Устройство для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 8161 А 1 9) 01 й 33 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ,ПРИ.ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОП(22) 09.11.88 . счет обеспечения измерения коэрцитивной:(46) 07,03,92. Бюл, Й 9: силы. Устройство содержит источник 1 све(72) С.И.Нестеренко, А,Г.Талуц и Г.Ф.Грязев та, поляризатор 2, образец 3, микроскоп 4,(53) 621,317 (088.8).анализатор 5, телекамеру 6; усилитель-фор(56) Авторское свидетельство СССР мирователь 7, селектор 8 кадровых импульМ 1657004, кл. 6 01 В 33/05, 1991. сов, элемент И 9, счетчик 10, дешифратор11; триггер 12, счетчик 13, регистры 14, 15,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КО- элементИЛИ 16,счетчик 17.,элементы И 18;ЗРЦИТИВНОЙ СИЛЫ ДОМЕНОСОДЕР, генератор 20 опорной частоты, аналогоЖАЩИХ.СТРУКТУРцифровые преобразователи 21, 22, двухко (57) Изобретение относится к электроизме- ординатный самописец 23, дешифратор 24,рительной технике и может быть использо- триггер 25, источник 26 питания, коммутавано для измерения характеристик тор 27, источник 28 тока, катушку 29 магнитмагнитных пленок. Цель изобретения - рас- ного поля. 2 ил,и 15, через элемент ИЛИ 16, к первому входу 30 40 45 50 55 Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к контролю параметров доменосодержащих структур, используемых в качестве запоминающей среды в устройствах памяти на цилиндрических магнитных доменах.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет послойного измерения величины коэрцитивнай силы,На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур (фиг,1) содержит оптически связанные источник 1 света, поляризатор 2, образец 3, микроскоп 4, анализатор 5 и телевизионную передающую камеру 6, выход которой подключен к входам усилителя-формирователя 7 и селектора 8 кадровых синхроимпульсов, Выход селектора 8 кадровых синхроимпульсов подключен через элемент И 9 к первому входу счетчика 10, выход которого. соединен с входом дешифратора 11. Выходы дешифратора 11 подключены к входам триггера 12, первым входам счетчика 13 и регистров 14 счетчика 17, а также к первым входам элементов И.18 и 19, на другие входы которых поступают сигналы от генератора 20 опорной частоты и усилителя-формирователя 7. Выходы регистров 14 и 15 подключены через цифроаналоговые преобразователи 21 и 22 к входам Х и У двухкоординатного са, мопишущего прибора 23 соответственно. Выход счетчика 17 соединен с входом дешифратора 24, выход которого соединен с вторым входом триггера 25.В исходном состоянии счетчики 10, 13 и 17, регистры 14 и 15, триггеры 12 и 25 обнулены. На вход источника 26 питания с циф ровым управлением, выход которого через коммутатор 27 соединен с входом биполярного источника 28 тока, который, в свою очередь, нагру:кен на катушку 29 для создания магнитного поля, поступает нулевой код с выхода счетчика 17, При этом выходное напряжение источника 26 и, соответственно, ток биполярного источника 28 равны нулю. Магнитное поле в катушке 29 отсутствует. В отсутствии поля доменная структура слоев образца находится в равновесном состоянии.Измерения проводятся при помощи магнитооптического эффекта Фарадея.Устройство работает следующим образом. 5 10 15 20 Изображение лабиринтной доменной структуры контролируемого слоя образца 3, в виде чередующихся темных и светлых полос с помощью источника 1 света, поляризатора 2, микроскопа 4 и анализатора 5 проецируется на приемную трубку телевизионной передающей камеры 6, где преобразуется в полный видеосигнал. Выбор контролируемого доменосодержащего слоя образца осуществляется путем наводки на резкость микроскопа. С вь 1 хода камеры 6 полный видеосигнал, несущий информацию об иэображении лабиринтной доменной структуры выбранного слоя, поступает на входы усилителя-формирователя 7 и селек-. тора 8 кадровых синхроимпульсов, Усилитель-формирователь 7 выделяет из полного видеосигнала (фиг.2 а) сигнал изображения и преобразует его в цифровую Форму (фиг.2 б). Селектор 8 кадровых синхроимпульсов выделяет из полного видеосигнала кадровые синхроимпульсы (фиг,2 в) с периодом повторения 20 мс.По команде "Пуск" (фиг.2 г), задаваемой оператором, триггер 25 устанавливается в единичное состояние и в счетчик 17 через элемент ИЛИ 16 записывается "1".При увеличении содержимого счетчика 17 на единицу напряжение на выходе источника 26 питания с цифровым управлением увеличивается на один шаг, Напряжение источника 26 поступает через коммутатор 27, на управляющем входе которого низкий уровень с триггера 12, на вход биполярного источника 28 тока, который вырабатывает ток, создающий в катушке 29 магнитное поле (фиг,2 л), Под действием магнитного поля происходит сдвиг доменных границ из равновесного положения и, соответственно, изменение ширины доменов.Высокий логический уровень с выхода триггера 25 пропускает кадровые синхроимпульсы с выхода селектора 8 через элемент И 9 на вход счетчика 10. Импульс полукадровой длительности с первого выхода дешифратора 11 (фиг,2 д) поступает на первый вход элемента И 18, на два других входа которого поступают импульсы с выхода усилителя-формирователя 7 и импульсы опорной частоты с выхода генератора 20, На элементе И 18 осуществляется времяимпульсное преобразование суммарной длительности импульсов высокого логического уровня (фиг. 2 б),пропрциональной ширине доменов одного направления намагничен- ности, за время одного полукадра в число импульсов опорной частоты. Это число поступает на суммирующий вход счетчика 13,Высокий уровень с второго выхода дешифратора 11 (фиг.2 е) устанавливает триггер 12 в единичное состояние. Высокий уровень с выхода триггера 12 поступает нэ управляющий. вход коммутатора 27 и,вызывает изменение полярности подключения напряжения, вырабатываемого источ- .5ником 26 питания, к входу биполярного источника 28 тока, что изменяет полярность тока и магнитного поля, создаваемого катушкой 29, на противоположное (фиг,2 л). Под действием магнитного поля происходит 10 сдвиг доменных. границ образца в другую сторону от равновесного положения.Импульс на третьем выходе дешифратора 11 полукадровой длительности (фиг.2 ж) появляется после завершения переходных процессов, вызванных изменением полярности магнитного поля в катушке 29, Этот импульс поступает на первый вход элемента И 19, нэ два другие входа которого посту 20 пают импульсы с .выхода усилителя-формирователя 7 и импульсы опорной частоты с генератора 20, На вычитающий вход счетчика 13 поступает число импульсов опорной частоты, пропорцио 25 нальное ширине доменов одного направления намагниченности; при воздействии на образец магнитного поля измененной полярностиВ момент окончания импульса на треть 30 ем выходе дешифрэтора 11 в счетчике 13 зафиксировано число, пропорциональное амплитуде смещения доменных границ от равновесного положения в контролируемом доменосодержащем слое. Импульсом с четвертого выхода дешиф 35 ратора 11 фиг,2 з), который поступает науправляющие входы регистров 14 и 15, осуществляется запись содержимого счетчика13 в регистр 15 и запись содержимого счетсти магнитного поля в катушке 29, в регистр 14. Напряжение с выхода цифроаналоговогопреобразователя (ЦАП) 22, пропорциональное коду числа в регистре 15, поступает 45 на вход У двухкоординатного самопишущего прибора 23. Напряжение с выхода ЦАП 21, пропорциональное коду числа в регистре 14, поступает на вход Х прибора 23.При калибровке устройства, регулируя 50 величину опорного напряжения ЦАП 21 и 22; устанавливают по осям Х и У двухкоординатного самопишущего прибора 23 удобный масштаб,Импульсс пятого выходадешифратора 55 11 (фиг.2 и) через элемент ИЛИ 16 увеличивает на единицу содержимое счетчика 17.и устанавливает триггер 12 в нулевое состояние, что приводит к увеличению напряженности магнитного поля в катушке 29 на один шаг и установлению первоначальной поляочика 17, пропорционального напряженно ности магнитного поля (фиг.2 л), Величина шага увеличения магнитного поля устанавливается в пределах 2-4 А/м,Импульсом с пятого выхода дешифратора 11 также обнуляются счетчики 10 и 13.Далее .возобновляется наращивание счетчика 10 при поступлении на его вход кадровых синхроимпульсов и описанный процесс циклически повторяется при поша-, говом увеличении, амплитуды напряженности магнитного поля в катушке 29. Двухкоординатный самопишущий прибор 23 регистрирует на диаграммной бумаге кривую зависимости сигнала, пропорционального амплитуде смещения доменных границ контролируемого доменосодержащего слоя от амплитуды напряженности магнитного поля, При завершении процесса измерения, когда в счетчике 17 будет зафиксировано заранее заданное число шагов увеличения магнитного поля, на выходе дешифратора 24 появляется сигнал высокого уровня, который сбрасывает счетчик 17 и триггер 25. Низкий уровень с выхода триггера 25 запрещает прохождение кадровых синхроимпульсов на вход счетчика 10. Величина коэрцитивной силы определяется путем экстраполяции линейной части кривой, полученной на диаграммной бумаге двухкоординатного самопишущего прибора 23, до пересечения с осью Х.Формула изобретения Устройство для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур, содержащее оптически последовательно соединенные источник света, поляризатор, микроскоп, анализатор и передающую телевизионную камеру, два триггера, последовательно соединенные коммутатор, биполярный источник тока, катушку для создания магнитного поля, при этом второй вход коммутатора соединен с выходом первого триггера, три счетчика, источник питания с цифровым управлением, вход которого соединен с выходом первого счетчика, дешифратор, три элемента И, генератор опорной частоты, усилитель-фор- мирователь, селектор кадровых синхроимпульсов, вход которого соединен с выходом передающей телевизионной камеры.и с входом усилителя-формирователя, а выход - с перым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход - с первым входом второго счетчика, выход которого соединен с входом первого дешифрэтора, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй выход - с первым входом первого, триггера, третий выход - с первым входом третьего элемента Иа пятый выход, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101- с вторым входом второго счетчика и первым входом третьего счетчика. второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и с вторым входом второго элемента И, а третий вход - с выходом усилителя-формирователя и с третьим входом второго элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения коэрцитивной силы в каждом слое структуры, в него введены второй дешифратор, два регистра, два цифроаналоговых преобразователя, двухкоординатный самопишущий приборэлемент ИЛИ, первый вход которого соединен с пя тым выходом первого дешифратора и с вто-.рйм входом первого триггера, второй вход - с первым входом второго триггера, а выход - .с первым входом первого счетчика,второй вход которого соединен с вторым входом второго триггера и с выходом второго дешифратора, а выход - с входом второго дешифратора и вторым входом первого ре гистра, первый вход которого соединен.счетвертым выходом первого дешифратора и первым входом второго регистра, а выход - с входом первого цифроаналогового преоб. разователя, выход которого соединен с, пер в ы м входом двух коо рди н атно госамопишущего прибора, второй вход которого соединен с выходом второго цифроана-.логового преобразователя, вход которого соединен с выходом второго регистра, вто рой вход которого соединен с выходомтретьегосчетчика, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, причем выход источника питания с цифровым управлением соединен с первым входом 20 коммутатора.