SU949566A1

SU949566A1 - Hysteriograph

Info

Publication number: SU949566A1
Application number: SU802978204A
Authority: SU
Inventors: Степан Григорьевич Арушанов; Адыл Атаханович Мурадов; Иван Николаевич Сапранков; Саят Суханович Суханов
Original assignee: Физико-Технический Институт Ан Турсср
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1982-08-07

Description

(54) ГИСТЕРИОГРАФ(54) HYSTERIOGRAPHY

Изобретение относитс к Области магнитных измерений свойств материалов и предназначено дл сн ти динамической петли гистерезиса магнитного сло пленочных и проволочных магнитных носителей записи.The invention relates to the Field of magnetic measurements of the properties of materials and is intended to remove the dynamic hysteresis loop of the magnetic layer of film and wire magnetic recording media.

Известны гистериографы, которые содержат систему намагничивани испытуемого образца, подключенную к генератору переменного тока, первичный преобразователь напр женности намагничивающего пол с измерительным трактом, первичный преобразователь индукции в испытуемом образце с соответствующим измерительным трактом, графопостроитель, подключенный к выходам измерительных трактов, и систему компенсации вли ни намагничивающего пол на тракт измерени индукции в испытуемом образце l .Hysteriographs that contain a magnetization system of a test specimen connected to an alternator, a primary transducer of a magnetizing field with a measuring path, a primary induction transducer in a test specimen with a corresponding measuring path, a plotter connected to the outputs of the measuring paths, and a compensation system are known magnetizing field per induction measurement path in the test specimen l.

недостатком гистериографов, предназначенных дл испытани магнитных образцов с малым поперечным сечением вл етс то, что они снабжаютс системой компенсации- вли ни намагничивающего пол на преобразователь индукции в испытуемом образце, поскольку это вли ние в таком случае существенно.The disadvantage of hysteriographs for testing magnetic samples with a small cross section is that they are supplied with a compensation system for the effect of the magnetizing field on the induction transducer in the test sample, since this effect is significant in this case.

Известны также устройства дл измерени характеристик ферромагнитных материалов, которые содержат тороидальную катушку намагничивани образца , подключенную к генератору переменного тока, первичный преобразователь напр женности намагничивающего пол с соответствующим измерительным трактом и первичный Also known are devices for measuring the characteristics of ferromagnetic materials, which contain a toroidal magnetizing coil of a sample, connected to an alternator, a primary transducer of the magnetizing field strength with a corresponding measuring path, and a primary

10 преобразователь индукции в испытуемом образце с измерительным трактом . Выходы измерительных трактов подключены к регистрирук цему устройству (графопостроителю). В ка- 10 induction transducer in the test sample with a measuring path. The outputs of the measuring paths are connected to the registering device (plotter). In the

15 честве преобразовател напр женности пол используетс резистор, включенный последовательно в цепь питани катушки намагничивани . В качестве , первичного преобразовател 15 As a field converter, a resistor connected in series to the power supply circuit of the magnetizing coil is used. As a primary converter

20 индукции в испытуемом образце используетс феррозонд, размиценный в центре тороидальной катушки. Размещение в центре тора преобразова7 тел индукции позвол ет снизить 20 induction in the test sample is used a ferro probe diluted in the center of the toroidal coil. Placing in the center of a torus a transformer of induction bodies allows one to reduce

25 вли ние намагничивающего пол на тракт измерени индукции в образце. Испытуемый образец помещаетс в магнитное поле тороидальной катушки. Намагниченность испытуемого образ30 ца измер етс феррозондом за. счет25 the influence of the magnetizing field on the induction measurement path in the sample. The test sample is placed in a magnetic field of a toroidal coil. The magnetization of the test specimen is measured by a ferrosonde probe. score

регистрации пол рассе ни образца. Сигналы обоих каналов (канала измерени индукции и канала измерени напр женности пол ) используютс графопостроителем дл записи динамической петли гистерезиса 23 . registration scattered the sample. The signals from both channels (the induction measurement channel and the field intensity measurement channel) are used by the plotter to record a dynamic hysteresis loop 23.

Недостатком известного устройства вл етс низка чувствительность, котора не позвол ет испытывать образцы магнитных носителей с малым поперечным сечением. Указанный недостаток обусловлен слабым коэффициентом св зи первичного преобразовател индукции (феррозонда) с полем рассе ни испытуемого образца, определ емый обратно пропорциональной зависимостью от рассто ни между преобразователем и испытуемом образцом .A disadvantage of the known device is the low sensitivity, which does not allow testing of samples of magnetic carriers with a small cross section. This disadvantage is due to the poor coupling coefficient of the induction primary transducer (fluxgate) with the scattering field of the test sample, which is determined by an inversely proportional dependence on the distance between the transducer and the test sample.

Цель изобретени - повышение чувствительности измерений.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of measurements.

Поставленна цель дбстигаетс тем что гистериограф, содержащий элемент намагничивани витка спирали однородным циркул рным магнитным полем, подключенный к генератору переменного тока, первичные преобразователи напр женности намагничивающего пол и индукции в витке спирали с соответствующими измерительными трактами , к выходам которых подключены регистрирук ций прибор, и элемент компенсации вли ни намагничивающего пол на тракт измерени индукции в витке спирали, снабжен держателем витка спирали, центр которого совпадает с центром элемента намагничивани , при этом магнитна ось первичного преобразовател индукции, установленного в месте разрыва витка спирали, ориентирована перпендикул рно силовым лини м намагничивающего элемента.The goal is achieved by the fact that a hysterographer containing a magnetizing element of a spiral coil with a uniform circular magnetic field, connected to an alternator, primary transducers of magnetizing field strength and induction in a spiral coil with corresponding measuring paths, to the outputs of which the device is connected, and the element compensating for the influence of a magnetizing field on the measurement path of the induction in the coil of a spiral, provided with a holder of a coil of a spiral whose center coincides with the price The magnet element of the magnetization element, with the magnetic axis of the primary induction converter installed at the point of rupture of the spiral turn, is oriented perpendicularly to the power lines of the magnetizing element.

На чертеже приведена структурна схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Элемент 1 намагничивани образца 2 (представленный на чертеже в виде одиночного проводника) подключен к генератору 3 переменного тока. В поле намагничивающего элемента 1 расположен испытуемый образец 2, удерживаемый держателем по форме образца (не показан) в циркул рном магнитном поле в виде витка спирали , а также первичный преобразователь 4 индукции в испытуемом образце , размещенный междуторцами испытуемого образца таким образом, что магнитна ось преобразовател перпендикул рна вектору напр женности намагничивающего пол . В намагничивающем поле установлен первичный преобразователь 5 напр женности пол . Оба первичных преобразовател подключены к входам соответствующих первого и второго измерительных трактов 6 и 7, выходы которых подсоединены к входам графопостроител 8. В качестве системы компенсации вли ни намагничивающего пол на преобразователь индукции в образце показан аттенюатор 9, подключенный между .выходом преобразова .тел 5 напр женности пол и входом второго измерительного тракта 7 индукции в образце.The magnetization element 1 of sample 2 (shown as a single conductor in the drawing) is connected to an alternator 3. In the field of the magnetizing element 1 there is a test sample 2 held by a sample holder (not shown) in a circular magnetic field in the form of a spiral coil, as well as an induction transducer 4 in the test sample, placed between the outsiders of the test sample in such a way that the magnetic axis of the converter perpendicular to the vector of the intensity of the magnetizing field. In the magnetizing field installed primary transducer 5 of the voltage field. Both primary transducers are connected to the inputs of the corresponding first and second measuring paths 6 and 7, the outputs of which are connected to the inputs of the plotter 8. As a system for compensating the effect of a magnetizing field on the induction converter, the sample shows an attenuator 9 connected between the output transducer. the gender and the entrance of the second measuring path 7 induction in the sample.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При протекании переменного тока, создаваемого генератором 3, по элементу 1 намагничивани создаетс переменное магнитное поле, намагничивающее испытуемый образец 2. Напр женность намагничивающего пол измеетс первичньм преобразователем 5 с первым измерительным трактом 6. В св зи с тем, что йри измерении свойств тонких магнитных носителей напр женность намагничивающего пол в точке размещени данного преобразовател 5 на несколько пор дков превышает напр женность пол рассе ни испытуемого образца-, выходное напр жение первичного преобразовател 5 напр женности с высокой точностью повтор ет форму напр женности намагничивающего пол . Дл измерени индукции в испытуемом образце предназначен первичный преобразователь 4 индукции с вторым измерительным трактом 7. Поскольку напр женность намагничивающего на много пс дков первышает напр женность пол рассе ни испытуемого образца, задача выделени информатиной составл ющей (пол рассе ни образца) решаетс в данном гистериографе за счет придани спиралевидной форлвл испытуемому образцу и указанного расположени первичного преобразовател по отношению к испытуемому образцу. Придание образцу спиралевидной формы позвол ет сконцентрировать поле рассе ни в пространстве между его торцс1ми и повернуть вектор напр женности пол рассе ни образца на 90 относительно вектора напр женности намагничивающего пол . Ориентаци преобразовател индукции , в испытуемом образце позвол ет за счет использовани направленных свойств преобразовател индукции выделить составл ющую напр женности пол рассе ни образца и получить информацию о состо нии испытуемого образца.When alternating current generated by generator 3 flows through the magnetization element 1, an alternating magnetic field is magnetized to test sample 2. The intensity of the magnetizing field is measured by the primary converter 5 with the first measuring path 6. Due to the fact that the properties of thin magnetic carriers are measured the magnitude of the magnetizing field at the point of placement of this converter 5 is several orders of magnitude greater than the intensity of the scattering field of the sample under test; the output voltage of the primary The converter 5 of the intensity with high accuracy repeats the form of the intensity of the magnetizing field. To measure the induction in the test specimen, a primary induction transducer 4 with a second measuring path 7 is designed. Since the intensity of the magnetizing system for many ps exceeds the intensity of the dissipation field of the test specimen, the task of extracting the informant component (the scattered field of the specimen) is solved by imparting a spiral shape to the sample to be tested and the indicated location of the primary transducer relative to the sample to be tested. Giving the sample a spiral shape allows the field to be concentrated in the space between its ends and rotate the vector of the field strength of the sample by 90 relative to the vector of the intensity of the magnetizing field. The orientation of the induction transducer in the test sample allows, by using the directional properties of the induction transducer, to isolate the component of the field strength of the sample and obtain information on the state of the test sample.

Действительно, циркул рное магнитнре поле характеризуетс высокой однородностью напр женности пол по окружности и отсуствием радиальной составл ющей напр женности пол . Внсение испытуемого образца магнитного носител , имеющего форму витка спирали в магнитное поле приводи кIndeed, a circular magnetic field is characterized by a high uniformity of field strength around the circumference and without a radial component of field intensity. The introduction of the test sample magnetic carrier having the form of a spiral in a magnetic field lead to

тому, что поле рассе ни -испытуемого образца концентрируетс между торцами образца, причем это сопровождаетс по влением радиальной составл ющей напр женности пол . Дл выходного напр жени U4 первичного преобразрвател индукции можно записатьthe fact that the scattering field of the test sample is concentrated between the ends of the sample, and this is accompanied by the appearance of a radial component of the field intensity. For the output voltage U4 of the primary induction converter can be written

Щ S (H cosct+H coslJ), где S - чувствительность первичного преобразовател индукции;S S (H cosct + H coslJ), where S is the sensitivity of the primary induction converter;

Нц - напр женность намагничивающего пол в точке размещени первичного преобразовател ; ОС - УГОЛ между магнитной осью преобразовател и вектором напр женности намагничивающего пол ;Нц is the intensity of the magnetizing field at the point where the primary converter is located; OS - ANGLE between the magnetic axis of the transducer and the vector of the intensity of the magnetizing field;

Н - напр женность пол рассе ни образца в точке.размещени первичного преобразовател ; (Ь - угол между магнитной осьюH is the field strength of the sample at the point of placement of the primary converter; (B is the angle between the magnetic axis

преобразовател индукции и. вектором напр женности пол рассе ни образца.induction converter and. vector of intensity of the floor scattered sample.

ПрИоС 90° ир)0° напр жение на вы|ходе .преобразовател индукции однозначно определ ет напр женность пол рассе ни испытуемого образца. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет выделить информацию о намагниченности испытуемого образца. При этом чувствительность измерений увеличиваетс за счет более полного использовани потока ра се ни х образца, поскольку практичес весь магнитный поток, рассеиваемый испытуемым образцом регистрируетс первичным преобразователем индукции в то врем , .как в известном уст ройстве регистрируема компонента не превышает 1% от потока в испытуемом образце. Вли ние намагничивающего пол наблюдаетс из-за нарушени услови .. 90° .Дл ликвидации этого вли ни на преобразователь индукции в испытуемом образце требуетс дополнительна юстировка преобразовател в намагничивающем поле либо использование системы компенсации этого вли ни . В качест ве такой системы показан аттенюатор 9, подключенный между выходом преобразовател 5 напр женности пол и входом второго измерительного тра та 7 индукции в образце. Таким обра зом, подбира уровень выходного сиг нала аттенюатора 9, компенсируют сигнал, вызываемый намагничивающим полем в преобразователе индукции в испытуемом образце.IDEA 90 ° IR) 0 ° voltage at the output of the induction converter uniquely determines the strength of the dissipation field of the test specimen. Thus, the proposed device allows to extract information about the magnetization of the test sample. At the same time, the sensitivity of measurements is increased due to more complete use of sample fluxes, since practically the entire magnetic flux dissipated by the test sample is recorded by the induction primary converter at the same time as in a known device the recorded component does not exceed 1% of the flux in the test sample The effect of the magnetizing field is observed due to a violation of the condition .. 90 °. To eliminate this effect on the induction converter in the test sample, additional adjustment of the converter in the magnetizing field or the use of a compensation system for this effect is required. As such a system, an attenuator 9 is shown, which is connected between the output of the converter 5 of the field strength and the input of the second induction metering 7 in the sample. Thus, selecting the level of the output signal of the attenuator 9 compensates for the signal caused by the magnetizing field in the induction converter in the sample under test.

в качестве первичных преобразователей инг.укции в испытуемом образце и напр женности намагничивающего пол целесообразнее использовать преобразователи Холла. В этом случае из-за малогабаритности преобразователей удаетс достичь минимального рассто ни между торцами испытуемого образца, следовательно эффективнее использовать поток рассе ни образца , а также использовать систему aвтoмaтичec coй компенсации вли ни намагничивающего пол на преобразователь индукции.It is more expedient to use Hall converters as the primary converters of the ing. stocks in the sample under test and the intensity of the magnetizing floor. In this case, due to the small size of the transducers, it is possible to achieve a minimum distance between the ends of the sample under test, therefore it is more efficient to use the diffusion flow of the sample, and also to use an automatic compensation system for the influence of the magnetizing field on the induction converter.

Испытуемому образцу может быть придана форма в виде обычной спирали посто нного радиуса намотки. При этом первичный преобразователь индукции соответственно должен быть установлен между торцами испытуемо-, го образца так, что его магнитна ось параллельна оси проводника с током.The sample to be tested can be shaped in the form of a conventional spiral of a constant winding radius. In this case, the primary induction transducer, respectively, must be installed between the ends of the test specimen so that its magnetic axis is parallel to the axis of the conductor with current.

Claims

The sensitivity of the proposed device is sufficient; for testing magnetic films with a magnetic coating thickness of 0.01 micron. Claims of invention The hysterographer containing a magnetizing element of a coil coil with a uniform circular magnetic field, connected to an alternator, primary transducers of magnetizing field strength and induction in a coil with corresponding measuring paths, to the outputs of which a recording device is connected, and the element xs of the influence a magnetizing field on path 1 of measuring induction in a coil of a spiral, characterized in that, in order to increase the measurement sensitivity, it is equipped with The coil of the coil, the center of which coincides with the center of the magnetizing element, while the magnetic axis of the primary induction converter installed at the point of discontinuity of the coil of the spiral, is oriented perpendicular to the power lines of the magnetizing element. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate №410344, cl. G 01 R 33/14, 1974.

2. Kiefer I.I. Testing of ferromagnetic materials. M., Energie, 1969, p. 122.