SU976410A1 - Магнитооптический гистериограф - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к магнитоизмерительной технике, в частности к магнитооптическим гистериографам дл  регистрации динамической петли гистерезиса, основанным на магнитооптических эффектах Керра и Фараде , и может быть использовано дл  изучени  магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов.

Известен магнитооптический гистериограф , основанный на эффекте Керра , содержащий источник излучени , пол ризатор, намагничивающую систему дл  пёремагничивани  образца с преобразователем напр женности ма|- нитного пол  в электрический сигнал , генератор переменного тока, анализатор, приемник излучени , предварительный широкополосный усилитель, двухкоординатный регистратор Сll.

Недостатком такого гистериографа  вл етс  низка  точность.

Известен также магнитооптический гистериограф, содержащий соединенные последовательно, генератор переменного тока, намагничивающую систему с образцом и преобразователь напр женности .магнитного пол  в электрический сигнал, приемник излучени ,оптически св занный через ана- лизатор , азимутальный модул тор-компенсатор , образец и пол ризатор с импульсным источником излучени , генератор модул ционного тока, выход которого соединен с модул ционной обмоткой азимутального модул торакомпенсатора , а через включенные последовательно синхронный детектор, усилитель посто нного тока, компенсационную обмотку азимутального модул тора-компенсатора подключен к шунту и к У-входу двухкоординатного регистратора , Х-входом соединенного с выходом стробоскопического преобразовател , первый вход которого подключен к преобразователю напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, а второй вход - к вхо 5 ду импульсного источника излучени  и к выходу синхронизатора

Недостатком известного магнитооптического гистериографа также  вл - щ етс  низка  точность.Цель изобретени  - повышение точности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в магнитооптическом гистериогра- . фе, содержащем соединенные последовательно генератор переменного тока, намагничивающую систему с образцом и преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, приемникизлучени , оптически св занный через анализатор, азимутальный модул тор-компенсатор, образец и пол ризатор с импульсным источником излучени , генератор модул ционного то- ка , выход которого соединен с модул ционной обмоткой азимутального модул тора-компенсатора , а через включенные последовательно синхроннь|й детектор , усилитель посто нного тока, компенсационную обмотку азимутального модул тора-компенсатора подключен к шунту и к У-входу двухкоординатного регистратора, Х-входом соединенного с выходом стробоскопического преобразовател , первый вход которого подключен к преобразователю напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, а второй вход - к входу импульсного источника излучени  и к выходу синхронизатора, синхронизатор выполнен в виде дифференциатора, блока вз ти  модул ,.управл емого аттенюатора , интегратора, генератора пилообразного напр жени , компаратора, формировател , источника опорного напр жени , при этом шунт через соединенные последовательно дифференциатор , блок вз ти  модул , управл емый аттенюатор, к другому входу которого подключен источник опорно- 50 го напр жени , интегратор, компаратор , формирователь, подключен к выходу синхронизатора, к другому входу компаратора подключен выход генератора пилообразного напр жени , вхо-55 дом соединенного с преобразователем Напр женности магнитного пол  в электрический сигнал.

На фиг. 1 предста.влена схема магнитооптического гистериографа/ на фиг, 2 - временные диаграммы

Гистериограф содержит генератор 1 переменного тока, намагничивающую систему 2 с образцом 3 и преобразователем k напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, стробоскопический преобразователь 5, двухкоординатный регистратор б, импульсный источник 7 излучени , пол ризатор 8, генератор 9 модул ционного тока, азимутальный модул тор-компенсатор 10, синхронный детектор 11, предва-. рительный узкополосный усилитель 12, приемник 13 излучени , усилитель 14 посто нного тока, синхронизатор 15, включающий в себ  дифференциатор 1б, блок 17 вз ти  модул , управл емый аттенюатор 18, источник 19 опор ного напр жени , интегратор 20, формирователь 21, генератор 22 пилообразного напр жени , компаратор 23, а также анализатор 2k и шунт 25

На фиг, 2 приведены диаграммы, где: 2б - характер изменени  напр женности магнитного пол  намагничивающей системы 2, 27 - напр жение на выходе генератора 22 пилообразного напр жени , 28 - напр жение на выход интегратора 20, 29 - импульсы на выходе импульсного источника 7 излучени , 30 - намагниченность освещенного участка образца 3, 31 - напр жение на выходе генератора 9 модул ционного тока, 32 - импульсы излучени  на выходе анализатора 2, 33 напр жение на выходе предварительного узкополосного усилител  12, З напр жение на шунте 25о

Магнитооптический гистериограф работает следующим образом.

Генератор 1 переменного тока вырабатывает периодический ток заданной частоты, ко.торый с помощью намагничивающей системы 2 преобразуетс  в напр женность магнитного пол  И (фиг„ 2-26), перемагничивающего испытуег:ый образец 3 В качестве намагничивак дей системы 2 может исполь зоватьс , например система катушек Гельмгольца или электромагнит, а в качестве генератора 1 переменного тока - например усилитель мощности, подключенный к выходу генератора переменного синусоидального напр жени  С выхода преобразовател  k напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, например образцового резистора , переменное напр жение поступает на вход стробоскопического преобразовател  5 и генератор 22 пилообразного напр жени , который вырабатывает пилообразное напр жение Up (фиг 2-27) с частотой, равной или в целое число раз меньшей частоты входного напр жени ; оно поступает на первый входкомпаратора 8 На второй вход компаратора 8 поступает медленно-нарастающее напр жение DM (фиго 2-28) с выхода интегратора 20„ В момент равенства напр жений на входах компаратора В-.на еГо выходе происходит перепад напр жени  по которому формирователь 21 вырабатывает импульс синхронизации Этот импульс поступает на опорный вход стробоскопического преобразовател  5, а на его выходе вырабатываетс  посто нное напр жение, величина которого равна мгновенному значению входного напр жени  в момент действи  импульса синхронизации; это напр жение поступает на Х-вход двухкоординатного регистратора 6„ Кроме того, импульсы I синхронизации управл ют импульсным

источником 7 излучени , в качестве которого используетс , например оптический квантовый генератор непрерывного действи  с электрооптической  чейкой Яоккельса, его импульсы излучени  ф1 (фиго 2-29) проход т через пол ризатор 8 и падают на образец Зо Азимут пол ризации импульсов излучени , отраженных от образца 3, измен етс  по отношению к азимуту падающих импульсов на угол, пр мо пропорциональный величине мгновенной намагниченности Ь (фиг, 2-30) освещенного участка образца 3. Далее они проход т через азимутальный модул тор-компенсатор 10, в качестве которого может использоватьс , например магнитооптическа   чейка Фараде , с модул ционной обмоткой, питающейс  переменным напр жением и (фиг, 2-31) от генератора 9 модул ционного тоКа, в качестве которого используетс , например усилитель мощности, подключенный к выходу генератора переменного напр жени  После прохождени  анализатора 2k импульсы излучени  ф имеют форму, показанную на фиг, 2-32о Приемник 13 излучени  преобразует импульсы излучени  в электрический сигнал, перва  гармоника 11.) (фиг, 2-33) частота азимутальной модул ции которого пропорциональна мгновенной намагниченности . Эта гармоника усиливаетс  предварительным узкополосным усилителем 12, детектируетс  синхронным детектором 11, на опорный вход которого поступает напр жение с выхода генератора 9 модул ционного тока усиливаетс  усилителем 1 посто нного тока и поступает на компенсационную обмотку азимутального модул тора-компенсатора 10, Эта обмотка включаетс  таким образом, чтобы поворот плоскости пол ризации в рабочем теле магнитооптической  чейки (Ьараде  был равен по величине с точностью ;ДО статической ошибки и противоположен по знаку повороту плоскости пол ризации импульсов излучени  за счет мгновенной намагниченности образца. Таким образом, ток в компенсационной обмотке пр мо пропорционален мгновенной намагниченности образца в момент действи  импульса излучени . Напр жение Uy (фиг. ) , пропорциональное току компенсации , снимаетс  с шунта 25 и подаетс  на V-вход двухкоординатного регистратора 6 и вход дифференциатора 16. Выходное напр жениедйфференциатьра 1б пр мо пропорционально скорости входного, а после блока 17 вз ти  модул  не зависит от направлени  скорости, под действием этого напр жени  управл емым аттенюатором 18 измен етс  входное напр жение интегратора 20, которое задаетс  источником 19 опорного напр жени . Таким образом, скорость изменени  выходного напр жени  интегратора 20 при увеличении скорости изменени  напр жени  на шунте 25 уменьшаетс , а следовательно, уменьшаетс  и скорость изменени  фазового сдвига им 1ульсов излучени  по отно1иению к напр женности магнитного пол), а это в свою очередь приводит к уменьшению скорости изменени  напр жени  на шунте 25 и наоборот,

Claims (1)

1. ТакиМ образом, осуществл етс  автоматическое изменение скорости изменени  фазового сдвига импульсов излучени  (на крутых участках петли гистерезиса скорость уменьшаетс , а на пологих увеличиваетс /, при этом значительно уменьшаетс  динамическа  погрешность регистрации и тем самым повышаетс  точность измерени  параметров динамической петли гисте резиса. Формула изобретени  Магнитооптический гистериограф, содержащий соединенные последовател но генератор переменного тока, намагничивающую систему с образцом.и преобразователь напр женности магни ного пол  в электрический сигнал, приемник излучени , оптически св занный через анализатор, азимутальный модул тор-компенсатор, образец пол ризатор с импульсным источником излучени , генератор модул ционного тока, выход которого соединен с модул ционной обмоткой азимутального модул тора-компенсатора, а через включенные последовательно синхронные детектор, усилитель посто нного тока, компенсационную обмотку азимутального модул тора-компенсато ра подключен к шунту и к У-входу двухкоординатного регистратора, Xвходом соединенного с выходом строб скопического преобразовател , первый вход которого подключен к преобразователю напр женности магнитно го пол  в электрический сигнал, а второй вход - к входу импульсного и точника излучени  и к вйходу синхронизатора , отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности , синхроиназтор выполнен в виде дифференциатора, блока вз ти  модул , управл емого аттенюатора, интегратора , генератора пилообразного напр жени , компаратора, формировател , источника опорного напр жени , при этом шунт через соединённые после- . довательно дифференциатор, блок.вз ти  модул , управл емый аттенюатор, к другому входу которого подключен источник опорного напр жени , интегратор , компаратор, формирователь, подключен к выходу синхронизатора, к другому входу компаратора подключен выход генератора пилообразного напр жени , входом соединенного с пре образователем напр женности магнитного пол  в электрический сигнал„ Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1„ Глаголев С.Ф. о Червинский МоМ„ Магнитопол риметр Керра дл  определени  локальных динамических магнитных характеристик. Труды метрологических институтов СССР. 1979 вып. 233(293;, с, 31-35о 2, Авторское свидетельство СССР ,по за вке 1Г13217652/18-21, кл„ G 01 R 33/1, 17.02о80.

   5

   4l

   ААШ

   I I II II I I

   /Л Л

   XX ЧХ ЧУ ЧУ

   Аг. А..

   «

   л

   i

   л

   /г

   /л

   VX V/