- compensator
- current source
- modulator
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к магнитоизмерительной технике и предназначено дл измерени характеристик ферромагнетиков. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений. Магнитометр содержит электромагнит с источником тока, преобразователь напр женности магнитного пол в электрический сигнал с усилителем, размещенный в зазоре электромагнита, оптически соединенный через отверстие в полюсе электромагнита, полупрозрачное зеркало и пол ризатор с источником излучени , анализатор и фотоприемник. В него введены последовательно соединенные кристалл-датчик магнитного момента, электрический усилитель и регистратор, последовательно соединенные генератор переменного тока модул тора, синхронный детектор, управл емый источник тока компенсатора и компенсатор, опорный резистор, последовательно соединенные длок упралени и электродвигатель, а также датчик угла поворота платформы электромагнита. Кристалл-датчик выполнен в виде правильной восьмигранной призмы из пьезокристалла кварца с продольной осью, направленной вдоль оси Х, и двум парами электродов, нанесенными на грани призмы, ориентированные под углами 45° к оси γ, причем электроды соединены попарно через один. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относитс к магнитоизме- рительной технике и предназначено дл измерени характеристик различных классов ферромагнетиков, приготовленных в виде тонких пленок, фолы и пластин.
Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей магнитооптического магнитометра и повышение точности измерени поверхностных и объемных магнитных характеристик образцов.
На фиг, 1 представлена структурна схема магнитометра; на фиг.2 - кварцевый кристалл-датчик крут щего момента.
Магнитометр содержит электромагнит 1 с размещенными в его зазоре образцом 2 и преобразователем 3 Холла. Выход преобразовател 3 Холла подключен к входу уси- лител 4. Обмотка электромагнита подключена к источнику 5 тока электромагнита . Один из полюсов электромагнита имеет продольное осевое отверстие дл прохождени луча света. Электромагнит 1 установлен на вращающейс вокруг вертикальной оси платформе 6. Вращение платформы осуществл етс с помощью электродвигател 7, управл емого с помощью устройства 8. Угол поворота платформы измер етс датчиком 9. Источник 10 излучени оптически последовательно соединен через пол ризатор 11, оптический компенсатор 12, полупрозрачное зеркало 13 и отверстие в полюсе электромагнита с образцом 2. Последний через полупрозрачное зеркало 13, оптический модул тор 14 и анализатор 15 оптически соединен с фотоприемником 16.
С фотоприемником 16 электрически соединен синхронный детектор 17, к входу опорного сигнала которого подключен выход генератора 18 модул ционного тока, а выход соединен с управл емым источником 19 тока компенсатора, подключенным к обмотке соленоида компенсатора 12. Обмотка модул тора 14 соединена с генератором 18 переменного тока. К обмотке соленоида компенсатора подключен опорный резистор 20, обща точка резистора 20 и соленоида компенсатора 12, а также выходы усилител 4, датчика 9, входы устройства 8 и источника 5 тока электромагнита подключены к ЭВМ 21, в состав которой вход т графический дисплей 22 и двухкоординат- ный самописец 23.
Устройство содержит также измерительную торсионную головку, содержащую кристалл-датчик 24 магнитного момента и электрометрический усилитель 25. На одном конце кристалла-датчика 24 неподвижно закреплен образец 2 так, что его
плоскость перпендикул рна продольной оси отверсти в полюсе электромагнита. Второй конец кристалла-датчика 24 закреплен неподвижно. Электроды кристалла соединены попарно «ерез один и подключены
к входу электрометрического усилител 25, выход которого подключен к ЭВМ 21.
Кристалл-датчик магнитного момента (фиг.2) представл ет собой пьезокристалл кзарца, вырезанный в виде правильной
восьмигранной призмы. Продольна ось кристалла направлена вдоль оси X. На грани призмы, ориентированные под углами 45° к оси Y, нанесены электроды. Электроды соединены попарно через один и подключены
к входу электрометрического усилител .
Магнитометр работает следующим образом .
Дл измерени магнитных характеристик поверхностных слоев ферромагнетиков служит магнитооптическа часть установки, информаци о свойствах образца получаетс при измерении магнитооптической петли гистерезиса с помощью пол рного эффекта Керра. Дл этого электромагнит 1, установленный на платформе 6, с помощью двигател 7, управл емого от ЭВМ 21 через устройство 8, устанавливаетс в начальное положение, при котором световой поток линейно пол ризованного
излучени от источника 10-излучени через оптические элементы 11-13 попадает в отверстие в полюсе электромагнита и на образец, а отразившись от образца, - обратно через отверстие и оптические элементы
13 - 15 на фотоприемник 16. На обмотку модул тора 14 подаетс модул ционный сигнал с генератора 18. В отсутствии пере- магничивающего пол пол ризатор 11 и анализатор 15 наход тс в скрещенном положении - положении гашени . В этом положении азимутальна модул ци плоскости пол ризации излучени с помощью модул тора 14 приводит к по влению на фотоприемнике 16 сигнала удвоенной частоты модул ции. При намагничивании образца 2 происходит отклонение плоскости пол ризации излучени от положени гашени . В спектре сигнала фотоприемника 16 по вл етс сигнал первой гармоники частоты модул ции, амплитуда которого пропорциональна углу 9k поворота плоскости пол ризации излучени . Этот сигнал детектируетс с помощью синхронного детектора 17, на вход опорного сигнала которого подаетс опорный сигнал с генератора 18. По- сто нное напр жение с выхода синхронного детектора 17 подаетс на управл емый источник 19 тока компенсатора 12. Угол поворота плоскости пол ризации излучени в рабочем теле компенсатора равен по величине и противоположен по знаку угла поворота за счет намагниченного образца . Таким образом, в системе автоматически устанавливаетс и поддерживаетс положение гашени . Напр жение, пропорциональное току компенсации, снимаетс с опорного резистора 20 и подаетс на вход ЭВМ 21. Ток компенсации при этом пропорционален углу вь вращени плоскости пол ризации , который в свою очередь пропорционален намагниченности насыщени образца . Коэффициент пропорциональности представл ет собой посто нную компенсатора 12. Сигнал, пропорциональный значению напр женности магнитного пол в зазоре электромагнита, с преобразовател 3 магнитного пол в электрический сигнал через усилитель 4 также подаетс на вход ЭВМ 21. Таким образом, ЭВМ 21 регистрирует зависимость угла вь вращени плоскости пол ризации излучени , обусловленного свойствами образца, от величины перемагничивающего пол Н, т.е. магнитооптическую петлю гистерезиса. Обсчет петли на ЭВМ позвол ет определить такие характеристики поверхностных слоев образцов с перпендикул рной магнитной анизотропией (ПМА), как константа поверхностной ПМА, коэрцитивна сила Нс, поле насыщени и р д других, а дл образцов магнитном гких материалов - дополнительно намагниченность насыщени Мр.
Дл измерени объемных магнитных характеристик образцов служит измерительна торсионна головка, содержаща кристалл-датчик 24 магнитного момента и электрометрический усилитель 25, При выполнении этих измерений снимаютс так называемые торсионные кривые, т.е. зави0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
симости величины крут щего механического момента L образца от угла / поворота магнитного пол относительно плоскости образца при разных значени х величины напр женности Н магнитного пол . Дл выполнени измерений зависимости L f $) с ЭВМ 21 подаетс р д команд, по которым производитс установка определенного значени величины пол Н в зазоре электромагнита с помощью источника 5 тока электромагнита, включаетс устройство 8 управлени двигателем 7, вращающим платформу 6 с электромагнитом 1, отключаетс магнитооптический канал измерени , включаетс канал измерени зависимости L f (($}. После сн ти зависимости U f (/) при значении Н Hi ЭВМ устанавливает значение Н Н2, и цикл измерени La f (/3) при Н Н2 повтор етс . После проведени необходимого числа циклов измерени ЭВМ производит обработку массива полученных данных, т.е. серии зависимостей U f (/3) при Н Hi, и расчет таких характеристик образцов, как константа объемной ПМА и намагниченность насыщени Мр.
В процессе выполнени измерений зависимости 9 т (Н) и L f (/3), а также результаты расчета магнитных характеристик могут отображатьс на экране диспле 22 и вывод тс на ленту двухкоординат- ного самописца 23
Экспериментальные исследовани показали , что по сравнению с известным пред- лаоемый магнитометр вл етс универсальной установкой, позвол ющей измер ть как поверхностные, так и объемные магнитные характеристики ферромагнетиков . Точность выполнени измерений в 1,5-2 раза выше. Применение в качестве датчика крут щего момента кварцевой призмы, а не традиционной упругой нити позвол ет повысить помехозащищенность измерительной торсионной головки, воспроизводимость и стабильность измерений и, как следствие, точность измерений.
Подобные измерени весьма информативны при исследовании ферромагнетиков, у которых химический состав приповерхностных слоев отличаетс от состава остального объема. Это, в частности, может иметь место в тонких ферромагнитных пленках с ПМА типа Со - Сг, в многослойных структурах , имплантированных сло х, в пленках, подвергнутых диффузионному термо- или лазерному отжигам и т.д.
Claims (2)
1. Магнитометр, содержащий электромагнит с источником тока, преобразователь напр женности магнитного пол в электрический сигнал с усилителем, размещенный в зазоре электромагнита, оптически соединенный через отверстие в полюсе электромагнита , полупрозрачное зеркало и пол ризатор с источником излучени , анализатор и фотоприемник, отличающий- с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем измерени объемных характеристик ферромагнетиков и повышени точности измерений, в него введены последовательно соединенные кристалл-датчик магнитного момента, электрический усилитель и регистратор, последовательно соединенные генератор переменного тока модул тора, синхронный детектор, управл емый источник тока компенсатора и компенсатор, опорный резистор , последовательно соединенные блок управлени и электродвигатель, а также датчик угла поворота платформы электромагнита , при этом электромагнит установлен на вращающейс платформе, соединенной с двигателем, на вертикальном валу которой установлен датчик угла ее поворота, между пол ризатором и полупрозрачным зеркалом и между анализатором и полупрозрачным зеркалом установлены оптически св занные с ними
соответственно оптические, компенсатор и модул тор, выход фотоприемника подключен к второму входу синхронного детектора, своим выходом соединенного с входом источника тока компенсатора, при этом обмотка соленоида модул тора подключена к генератору переменного тока модул тора, обмотка компенсатора - к источнику тока компенсатора и опорному резистору, а выходы усилител преобразовател напр женности магнитного пол в электрический сигнал, опорного резистора, датчика угла поворота платформы электромагнита, электрометрического усилител , а также входы
источника тока электромагнита, блока управлени двигателем подключены к регистратору .
2. Магнитометр по п.1,отличаю- щ и и с тем, что, с целью повышени
помехозащищенности, воспроизводимости и стабильности измерений, кристалл-датчик выполнен в виде правильной восьмигранной призмы из пьезокристалла кварца с продольной осью, направленной вдоль оси
X, и двум парами электродов, нанесенными на грани призмы, ориентированные под углами 45° к оси Y, причем электроды соединены попарно через один.
X
9иг.2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884464844A SU1580298A1 (ru) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Магнитометр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884464844A SU1580298A1 (ru) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Магнитометр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1580298A1 true SU1580298A1 (ru) | 1990-07-23 |
Family
ID=21391616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884464844A SU1580298A1 (ru) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Магнитометр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1580298A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198180U1 (ru) * | 2019-11-22 | 2020-06-22 | Открытое акционерное общество "Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" | Неориентируемый квантовый радиооптический магнитометр |
-
1988
- 1988-06-08 SU SU884464844A patent/SU1580298A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПНИ, 1985, Г 11, с. 185-186. Извести вузов MB и ССО СССР, сер. Физика, депонированна рукопись № 632 - 82, Томск, 1982. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198180U1 (ru) * | 2019-11-22 | 2020-06-22 | Открытое акционерное общество "Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" | Неориентируемый квантовый радиооптический магнитометр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4112367A (en) | Magnetomer using a thin magnetic film optical waveguide with a.c. modulation and automatic nulling | |
Mahavarkar et al. | The low cost proton precession magnetometer developed at the Indian institute of geomagnetism | |
JPH0668508B2 (ja) | 光電流・磁界計測方法及び装置 | |
US5287056A (en) | Surface magnetometer with modulated flux gate section | |
SU1580298A1 (ru) | Магнитометр | |
SU832502A1 (ru) | Способ измерени магнитного пол и устрой-CTBO дл ЕгО РЕАлизАции | |
JP3194838B2 (ja) | 磁場測定方法および磁場測定装置 | |
JP2912003B2 (ja) | 超電導体の磁気特性測定方法 | |
US4342962A (en) | Method for measuring coercivity in magnetic materials | |
SU742839A1 (ru) | Способ измерени магнитных полей с использованием мр | |
SU974240A1 (ru) | Устройство дл контрол ферромагнитных изделий | |
SU737897A1 (ru) | Способ измерени коэрцитивной силы цилиндрических тонких магнитных пленок | |
JP2847546B2 (ja) | 磁気媒体の磁化特性測定方法 | |
SU976410A1 (ru) | Магнитооптический гистериограф | |
SU966631A1 (ru) | Способ измерени пол магнитной анизотропии тонких магнитных пленок | |
SU813336A1 (ru) | Вибрационный магнитометр | |
SU1182449A1 (ru) | Способ измерени коэрцитивной силы | |
RU2047183C1 (ru) | Способ определения параметров тонких магнитных пленок | |
SU1585769A1 (ru) | Способ измерени гистерезисных кривых ферромагнетиков | |
SU1691796A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол намагниченности насыщени магнитных пленок | |
SU892388A1 (ru) | Способ измерени коэрцитивной силы | |
SU1674027A1 (ru) | Способ измерени магнитного пол | |
SU611164A1 (ru) | Способ измерени индукции магнитного пол | |
SU1023262A1 (ru) | Способ измерени анизотропии тонких магнитных пленок | |
SU1226371A1 (ru) | Магнитооптический способ регистрации петель магнитного гистерезиса и устройство дл его осуществлени |