Гистериограф

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕИИЯК АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 949566(23) ПриоритетОпубликовано 070882, Бюллетень Мо 29 Р 11 М К з С 01 К 33/14 Государственный комитет СССРо делам изобретений и открытий,44(0888) Дата опубликования описания 0708.82 ч . С,Г,Арушанов, А,А.Мурадов, И.Н.Сапранков и С.С.Суханов(72) Авторы изобретения Ъ,Заявитель Туркменской СС изико-технический инстит 54) ГИСТЕРИОГР Изобретение относится к Областимагнитных измерений свойств материалов и предназначено для снятия динамической петли гистерезиса магнитного слоя пленочных и проволочныхмагнитных носителей записи,Известны гистериографы, которыесодержат систему намагничивания испытуемого образца, подключенную кгенератору переменного тока, первичный преобразователь напряженности намагничивающего поля с измерительнымтрактом, первичный преобразовательиндукции в испытуемом образце с соответствующим измерительным трактом,графопостроитель, подключенный квыходам измерительных трактов, и систему компенсации влияния намагничивающего поля на тракт измеренияиндукции в испытуемом образце 1 . недостатком гистериографов, предназначенных для испытания магнитных образцов с малым поперечным сечением является то, что они снабжаются системой компенсации влияния намагни чивающего поля на преобразователь индукции в испытуемом образце, поскольку это влияние в таком случае существенно. Известны также устройства для иэмерения характеристик ферромагнитныхматериалов, которые содержат торо идальную катушку намагничивания образца, подключенную к генераторупеременного тока, первичный преобразователь напряженности намагничивающего поля с соответствующимизмерительным трактом и первичныйпреобразователь индукции в испытуемом образце с измерительным трактом. Выходы измерительных трактовподключены к регистрирующему устройству (графопостроителю), В качестве преобразователя напряженности поля используется резистор, включенный последовательно в цепь питания катушки намагничивания. В качестве.первичного преобразователяиндукции в испытуемом образце используется феррозонд, размещенныйв центре тороидальной катушки, Размещение в центре тора преобразова-,теля индукции позволяет снизить 25 влияние намагничивающего поля натракт измерения индукции в образце.Испытуемый образец помещается в магнитное поле торойдальной катушки.Намагниченность испытуемого обраэ ца измеряется феррозондом за счетФ50 65 регистрации поля рассеяния образца. Сигналы обоих каналов (канала измерения индукции и канала измерения напряженности поля) используются графопостроителем для записи динамической петли гистерезиса 2 . 5Недостатком известного устройства является низкая чувствительность, которая не позволяет испытывать образцы магнитных носителей с малым поперечным сечением. Указанный не- О достаток обусловлен слабым коэффициентом связи первичного преобразователя индукции .(ферроэонда) с полем рассеяния испытуемого образца, определяемый обратно пропорциональной 15 зависимостью от расстояния между преобразователем и испытуемом образцом.Цель изобретения - повышение чувствительности измерений. 20Поставленная цель дбстигается тем, что гистериограф, содержащий элемент намагничивания витка спирали однородным циркулярным магнитным полем, подключенный к генератору переменного тока, первичные преобразователи напряженности намагничивающего поля и индукции в витке спирали с соответствующими измерительными трактами, к выходам которых подключены регистрирующий прибор, и элемент компенсации влияния намагничивающего поля на тракт измерения индукции в витке спирали, снабжен держателем витка спирали, центр которого совпадает с центром эле 35 мента намагничивания, при этом магнитная ось первичного преобразователя индукции, установленного в месте разрыва витка спирали, ориентирована перпендикулярно силовым линия 40 намагничивающего элемента.На чертеже приведена структурная схема устройстваЭлемент 1 намагничивания образ ца 2 (представленный на чертеже в виде одиночного проводника) подключен к генератору 3 переменного тока. В поле намагничивающего элемента 1 расположен испытуемый образец 2, удерживаемый держателем по форме образца (не показан) в циркулярном магнитном поле в виде витка спирали, а также первичный преобразователь 4 индукции в испытуемом образце, размещенный междуторцами испытуемого образца таким образом, что магнитная ось преобразователя перпендикулярна вектору напряженности намагничивающего поля. В намагничивающем поле установлен первичный 60 преобразователь 5 напряженности поля, Оба первичных преобразователя подключены к входам соответствующих первого и второго измерительных трактов 6 и 7, выходы которых подсоединены к входам графопостроителя 8. В качестве системы компенсации влияния намагничивающего поля на преобразователь индукции в образце показан аттенюатор 9, подключенный между .выходом преобразователя 5 напряженности поля и входомвторого измерительного тракта 7 индукции в образце,Устройство работает следующим образом. При протекании переменного тока,создаваемого генератором 3, по эле менту 1 намагничивания создается переменное магнитное поле, намагничивающее испытуемый образец 2, Напряженность намагничивающего поля измеряется первичным преобразователем 5 с первым измерительным трактом 6. Всвязи с тем, что при измерениисвойств тонких магнитных носителейнапряженность намагничивающего поля в точке размещения данного преобразователя 5 на несколько порядковпревышает напряженность поля рассеяния испытуемого образца, выходное напряжение первичного преобразователя 5 напряженности с высокойточностью повторяет форму напряженности намагничивающего поля. Дляизмерения индукции в испытуемом образце предназначен первичный преобразователь 4 индукции с вторымизмерительным трактом 7. Посколькунапряженность намагничивающего намного порядков первышает напряженность поля. рассеяния испытуемого образца, задача выделения информативной составляющей (поля рассеяния образца) решается в данном гистериографе за счет придания спиралевидной формы испйтуемому образцу и указанного расположения первичного преобразователя по отношению к испытуемому образцу. Придание образцу спиралевидной формы позволяет сконцентрировать поле рассеяния в пространстве между его торцами и повернуть вектор напряженности поля рассеянияообразца на 90 относительно вектора напряженности намагничивающего поля. Ориентация преобразователя индукции, в испытуемом образце позволяет за счет использования направленных свойств преобразователя индукции выделить составляющую напряженности поля рассеяния образца и получить информацию о состоянии испытуемого образца,Действительно, циркулярное магнитнре поле характеризуется высокой однородностью напряженности поля по окружности и отсуствием радиальной составляющей напряженности поля, Внесение испытуемого образца магнитного носителя, имеющего форму виткаспирали в магнитное поле, приводит ктому, что поле рассегния испытуемого образца концентрируется между торцами образца, причем это сопрсвождается появлением радиальной составляющей напряженности поля. Для выходного напряжения 04 первичного5 преобразователя индукции можно записать04 = Я (Нсозо+Нсов),где Б - чувствительность первичного преобразователя индукции;Н - напряженность намагничиваюНщего поля в точке размещения первичного преобразователя; 15б, - урол между магнитной осьюпреобразователя и векторомнапряженности намагничивающего поля;Нн - напряженность поля Рассеяния образца в точке. Размещения первичного преобразователя;(Ь - угол между магнитной осьюпреобразователя индукции ивектором напряженности полярассеяния образца.Присс =90 о и=0 напряжение на выходе,преобразователя индукции однозначно определяет напряженность поля рассеяния испытуемого образцаТаким образом, предлагаемое устройство позволяет выделить информацию о намагниченности испытуемого образца. При этом чувствительность измерений увеличивается за счет более полного использования потока рассеяния образца, поскольку практически весь магнитный поток, рассеиваемый испытуемым образцом регистрируется первичным преобразователем индук ции в то времякак в известном устройстве регистрйруемая компонента не превышает 1 Ъ от потока в испытуемом образце. Влияние намагничиваю- щего поля наблюдается из-за наруше ния условияос =90 ,Для ликвидации этого влияния на преобразователь индукции в испытуемом образце требуется дополнительная юстировка преобразователя в намагничивающем 5 р поле либо использование системы компенсации этого влияния. В качестве такой системы показан аттенюатор 9, подключенный между выходом преобразователя 5 напряженности поля и входом второго измерительного тракта 7 индукции в образце. Таким образом, подбирая уровень выходного сигнала аттенюатора 9, компенсируют сигнал, вызываемый намагничивающим полем в преобразователе индукции в испытуемом образце. В качестве первичных преобразователей ин,",укции в испытуемом образце и напряженности намагничивающего поля целесообразнее использовать преобразователи Холла. В этом случае из-за малогабаритности преобразователей удается достичь минимального расстояния между торцами испытуемого образца, следовательно эффективнее использовать поток рассеяния образца, а также использовать систему автоматической компенсации влияния намагничивающего поля на преобразователь индукции.Испытуемому образцу может быть придана форма в виде обычной спирали постоянного радиуса намотки. При этом первичный преобразователь индукции соответственно должен быть установлен между торцами испытуемо-. го образца так, что его магнитная ось параллельна оси проводника с током,Чувствительность предлагаемого устройства достаточна.; для испытания магнитных пленок с толщиной магнитного покрытия 0,01 мкм.Формула изобретенияГистериограф, содержащий элемент намагничивания витка спирали однородным циркулярным магнитным по-лем, подключенный к генератору переменного тока, первичные преобразователи напряженности намагничивающего поля и индукции в витке спирали с соответствующими измерительными трактами, к выходам которых подключен регистрирующий прибор, и элемент компенсации влияния намагничивающего поля на тракт измерения индукции в витке спирали, о т л и - ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, он снабжен держателем витка спирали, центр которого совпадает с центром элемента намагничивания, при этом магнитная ось первичного преобразователя индукции, установленного в месте разрыва витка спирали, ориентирована перпендикулярно силовымлиниям иамагничивающего элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 410344, кл, 6 01 И 33/1419742. Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов. М., ф 1 Энергияф, 1969, с. 122.949566 Составитель Г.Змиевскаедактор Г.Капалап Техред Т. Маточка Корректс ятк каз 5743/3ВН о писное/5 илнал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,5 Тираж 717ИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушска а ССС тий наб.,