Способ измерения толщины слоя ферромагнитного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 1 В 7/10 ЕТЕНИ ЬСТВУ тут ушановщего контСправоч: МашиноЫ СЛОЯ к конт е и предлщины слоя например УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Приборы для неразрушаюроля материалов .и изделий,ник под ред. В.В.Клюева, Мстроение, 1976, с,73-74.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относитсярольно-измерительной техникназначено для измерения тоферромагнитного материала,толщины ферромагнитного покрытия ленточных носителей магнитной записи в процессе их изготовления. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается тем, что измеряемый ферромагнитный слой намагничивают последовательно во времени и в двух направлениях: нормально и тангенциально к его поверхности, измеряют остаточный магнитный поток через площадку заданной площади -Я в одном случае и через площадку заданной длины 1 на торце слоя в другом случае, по отношению измеренных значений по токов и размеров .первой площади и длины второй площадки определяют измеряемую толщину слоя. 2 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения толщины слоя ферромагнитного материала, например, впроцессе изготовления ленточных носителей магнитной записи.Цель изобретения - повышение точности измерений путем отстройки отпараметров материала слоя. 10На фиг.1 представлена функциональ"ная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ; на фиг.2 - двенамагничивающие системы.Устройство состоит из двух магнитных систем для создания ортогональ"ных намагничивающих полей, выполненных в виде соосных полесоздающих катушек 1,2 и 3,4 соответственно, подключенных посредством коммутатора 5, 20управляемого программным блоком 6,к источнику 7 тока, первичных преоб"разователей 8 и 9 магнитного потока,магнитные оси которых совпадают соответственно с продольными осями катушек 261,2 и 3,4,измерительных преобразователей 10, 11, сигнальные Йходы которых подключены к выходам первичных преобразователей 8, 9. Выходы измерительных пре-образователей 10,11 подключены к 30входам запоминающих блоков 12,13 соответственно, Управляющие входи запоминающих блоков 12,13 подключены кпрограммному блоку 6, а их выходы -к сигнальным входам преобразователя14 отношения напряжений, вход управления которого подключен к программному блоку 6, а выход - к входу измерительного прибора 15. В качествеконтролируемого образца взята эластичная магнитная лента, имеющая Аерромагнитный слой 16 и немагнитноеоснование 17. Поскольку лента выпускается в рулонах, то для определениятолщины магнитного покрытия контролируемого участка ей придана определенная квазизамкнутая Аорма (Лиг.1).Сущность способа заключается втом, что измерения остаточного магнитного потока, через заданную пло" 50,щадь Я поверхности слоя в одном случае и остаточного магнитного потокачерез площадку заданной длины 1 наторце слоя в другом случае позволяютконтролировать толщину слоя независимо как от параметров материала ферромагнитного слоя, так и от параметровнемагнитного материала основания ипокрытия,Слой Аерромагнитного материала сначала намагничивают нормально к его поверхности, т,е. магнитное поле направляют перпендикулярно к поверхности слоя. Затем убирают внешнее намагничивающее поле, при этом остаточный магнитный поток Ф через элейцментарный участок на поверхности слоя, например прямоугольной формы с площадью Я, будет равен:Ф - В Я К - В Ь, 1, К"игде В - остаточная индукцня Аерромагнитного материала;Ъ, - ширина элементарного участка,1, - длина элементарного участка;К, - коэффициент пропорционально. -сти, учитывающий Аорму образца, т.е,его коэффициент размагничивания.Во второй момент времени ферромагнитный слой намагничивают тангенциально к поверхности, т.е. магнитное поле направлено перпендикулярно к торцу слоя. Затем отключают намагничивающее поле и измеряют остаточный магнитный поток Ф через элетментарный участок с площадью Я на торце слоя, который будет равен:Фю - К 2 В,. Я К В 61, (2) тгде К - коэфАициент, учитывающийформу образца, т.е. коэффициент размагничивания формы при намагничивании образца в другом направлении;6 - ширина элементарного участка, расположенного на торце слоя,т.е. толщина слоя ферромагнитногоматериала;1 - длина площадки на торце слоя.Разделив величину остаточного магнитного потока Ф , снимаемого стэлементарного участка площади Я наторце слоя, на величину остаточногомагнитного потока Ф с элементарного участка площади Я на поверхностиконтролируемого Аерромагнитного слоя,нанесенного на немагнитную основу,получим усредненное по длине значениетолщины слоя, т.е,Ф 1 В Я К В ..К 1где К = - --= сопят - конструкЕЪ 1,тивная постоянная, учитывающая коэффициент размагничивания, геометрические размерыпервой и второй площадок.Устройство, реализующее способ,работает следующим образом.Перед измерением толщины слоя изферромагнитного материала изделие .располагают так, чтобы ось намагничивания одной системы была ориентирована нормально по отношению к поверхности контролируемого слоя вблизи его 15торцового участка, а намагничиваниеслоя второй намагничивающей системой:осуществляют по периметру квазиэамкнутой формы, образованной контролируемым слоем, как показано на фиг.2. 20Устройство функционирует в четыретакта, В первый такт посредствомкоммутатора 5, управляемого программным блоком 6, подключают катушки 1 и2 к источйику 7 тока, При этом за 25счет магнитного поля, создаваемогокатушками 1, 2, контролируемый слой16 намагничивается в направлении,нормальном к его поверхности. На время второго такта посредством коммутатора 5, управляемого программнымблоком 6, отключают катушки 1 и 2 отисточника 7 тока, а затем измеряютостаточный магнитный поток через площадь Б поверхности образца преобразователем 8 магнитного потока. Его выходной сигнал поступает на вход измерительного преобразователя 10, результат которого фиксируется запоминающим блоком 12, на управляемый вход 40которого с программного блока 6 подается сигнал фиксации результата измерения, С выхода запоминающего блока 12 информация подается на один извходов преобразователя 13 отношения 45напряжений, В третий такт посредствомкоммутатора 5, управляемого программным блоком 6, подключают катушки 3,4 к источнику 7 тока. При этом магнитное поле, создаваемое катушками3,4 поля, намагничивает контролируемый слой 16 тангенциально по отношению к его поверхности. На время четвертого такта посредством коммутатора 5 отключают катушки 3,4 от источ 55ника 7 тока, затем измеряют остаточный магнитный поток, проходящий черезплощадку заданной длины 1 торца,контролируемого слоя, преобразователем 9, Его выходной сигнал поступает на вход измерительного преобразователя 11, результат которого фиксируется запоминающим блоком 13, на управляемый вход которого с программного блока подается сигнал фиксации результата измерения. С выхода запоминающего блока 13 информация поступает на второй вход преобразователя 14 отношения напряжений,По окончании четвертого такта с программного блока 6 подается команда "Измерение" на управляемый вход преобразователя 14 отношения напря-. жений, выходной сигнал которого поступает на вход цифрового регистрирующего прибора 15. В соответствии с выражением (3) данный сигнал пропорционален измеряемой толщине слоя ферромагнитного материала. Входящий в выражение (3) постоянный коэффициент К определяют путем измерения толщины эталонного образца, поэтому показания прибора 15 могут быть- оцифрованы непосредственно в единицах толщины измеряемого слоя ферромагнитного материала.Формула изобретенияСпособ измерения толщины слоя ферромагнитного материала, заклЬчающийся в том, что на измеряемый слой воздействувт магнитным полем, направленным нормально его поверхности, и измеряют параметры магнитного потока, о т л и ч а в щ и й с я тем, что, с цельв повышения точности изменений, на измеряемый слой дополнительно воздействуют магнитным полем, направленным тангенциально его поверхности, воздействие осуществляют последовательно во времени, в качестве параметров магнитного потока используют величину остаточного магнитного потока ф через площадку заданной площади Я для нормального магнитного поля и величину магнитного потока ф через площадку заданной длиныт1 на торце слоя для тангенциального магнитного поля и толщину 6 слоя определяют из соотношения где К - конструктивная постоянная,учитывающая коэффициент размагничивания, геометрические размеры первойи второй площадок.мИтЕ СПИ Г ткр 1 цт ая на по делам113035, Моск Ужгород, ул. Пр Проиэводствеино-полиграфическое п оектн ят Редак Заказ Тираж 680 арственного изобретений а, Ж, Ра