Способ измерения коэрцитивной силы цилиндрических тонких магнитных пленок

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о 11737897 Сеизз Соеетских Ссзциалистических Республик(22) Заявлено 300178 (21) 2573788/18-21 с присоединением заявки МЯ -Государственный комитет СССР но делам изобретений и отрытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ,ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК 2Изобретение относится к неразруша- вания, индуктируемый потоком перемагющим методам контроля качества и ничивания пленки и несущий информацию свойств ферромагнитных материалон, а о ее магнитном состоянии, наблюдают именно к определению магнитных харак- на экране осциллографа, а величину теристик цилинд 1 эических тонких маг постоянного тока считывают по шкале нитных пленок (ЦТМП), и может быть стрелочного прнбора. Преобразование использовано для измерения коэрцитив- информации о магнитном состоянии пленной силы участков цТМП в производст- ки в сигнал считывания и передачу его ве однородных тто магнитным свойствам для наблюдения на экране осциллограобразцов. )О Фа осуществляют схемами, в которыхизвестны способы измерения коэрци- образец цтмп янляется их составным тивной силы тонких магнитных пленок, элементом.в которых разрушение намагниченности Процесс измерения при наблюдении пленки ндоль оси легкого намагничи- сигнала считыванйя на экране осцилнания (ОЛН) осуществляют полем постолографа длителен и утомителендля янного тока регулируемой величины . оператора, точность зависит от фик), При измерении коэрцитивной силы сации оператором момента умеиьшения этим способом по оси легкого намагни- до нуля сигнала считывания на экране чивания действуют двумя полями: им- осциллографаи отсчета"величины по- пульсным полем предварительно намаг О стоянного тока по шкале стрелочного ничинают пленку до насыщения, полем прибора. Фиксация сигнала считывания постоянного тока регулируемой величи- по другому индикатору (кроме осцилны разрушают это состояние. По одно- лографа) усложняет всю аппаратуру му из направлений оси трудного иамаг- контроля.ничивания (ОТН) подают импульс поля 25 Преобразование информации о магнит- опроса магнитного состояния пленки. ном состоянии пленки и передача сигнаПо величине разрушающего поля, при ла считывания для наблюдения на экра- -которой сигнал считывания с пленки не осциллографа схемами, в которых обращается в ноль, определяют коэр- образец ЦТМП является их составным цитивную силу пленки. Сигнал считы элементом, приводит к .тому, что кро"ме сигнала считывания, вызванного потоком перемагничивания, в пленке перемагничивающим полем наводится сигнал помехи. Для компенсации помехи применяют схемы, настройка которых зависит от переходного сопротивления контактов в местах подключения образца ЦТМП к другим элементам схем,Известен также способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных из, делий, заключающийся в том, что иэделие намагничивают, включают раэмагничивающий ток, увеличивающийся во времени, сравнивают сигнал, пропорциональный магнитной индукции в изделии, с опорным сигналом, неизменным в пределах цикла измерения, производят отсчет размагничивающего тока в момент совпадения указанных сигналов и по величине этого тока судят об измеряемой величине коэрцитивной силы 2)Основным недостатком данного способа является значительная погрешность измерения, обусловленная нестабильностью опорного сигнала. Цель предлагаемого иэобретения -повышение точности.Поставленная цель достигается тем,что в способе измерения козрцитивнойсилы, основанном на сравнении сигнала, пропорционального магнитной индукции в пленке, с опорным сигналом,переменным синусоидальным током Формируют магнитное поле опроса и магнитное опорное поле, перемагничиваютпленку сформированным полем опросапо оси трудного намагничивания, определяют момент полного размагничивания пленки по оси легкого намагничивания по уменьшению амплитуды вторичной ЭДС, пропорциональной ийдукции в пленке по оси трудного намагничивания, сравнивают его с амплитудой вторичной ЭДС, пропорциональноймагнитному опорному полю, фиксируютравенство указанных амплитуд и регистрируют значение размагничивающего тока.На Фиг. 1 изображена кривая намагничивания пленки по оси легкого намагничивания (ОЛН) и график изменения магнитных полей вдоль этой кривой;на Фиг. 2 - кривая намагничивания.пленки по оси трудного намагничивания (ОГН) и график изменения синусоидального поля вдоль этой кривой;па Фиг. 3 - график. изменения амплитуды вторичной ЭДС пропорциональнойиндукции (В) в пленке по ОТН в зависимости от изменения размагничивающего тока; на фиг. 4 - блок-схеМаустановки, позволяющей осуществлятьизмерение коэрцитивной силы (Нс) участков цилиндрических тонких магнитных ленок.Способ осуществляют следующим об- разом.45 Величину разрушающего поля постоянного тока можно определить из выражения для напряженности поля вокругпроводника с током, т. е,И ЛР ф 1) 50 где Н - напряженность поля на поПРверхности проводника с током;55 Э - амплитуда тока, протекающего по проводнику;Р - диаметр проводника.В момент разрушения до нуля остаточной индукции пленки постоянным полем по ОЛН величина разрушающего по- Ж ля соответствует коэрцитивной силепленки, т. е. Нр Нс ,Э (2)ЭГр С 65 где Н с - коэрцитив на я сила пленки; Установочнью импульсом тока, создающим поле Н в направлении ОЛН,намагничивают пленку до насыщения водно иэ устойчивых состояний (фиг. 1).Регулируя величину постоянноготока, создающего поле Нь противоположной полярности также в направлении ОЛН, разрушают остаточную индукцию в пленке (Фиг. 1) .Затем синусоидальным током, создающимполе опроса Нт магнитного состояния пленки по ОЛН, перемагничиваютпленку вдоль направлений ОТН (Фиг. 2).При перемагничивании пленки синусоидальным полем по ОТН индукция (В)в пленке изменяется в соответствии с 15 кривой намагиичивания. Вторичная ЭДСперемагничивающего тока (фиг. 3)пропорциональна индукции (В) в пленке и соответствует максимуму ее внасыщении (В ) . Вторичная ЭДС, пропор- Щ циональная напряженности опорного магнитного поля, имеет постоянное значение.При разрушении остаточной индукциив пленке постоянным полем по ОЛН донуля, перемагничивания пленок и измерения индукции в ней по ОТН не происходит. Вторичная ЭДС принимает значение, пропорциойальное напряженностимагнитного поля опроса.Так как напряженности магнитногополя опроса и опорного магнитного по-ля одинаковы, то и вторичные ЭДС ихтакже одинаковы.Таким образом, момент равенствавторичных ЭДС пропорциональной напряЗ 5 женности магнитного поля опроса и пропорциональной напряженности опорногомагнитного поля при перемагничиваниипленки с синусоидальным полем по ОТНи разрушении остаточной индукции по О стоянным полем по ОЛН до нуля свидетельствует о величине этого поля, соответствующего козрцитивной силепленки.П - диаметр проволочной подложки с цилиндрической тонкоймагнитной пленкой.Блок-схема установки, позволяющей осуществлять предлагаемый способ измерения коэрцитивной силы цилиндрических тонких магнитных пленок (ЦТМП),5 включает источник 1 импульсного намагничивающего тока (фиг. 4), источник 2 постоянного тока регулируемой величины, контакты 3 и 4 для закрепления в них проверяемой ЦТМП 5 требуемой длины, резистор 6, генератор 7 синусоидального напряжения, первичную обмотку 8 формирователя магнитного поля опроса, первичную обмотку 9 формирователя магнитного опорного поля, ре зистор 10, электронный вольтметр 11, вторичную обмотку 12 формирователя поля опроса, вторичную обмотку 13. формирователя опорного поля, усилитель 14, усилитель 15, вольтметр 16, вольтметр 17 и амперметр 18.Импульсное поле Н(, намагничивающее до насыщения участки ЦТМП 5 по ОЛН, создают током от источника 1, Поле, разрушающее остаточну:о индукцию д 5 участков ЦТМП 5 по ОЛН, создают током от источника 2. Величину тока измеряют амперметром 18.Поле Нт, перемагничивающее участки ЦТМП 5 по ОТН, создают в первичной обмотке 8 током от генератора 7, Этим же током от генератора 7 создают в первичной обмс тке 9, включенной последовательно с обмоткой 8, магнитное опорное поле.Необходимое значение тока в обмотках 8 и 9 устанавливают изменением выходного напряжения генератора 7 и контролируют вольтметром 11 на резисторе 10, включенном последовательно с обмотками 8 и 9. Напряжение вторич нойобмотки 12 усиливают усилителем 14 и фиксируют стрелочным прибором вольтметра 16. Напряжение вторичной обмотки 13 усиливают усилителем 15 и фиксируют стрелочным прибором вольт метра 17. При увеличении тока в образце ЦТМП 5 от источника 2, напряжение на выходе вторичной обмотки 12 уменьшается и в момент разрушения остаточной индукции (В) в пленке по ОЛН до нуля, равно напряжению на выходЕ вторичной обмотки 13.В момент достижения стрелкой прибо. ра вольтметра 16 значения шкалы, одинакового со значением шкалы стрелочного прибора вольтметра 17, регистри- э 5 руют величину тока в образце 5 ЦТМП амперметром 18. Величину поля, разрушающего остаточную индукцию в образце 5 ЦТМП по ОЛН до нуля и соответствующего коэрцитивной силе участка образца 5 ЦТМП, определяют извыражения (2)ЭнР аВ, Использование предлагаемого способа измерения коэрцитивной силы цилин" дрических тонких магнитных пленок упрощает процесс измерений за счет преобразования и передачи информации о магнитном состоянии пленки по амплитуде вторичной ЭДС без контакта с образцом ЦТМП; упрощает процесс измерений за счет однотипных операций наблюдения, уменьшения амплитуды вторичной ЭДС и регистрации величины постоянного тока по показаниям стрелочных приборов, упрощает аппаратуру контроля за счет использования в кана, - лах преобразования и передачи информации о магнитном состоянии пленки ре-. зонансных устройств; повышает точность измерений за счет исключения влияния помех, наводимых в образце ЦТМП, как элементе схемы, перемагничивающим полем и исключаетвлияние нестабильностей опорного сигналаФормула изобретенияСпособ измерения коэрцитивной си"лы цилиндрических тонких магнитныхпленок, основанный на сравнении сигнала, пропорционального магнитнойиндукции в пленке, с опорным сигналом, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения,переменным синусоидальнымтоком формируют магнитное поле опроса и магнитное опорное поле, перемагничивают пленку сформированнымполем опроса по оси трудного намагничивания, определяют момент полного размагничивания пленки по оси легкого намагничивания по уменьшениюамплитуды вторйчной ЭДС, пропорциональной индукции в пленке по оситрудного намагничивания, сравниваютего с амплитудой вторичной ЭДС, пропорциональной магнитному опорномуполю, фиксируют. равенство указанныхамплитуд и регистрируют значение размагничивающего тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Сборник Запоминающие устройства Тонкие магнитные пленки.М;, 1 Наука, 1968, с. 76-78.2. Авторское свидетельство СССРУ 467304, кл. С 01 й 33/12, 1976,737897 В Составитель Е. ДанилинаС. Тимохина Техред М,Кузьма . Корректор кмар Редакт ираж 1019 ПП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 2563/7ЦНИИПИ.ио д113035, Мос осударственн елам изобрете ква, Ж, Р Подписноего комитета СССРий и открытийушская наб., д. 4/5