SU883825A1 - Магнитооптический гистериограф - Google Patents

Description

(54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ГИСТЕРИОГРАФ

Изобретение относитс  к магнитоизмеритепьной технике,в частности к магнитооптическим гистериографам дл  регистрации динамической кривой намагничивани , основанным на магнитооптических эффектах Фараде  и Керра, и может использоватьс  при исследовании магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных кла сов ферромагнетиков, дл  исследовани  магнитных свойств тонких маГнитных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов, а также пр метрологической аттестации стандартных образцов магнитных и магнитоопти ческих материалов. Известен магнитооптический гистериограф дл  непосредственной регистрации кривой намагничивани , содержащий источник непол ризованного све та, пол ризатор, намагничивающую сис тему, преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал , двухлучевую пол ризационную гши My, два приемника излучени , генератор намагничивающего тока и регистрирующий тракт, состо щий из суммирующе-разностного блока, селективного усилител , настроенного на частоту перемагничивани , синхронного детектора с большой посто нной времени , детектрра, усилител -ограничител  и двухкоординатного регистратора . Источник непол ризованного света св зан через пол ризатор с образцом и через двухлучевую пол ризационную призму с двум  приемниками излучени , выходы которых соединены с суммирующе-разностным блоком, присоединенным через селективный усилитель и синхронный детектор к Y-входу двухкоординатного регистратора. При этом выход преобразовател  напр женности магнитного пол  в электрический сигнал , подключенный через нама ничивайщую систему к генератору намагничивающего тока, соединен через детектор с Х-входом двухкоординатного регистратора и через усилитель-ограт1чиель - с опорным входом синхронного етектора l,

Этот гистериограф позвол ет непосредственно регистрировать кривую намагничивани ,Однако результат измерени  от гощен методической погрешностью , св занной с тем, что перва  гармоника устанавливаемого сигнала сдвинута по фазе относительно перемагничивающего тока. При этом фазовый сдвиг не остаетс  посто нным во врем  регистрации кривой намагничивани  и возникающа  погрешность тем болыуе, чем более пр моугольна петл  гистериза испытуемого образца. Дл  исключени  методической систематической погрешности (достигающей 100% обычно регистрируют кривые намагничивани  дл  набора последовательных значений фазы сигнала на опорном входе синхронного детектора с большой посто нной времени.При этом огибающа  кривых  вл етс  приближенно верной кривой намагничивани . Исключениеметодической погрешности требует больших затрат времени, причем необходима  . точность измерени  не достигаетс , поскольку возникает погрешность при проведении огибающей за сч%т построени  и дрейфа сигнала, составл юща  lCf-20%. Таким образом, недостатками известного гистериографа  вл ютс  низка  точность и большие затраты времени, необходимые дл  проведени  измерени .

Цель изобретени  - повышение точности и сокращение времени измерений .

Эта цель достигаетс  за счет того, что магнитооптический гистериограф, содержащий источник непол ризованного света и оптически св занные с ним пол ризатор, двухлучевую пол ризационную призму и два приемника излучени , подключенные ко входам суммирующеразностного блока, выход которого че-. рез селективный усилитель и синхронный детектор соединен с одним из входов -двухкоординатного регистратора, преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, выход которого подключенный через намагничивающую систему к генератору,, соединен через детектор с другим входом двухкоординатного регистратора и со входом усилител -ограничител , снабжен последовательно соединенными

вторым синхронным детектором, усилителем посто нного тока, управл емым фазосдйигаюпщм блоком и 90-градусным фазосдвигающим блоком, причем второй вход управл емого фазосдвигающего блока соединен с выходом усилител -ограничител , а выход - с опорным входом первого синхронного детект тора, сигнальный вход второго синхрон-ного детектора соединен с сигнальным входом первого синхронного детектора.

На чертеже приведена структурна  схема магнитооптического гистериографа .

Гистериограф содержит источник 1, непол ризованного света, оптически св занный через пол ризатор 2 с образцом 3, помещенным в намагничивающую систему 4, соединенную с генератором 5 намагничивающего тока и через двухлучевую пол ризационную призму 6 - с двум  фотоприемниками 7 излучени , подключенными ко входам суммирующеразностного блока 8, выход которого через селективный усилитель 9 соединен с сигнальным входом первого синхронного детектора 10, Выход селективного усилител  .9 подключен к сигнальному входу второго синхронного детектора 1I, соединенного через усилитель 12 посто нного тока с управл ющим входом управл емого фазосдвигаюн1;его 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 0, выход которого подключен к Y-Бходу двухкоординатного регистратора 15, Выход преобразовател  16 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал через усилитель-ограничитель 17 соединен с управл емым фазосдвигающим блоком 13 и через детектор 18 - с Х-входом двухкоординатного регистратора 15.

Устройство работает следующим образом .

Поток непол ризованного света от источника проходит через пол ризатор 2 и падает на образец 3, помещенный в намагничивающую систему 4,в .которой с помощью генератора 3 создаетс  напр женность магнитного пол , мен юща с  по синусоидальному закону с медленно увеличивающейс  амплитудой. -Отраженный .от образца поток излучени  Через двухлучевую пол ризационную призму 6 падает на два фотоприемника 7, которые преобразуют его в электрический сигнал, поступающий в суммирующе-разностный блок 8, который обеспечивает снижение погрешностей , обусловлен1№1х 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 посто ного тока поступает на управл ющий вход управл емого фазосдвигающего блока 13, который измен ет фазу сигналов , поступающих на опорный вход первого синхронного детектора 10 непосредственно , а на опорный вход второго синхронного детектора 1} - чечерез 90-градусный фазосдвигающий блок 14 так, чтобы выходное напр же ,тгае второго синхронного детектора 11 стремилось к нулю. Поскольку опорные напр жени  на синхронных детекторах 10 и 11 сдвинуты друг относительно друга на 90, то на выходе первого синхронного детектора 10 напр жение будет максимальным; оно подаетс  на Y-вход двухкоординатного регистратора 15. Сигнал, пропорциональный мгновенному значению напр женности маг нитного пол , снимаемый с преобразовател  16 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, подаетс  на управл емой фазосдвигающий бло 13 через усилитель-ограничитель 17, на Х-вход двухкоординатного регистратора 15 - через детектор 18.

По сравнению с известным магнитооптическим гистериографом, благодар  автоматизации процесса исключени  методической погрешности, врем , затрачиваемое на получение кривой цамагничивани  материала, уменьшаетс 

в 30-50 раз, а погрешность, св занна  с графическим построением кривой и дрейфом сигнала - в 10-15 раз.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Магнитооптический гистериограф, содержащей источник непод ризованного света и оптически св занные с ним пол ризатор, двухлучевую пол ризационную призму и два приемника излучени ,

   подключенные ко входам суммирующе-р зностного блока, выход которого через селективньш усилитель и синхронный детектор соединен с одним из входов двухкоординатного регистратора, преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, выход которого подключенный через намагничи ваюшую систему к генератору, соединен через детектор с другим входом двух0 координатного регистратора и со входом уснлнтел -ограничител , о т л ич а ю ц; и и с   тем, что, с целью повьшени  точности и сокращени  времени измерений, он снабжен последовательно соединеннь ми вторым синхронным детектором, усилителем посто н- кого тока, управл емым фазосдвигающим блоком и 90-градусным фазосдвига ющим блоком, причем второй вход уп . равл емого фазосдвигающего блока соединен с выходом усилител -ограничител , а выход - с опорным входом первого синхронного детектора, сигнальный вход второго синхронного детектора соединен с сигналь}П: 1М входом первого синхронного детектора.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Глаголев С. Ф. Червинский М,М. Магнитопол риметр Керра дл  определени  локальии.х Динамических магннт ньпс характеристик. Труды метрологических институтов СССР. Исследовани  в области магнитных измерений. Энерги , 1979, вып. 233(293), с,31.