Способ измерения толщины слоя ферромагнитного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 14150(51)4 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ПЬСТВ титут о СССР 1987.ИНЫ СЛОЯ онт пр. сло р на лщинь (СФМ толщмер ногомагии оной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛПФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относитсярольно-измерительной техниназначено для измерения тоФерромагнитного материалапример толщины ферромагниткрытия дисковых носителей записи, Расширение области применения способа измерения толщины слоя, нанесенного как на диэлектрическую, так и на электропроводящую (неэластичную) основу, а также заключенного между двумя упомянутыми слоями, достигается тем, что СФМ намагничивают последовательно во времени в двух направлениях: нормально и тангенциально к поверхности СФМ, измеряют остаточный магнитный поток через заданную площадь поверхности СФМ в одном случае и в другом случае поток, проходящий через площадку, расположенную в плоскости, параллельной поверхности СФМ, таким образом, что площадка пересекается плоскостью торца СФМ,при этомину СФМ определяют с учетом изенной величины. 1 ип.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для измерения толщины слоя ферромагнитного материала например тол 95щины ферромагнитного покрытия дисковых носителей магнитной записи, и яв,ляется усовершенствованием изобретения по авт, св. Ф 1374038,Цель изобретения. - расширение области применения за счет возможностиизмерения также и толщины слоя, размещенного на жестком основании,На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа. 15Устройство состоит из двух магнитных.систем для создания .ортогональ,ных намагничивающих полей, выполнен-.ных в виде соосных катушек 1-4 поля,соответственно подключаемых посред: ством коммутатора 5, управляемогопрограммным блоком 6, к источнику 7тока, первичных преобразователей 8и 9 магнитного потока, магнитные осикоторых совпадают соответственно,с. 25продольными осями катушек 1, 2 и 3,4 -оля, измерительных преобразователей 1 О и 11, сигнальные входы которыхподключены соответственно к выходампервичных преобразователей 8 и 9. Выходы измерительных преобразователей10 и 11 подключены к входам запоминающих блоков 12 и 13 соответственно.Управляющие входы запоминающих блоков 12 и 13 подключены к программному блоку 6, а их выходы - к сигнальным входам преобразователя 14 отношения напряжений, вход управления которого подключен к программному блоку6, а выход преобразователя 14 отноше Ония напряжений - к входу измерительного прибора 15. Перед измерениемтолщины Ферромагнитного слоя 16, нанесенного на немагнитное жесткое основание 17, иэделие располагают такимобразом, что ось намагничивания одноймагнитной системы ориентирована нормально к поверхности контролируемогослоя 16 вблизи его торцового участка,а продольная ось второй магнитнойсистемы ориентирована тангенциальнопо отношению к поверхности слоя 16,как показано на чертеже.В качестве контролируемого образца может быть использован ферромагнитный слой, нанесеннья, например,на плоское неэластичное основание,Поскольку образец неэластичный и емуневозможно придать квазизамкнутую форму, то для определения толщины Ферромагнитного покрытия первичный преобразователь 9 располагают у торца слоя 16.Способ осуществляют следующим образом.Намагничивание слоя 16 Ферромагнитного материала в начальнья момент времени производят нормально к его поверхности, т.е, магнитное поле направляют перпендикулярно к поверхности слоя 16 и его намагничивание осуществляют нормально к поверхности слоя 16. Затем убирают внешнее намаг,ничивающее поле, При этом остаточный магнитный поток фн через элементарный участок на поверхности слоя 16, например прямоугольной формы с площадью Б, равенф= КВ 8, - КВ,Ь 1, (1)где К - коэффициент пропорциональности, учитывающий форму образца, т.е, его.коэффициентразмагничивания;ВГ - остаточная индукция ферромагнитного материала;Ь - ширина элементарного участка;1 - длина элементарного участка.Во второй момент времени ферромагнитный слой 16 намагничивают тангенциально к поверхности, т.е. намагничивающее поле направлено перпендикулярно к торцу слоя 16. Затем отключают намагничивающее поле и измеряютостаточный магнитнъя поток ф, причем определение остаточного магнитного потока ф, производят путем измерения магнитного потока, проходящегочерез площадку, расположенную в плоскости, параллельной к поверхности,ферромагнитного слоя 16 таким образом, что ее плоскость пересекаетсяплоскостью торца. Следовательно, данную площадку пронизывает часть потока, проходящего через поверхностьучастка, размещенного на торце испытуемого образца, т,е,(2) где ф - магнитнья поток, проходящий через участок с заданной длиной на торце Ферромагнитного слоя;К - коэффициент пропорциональности, учитывающий эависи 14150404мость магнитноГо потокаф, т от потока фо,При бесконечно,: малом зазоре междуплощадкой и поверхностью ферромагнитного слоя 1 б и при равенстве размеров указанной площадки и участка,расположенного на торце слоя 16 (отсчитываемых вдоль линии перЕсеченияплощадки с плоскостью торца 5,К = 0 5 при, -- 3101 эфЙ9где 1 З - длина площадки;д - толщина ферромагнитного слоя16, т,е, Фт= 0,5 Ф .Толщину слоя 16 ферромагнитногоматериала при этом определяют по замеренному значению потоков фти физ соотношения Й = КфРн 1где К - коэффициент размагничиваниядля изделий данной формы изданного материала в заданнойточке предельной петли гистерезиса.Устройство функционирует в четыре такта. В первый такт посредством коммутатора.5, управляемого программным блоком б, первоначально подкгас-;аются катушки 1 и 2 поля к источнику 7 тока. При этом за счет магнитного поля, создаваемого катушками 1 и 2 поля, контролируемый слой 16 намагничивается в направлении, нормальном по отношению к его поверхности. На время второго, такта посредством коммутатора 5, управляемого программным блоком б, отключают катушки 1 и 2 поля от источника 7 тока и затем измеряют остаточный магнитный поток (1) через поверхность образца преобразователем 8 магнитного потока. Его выходной сигнал поступает на вход измерительного преобразователя 10, результат измерения далее фиксируется запоминающим блоком 12, на управляемый вход которого с программного блока б подается сигнал фиксации результата измерения. С выхода запоминающего блока 12 информация подается на один из входов преобразователя 14 отношения напряжений. В третий такт посредством коммутатора 5, управляемого программным олоком б, подключают катушки 3 и 4 поля к источнику 7 тока. При этом за счет магнитного поля, .создаваемого катушками 3 и 4 поля, 50 Формула изобретенчя Способ измерения толщины слоя ферромагнитного материала по авт. св. У 1374038, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности измерения также и толщины слоя, размещенного на жестком основании, измеряют 55 контролируемый слой 16 намагничиваюттангенциально по отношению к его поверхности. На время четвертого тактапосредством коммутатора 5, управляе 5мого программным блоком 6, .отключаюткатушки 3 и 4 поля от источника 7 тока и затем измеряют остатсчньп магнитный поток, проходящий через элемент поверхности торца Ферромагнитного слоя 16 контролируемого образцапреобразователем 9 магнитного потока,Его выходной сигнал поступает на входизмерительного преобразователя 11,результат которого. фиксируется запоминающим блоком 13, на управляемыйвход которого с программного блока 6подается сигнал фиксации результатаизмерения, С выхода запоминающегоблока 13 информация поступает на второй вход преобразователя 14 отношения напряжений. По окончании четвертого тактас программного блока 6подается очередная команда иВыдача25 реэультатаи на управляющий вход преобразователя 4 отношения напряжений,выходной сигнал которого поступаетна вход цифрового регистрирующегоприбора 15. Его показания пропорциональнь измеряемой толщине Й слоя 16ферромагнитного материала, Постоянная К, используемая в преобразователе 14 отношения напряжений, первоначально определяется посредством из 35мерения толщины эталонного образца.Поэтому показания регистрирующегоприбора 15 могут быть непосредственно представлены в единицах толщиныизмеряемого слоя 16 ферромагчитного40 .материала и при этом учтена конструктивная постоянная К.Способ позволяет практически независимо от параметров как материалаферромагнитного слоя, так и немагнитных материалов (диэлектрического илиэлектропроводящегс) основания, на ко-.торое нанесен слой, и дополнительногопокрытия контролировать толщину с погрешностью (1-3)Е,Составитель И,Рекуноова Техред А.Кравчук рректор Н,Корол РедакБ одписное Заказ 38 б 1 ИИПИ 303 5магнитный поток Ф через площадкушириной 1, расположенную в плоскостпараллельной поверхности слоя и перСекаки 1 ейся с плоскостью торца слоя,Тираж 680Государственнолам изобретениосква, Ж, Р Производственно-полиграфическ 1415040 6величину магнитного потока Фг черези, площадку заданной длины 1 на торцее- слоя определяют из соотношения ф 11 =а = 0,5 Ф,.5 о комитета СССРи открытийушская наб., д, 4/ приятие, г. Ужгород, ул, Проектная,