Устройство для измерения магнитнойвосприимчивости

Соеоз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 050479 . (2) 2747153/18-21с присоединением заявки Их -(5 ЦМ 1 г 3 6 01 й 33/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54 ) УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при исследовании магнитныхсвойств вещества,Известно устройство, содержащеевибровозбудитель со штоком иа оицекоторого закреплен держатель образца, расположенный между измерительными катушками, помещенюае в рабочий зазор магнита. Измерительные катушки через первый избирательныйусилитель звуковой частоты подключены к сигнальному входу синхронногодетектора, к его опорному входу подключен первый выход генератора звуковой частоты, второй выход которогоподключен к вибровоэбудителю 11.Выход синхронного детектора присоединен к регистратору. К штоку прикреплен магнитный диполь, помещенный между контрольными катушками,к выходу которых подключен второйизбирательный усилитель звуковой частоты, выход которого подсоединен.куправляющему входу генератора звуковой частоты,Недостатком устройства являетсябольшая погрешность измерения магнитной восприимчивости, обусловленнаяинерционностью колеблющейся механи,ческой систеьы. В результате разность4 аз между механическими колебаниямиобразца и электрическими колебанияьк, подаваемыми с генератора эвукоф вой частоты на опорный вход синхронного детектора, зависят от частотыи амплитуды колебаний, а также отмассы образца,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерениямагнитной восприимчивости содержащеегенератор звуковой частотй, подсоединенный к вибровоэбудителю со штоком, на конце которого прикреплен15 держатель образца, расположенный между измерительными катушками, находящимися в рабочем зазоре магнита иподключенным через избирательный усилитель звуковой частоты к сигнальноЮ му входу. синхронного детектора, выход которого подсоединен к регистратору и, также, магнитный диполь,прикреплейный к штоку и выполненныйв виде катушки, подключенной черезизмеритель к стабильному источникупостоянного тока. Магнитный дипольрасположен между контрольными катуш-ками, которые подключены ко второмуизбирательному усилителю звуковой30 частоты. К его первому выходу приВ,С, Хоцей и Ю.Б, Кяетеник ь Институт физико-химических основ нерефабЬтщедицерааЪйогЬ сырья Сибирского втделения лН ССЫ ж. -:соединен индикатор амплитуды, а ко .второму присоединен опорный вход синхронного детектора.В этом магнитометре для получения информации об амплитуде и фазе механических колебаний используется магнитный диполь, колеблющийся вместе со штоком, а значит и с образцом, и контрольные катушки. Амплитуда и фаза напряжения, индуцируемого колеб-. лющимися магнитным диполем в контрольных катушках, соответствует амплитуде и фазе механических колебаний образца. Это напряжение используется для стабилизации амплитуды колебаний, а также подается на опорный вход синхронного детектора 12 . . 15Недостатком устройства является большая погрешность измерения магнитной восприимчивости исследуемого образца, из-за недостаточной стабильности амплитуды и фазы механических 2 О колебаний. Нестабильность вызвана тем, что в контрольных катушках кроме полезного напряжения, индуцируемого магнитным диполем, индуцируются также помехи, которые возникают по следующим причинам. Во-первых, механические колебания вибровозбуди 1 теля через общее основание прибора передаются к контрольным катушкам и вних индуцируется помеха, пропорциональная внешнему магнитному полю, а именно, полю магнита и земному полю. Частота помехи такая же, как у полезного напряжения, а амплитуда и фазазависят от положения контрольных катушек относиТельно внешнего магнит- Зного поля и от условий передачи колебаний от вибровоэбудителя, а также от частоты и амплитуды механическихколебаний образца. Во-вторых, поскольку используется электродинамический Щвибровозбудитель, то переменное поле,создаваемое его катушками, также индуцирует помехи в контрольных катушках.Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения магнитной восприимчивости исследуемого образца,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для измерения магнитной восприимчивости магнитометре, урсодержащем магнитный диполь, выполненный в виде катушки, генератор звуковой частоты, подсоединенный к вибровозбудителю со штоком, на концекотерого прикреплен держатель образца, расположенный между измерительными катушками, находящимися в рабочем зазоре магнита и подключеннымичерез избирательный усилитель звуковой частоты к сигнальному входу син-.хронного детектора, выход которого 40подсоединен к регистратору, введеныусилитель высокой частоты, амплитудный детектор, делитель частоты на дваи источник тока высокой частоты,подключенный.к магнитному диполю, 65 закрепленному на держателе образца,а измерительные катушки дополнитель"но подключены через усилитель высокойчастоты к амплитудному детектору,первый выход которого соединен с выходом управления генератора звуковой частоты, а второй выход черезделитель частоты на два соединен сопорным входом синхронного детектора.На чертеже показана функциональная схема вибрационного магнитометра.Устройство для измерения магнитной восприимчивости содержит генератор 1 звуковой частоты, внбровозбудитель 2 со штоком 3, источник 4 тока высокой частоты, держатель 5 образца, измерительные катушки б, магнит 7,магнитный диполь 8, выполнейный в виде катушки, избирательный усилитель 9звуковой частоты, усилитель 10 высокой частоты, амплитудный детектор 11,делитель 12 частоты на два, синхронный детектор 13 и регистратор 14,Устройство работает следующим образом,Вибровозбудитель 2, подключенныйк генератору 1 звуковой частоты, колеблет шток 3 с прикрепленным к нему держателем 5 образца, на которомзакреплен магнитный диполь 8 и образец. Поле магнита 7 намагничиваетобразец и магнитный момент колеблющегося образца индуцирует в измерительных катушках б напряжение, пропорциональное магнитной восприимчивостиисследуемого образца, которое черезизбирательный усилитель 9 звуковойчастоты подается на сигнальный входсинхронного детектора 13, выход которого подключен к регистратуру 14. Одновременно магнитный диполь 8,выполненный в виде катушки, подключенной к источнику тока высокой частоты 4, индуцирует в измерительныхкатушках б высокочастотное напряжение, модулированное по амплитуде. Модулированное напряжение подается через усилитель высокой частоты 10на вход амплитудного детектора 11,на выходах которого, получается переменное напряжение с частотой, равнойудвоенной. частоте механических колебаний. Напряжение с первого выходаамплитудного детектора 11 подаетсяна вход управления генератора 1 звуковой частоты и используется для стабилизации амплитуд механических колебаний образца.Второй выход амплитудного детектора 11 через делитель 12 частоты надва соединен с опорным входом винхрон"ного детектора 13. Частота напряженияна опорном входе синхронного детектора 13 совпадает с частотой механических колебаний образца, а разность фазмежду ними постоянна,805217 Использование источника тока высокой частоты, усиление на высокой частоте с последующим амплитудным детектированием, позволяет лучше стабилизировать амплитуду механических колебаний и фазу опорного напряжения относитель но фазы механических колебаний, В результате уменьшается погрешность измерения магнитной восприимчивости исследуемого образца.В устройстве появляется возможность контролировать отклонение нулевого положения магнитного диполя (положение его в отсутствии механических колебаний) от центра симметрии измерительных катушек. Это обусловлено тем, что при таком отклонении 15 высокочастотное напряжение в измерительных катушках, будет промодулировано, кроме второй гармоники, так же и первой гармоникой частоты механических колебаний. Перемещая 20 диполь вместе с образцом можно свести к нулю амплитуду первой гармоники и в этом случае диполь будет находиться в центре симметрии измерительных катушек25 1. Авторское свидетельство СССРР 573784, кл, С 01 Р 33/14, 1972.2. Бажан А. Н., Боровик-Романов А. С Крейнес Н,М. Магнитометр для определения величины и направления намагниченности в анизотропных кристаллах,1 Приборы и техника эксперимента", 1973, Р 1, с. 213-21 б. формула изобретения Устройство для измерения магнит 30 ной восприимчивости, содержащее магнитный диполь, выполненный в виде катушки, генератор звуковой частоты, подсоединенный к вибровозбудителю со штоком, на конце которого прикреплен держатель образца, расположенный между измерительными катушками, находящимися в рабочем зазоре магнита и подключенными через избирательный усилитель звуковой частоты к сигнальному входу синхронногодетектора, выход которого подсоединен к регистратору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения магнитной восприимчивости исследуемого образца, в него введены усилитель высокой частоты, амплитудный детектор,делитель частоты на два и источниктока высокой частоты, подключенныйк магнитному диполю, закрепленномуна держателе образца, а измеритель"ные катушки дополнительно подключенычерез усилитель высокой частоты камплитудному детектору, первый выходкоторого соединен с входом управления генератора звуковой частоты,а второй выход через делитель частоты на два соединен с опорным входомсинхронного детектора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе805217 Е.Данилина СавкаК СоставителТехред Редактор М,Недолуаенк ктор Н. Швыдкая сное илиал ППП фПатент", г. Узгород, ул. Проектная, 4 Заказ 10873/67 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Мо7 дарст иэоб ква, аж 743 Поиного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб., д