Устройство для измерения динамических характеристик материалов с цилиндрическими магнитными доменами

Союз СоветскиСоциалистическиРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кл. 6 О й 33/2 1 ввударатвевыВ виктвт СИР ае деаам кэвбрвтвнЯ и еткраей(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИИАГНИТНЬМИ ДОМЕНАМИ Изобретение относится к проектированию и изготовлению запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦИД),а более конкретно к аппаратуре контроля динамических% характеристик материалов с ЦМД. Известно устройство для определе" иия динамических характеристик материалов с ЦИД, основанное на фотоэлектрическом способе регистрации смещения доменных стенок под воздействием переменного гармонического магнитного поля с частотой ОЭ, Устройство содержит источник света (ла-. зер малой мощности), питающее устройство для источника света, поляризатор, микроскоп, анализатор, катушку для создания переменного магнитного поля, усилитель тока в катушке,генератор переменного тока,фотоэлектронный умножнтель,предусилитель,измеритель амплитудно-частотной характеристики Ы . Недостатком этого устройства является большая погрешность измерения. Погрешность измерения динамических характеристик на этой установке в первую очередь ограничивает"ся шумамн регистрирующего канала и источника излучения, При использовании широкополосного усилителя и отсутствии схем усреднения и вычитания помех на образцах с малым фарадеевским вращением и малым Кэ отношение сигнал-шум находится в пределах от 2 до 5. Поэтому погрешность измерения подвижности доменных стенок и скорости их движения составляет 20-403.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее пере". страиваемый генератор высокой частоты, оптически связанные источник света, поляризатор, анализатор и фотоэлектронный умножитель,катушку45 для создания переменного магнитногополя, введены последовательно соегиненные первый кварцевый генератор,первый смеситель, первый фильтрнижних частот, второй смеситель,усилитель промежуточной частоты, пиковый детектор,компаратор и программный блох, последовательно соединенные второй кварцевый генератор, третий смеситель, второй фильтр нижнихчастот, стабилизатор амплитуды переменного тока, преобразователь частота-код, арйфметический блок и блокввода-вывода, а также аналоговыйзапоминающий блок, вход которогосоединен с выходом пикового детектора, а выход - со вторым входомкомпаратора, второй выход програм-много блока соединен со вторым входом арифметического блока, выходфотоэлектронного умножителя соединенсо вторым входом второго смесителя,вход перестраиваемого генератора высокой частоты связан со вторым вхо"дом программного блока, выход - совторыми входами первого и третьегосмесителей, а выход стабилизатораамплитуды переменного тока " с катушкой для создания переменного магнитного поля,На чертеже показана блок-схемаустройства,Устройство содержит фотоэлектронный умножитель 1, анализатор 2, катушку 3 для создания переменноговысокочастотного магнитного поля,образец 4, поляризатор 5, осветитель 6,блок 7 ввода-вывода, последовательно соединенные кварцевыйгенератор 8,.смеситель 9, фильтр. 10 нижних частот, стабилизатор 1 1амплитуды переменного тока, преобразователь 12 частота-код и арифметический блок 13, программный блок14, последовательно соединенные кварцевый генератор 15, смеситель 16,фильтр 17 нижних частот, смеситель8, усилитель 19 промежуточной частоты, пиковый детектор 20 и компаратор21, анаюговый запоминающий блок 22,перестраиваемый генератор 23 высокойчастоты.Устройство работает следующим образом.Световой поток от осветителя б,модулированный доменной структуройобразца 4, находящейся под воздействием переменного магнитного полякатушки 3, пройдя через поляриза 5 ФО 15 30 25 30 35 40 тор 5 и анализатор 2 поступает на фотоэлектронный умножитель 1, где преобразуется в электрический сигнал.Йо команде с программного блока 14 осуществляется линейное измене-. ние частоты генератора 23, напряжение которого поступает на входы смесителей 9 и 16. На второй вход смесителя 9 поступает частота с кварцевого генератора 8, а на второй вход смесителя 16 - частота с кварцевого генератора 15, Частоты кварцевых генераторов отличаются друг от друга на 100 кГц. При смешивании частот кварцевых генераторов 8 и 15 с частотой генератора 23 на выходе фильтров 10 и 17 нижних частот выделяются разностные частоты Гр, и Гр, , гдеР РВЧ г12 ГЬЧ сГфкоторые изменяются в диапазоне от 200 кГц до 15 МГц. Разностные частоты отличаются одна от другой на одну и ту же величину 100 кГц.С выхода фильтра 10 нижних частот сигнал поступает на широкополосный усилитель-стабилизатор 11 амплитуды переменного тока, который нагружен на микрокатушку, создающую магнитное поле одной напряженности в диапазоне частот 0,2-15 МГц. Магнитное пбле воздействует на доменные границы образца и приводит их в колебание, в результате чего осуществляется модуляция светового потока. Световой поток преобразуется фотоэлектрическим умножителем 1 в электрический сигнал, который поступает на вход смесителя 18, где смешивается с частотой, выделенной фильтром 17 нижних частот, в результате при помощи усилителя 19 промежуточной частоты выделяется промежуточная частота, Усилитель 9 позволяет получить необходимую избирательность и повысить отношение сигнал-шум. Сигнал промежуточной частоты детектируется пиковым детектором 20. Величина сигнала с пикового детектора пропорциональна амплитуде смещения доменных границ, Сигнал с пикового детектора 20 поступает на вход компаратора 21 и аналогового запоминающего блока 22. За время первого цикла изменения частоты пере-. менного магнитного поля осуществляется вблоке 22 запоминание максимального сигнала, пропорционального смещению доменных стенок и выделение, 894627 Источники информации,46 принятые, во внимание при экспертизе1. "Э,Арр 1,Роуз", , 1971, ч. 42. на выходе блока 22 сигнала с уровнем, 0,7, За время второго цикла изменения частоты на компаратор 21 поступает сигнал с блока 22, соответствующий уровню 0,7 от максимального сигНала, и сигнал с пикового детектора 20.При достижении сигнала с пикового детектора.,(с изменением частоты воздейству 1 ощего на образец магнитйого поля, уровня, равного сигналу с блока 22, на выходе компаратора появляется сигнал, который через программный блок 14 фиксирует часто-.ту генератора 23 и разрешает прохождение кода с преобразователя 12 частота-код в арифметический блок 13. Предварительно в арифметический блок 13, через блок 7 ввода-вывода, вводятся значения периода полосовой структуры и напряженности поля насы" щения образца Ниас. Результат арифметической обработки выводится на индикаторе блока 7.Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить соотношение сигнал-шум иа входе пикового детектора до 40-50 дБ, что позволяет снизить погрешность измерения подвижности доменных стенок до 103.Помимо этого, исключается снятие и построение амплитудно-частотной характеристики для выделения значения частоты релаксации, что позволяет повысить производительность операции .измерения динамических характеристик в 10-15 раз.Формула изобретенияУстройство для измерения динамических характеристик материалов с цилиндрическими магнитныьщ доменами, содержащее перестраиваемьп генератор высокоц частоты, оптически, связан".ные источник света, поляризатор, анализатор и фотоэлектронный умножитель, катушку для создания переменноф го магнитного поля, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше"ния точности измерения, оно снабжено последовательно соединеннымипервым кварцевым генератором, пер 1вым,смесителем, первым фильтром нижних частот, вторым смесителем, усилителем промежуточной частоты, пиковымдетектором,компаратором и программнымблоком, последовательно соединен-ными. вторым кварцевым генератором, третьим смесителем, вторымфильтром нижних частот, стабилизатором амплитуды переменного .тока, преобразователем частота-код,арифметическим блоком и блоком ввода-вывода, а также аналоговым запоминающим блоком, вход которого сое"дииен с выходом пикового детектора,а выход - со вторым входом компаратора, второй выход программного бло"ка соединен со вторым входом арифметического блока, выход фотоэлектронного умножителя соединен со вторым входом второго смесителя, входперестраиваемого генератора высокойчастоты связан со вторым входом программного блока, выход - со вторымивходами первого и третьего смесителей, а выход стабилизатора амплитудыЗ% переменного тока - с катушкой длясоздания переменного магнитного по"ля,894627Составитель Е.ДанилинаРедактор Е.Папп Техред М.Тепер Корректор М.Костащтщ1482/74 Тирак 735 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскаа наб., д. 4тент", г, Уагород, ул. Проектнаяиал