Магнитооптический способ регистрации динамических петель магнитного гистерезиса и устройство для его осуществления

ОЮЭ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 9) 4(51) С 01 К 33/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ния модуля, пос ные блок задерж татор, а также соединенные вто ратор, второй к тор, при этом в едовательно соединеи и первый коммуоследовательноой задающий генес аммутатор и уммыход сумматорам импульсного ис соединен с вхо точника иэлуче а второй вход - коммутатора, вто соединен с выхоего генератора,ыходом ервог торог ой вход м перв аада ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМф 928275, кл. С 01 К 33/12, 1979,2. Авторское свидетельство СССРВ 976410, кл, С 01 К 33/14, 1981.(54)МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПЕТЕЛЬ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Магнитооптический способрегистрации динамических петельмагнитного гистерезиса, заключающийся в импульсном освещении образца и регулировании скорости регистрации обратно пропорциональноскорости изменения угла вращенияплоскости поляризации отраженногосветового потока, о т л и ч а ю"щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регистрации, образецосвещают дополнительными световыми импульсами, а регулирование,скорости регистрации осуществляютдо скорости изменения угла вращения плоскости поляризации дополнительного светового потока.2. Устройство для регистрациидинамических петель магнитногогистереэиса, содержащее последователЪно соединенные генераторпеременного тока, блок намагничивания и преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные между собой импульсный источникизлучения, поляризатор, анализатори приемник излучения, последова- фтельно соединенные генераторопорного напряжения, аттенюатор, интегратор, компаратор и формирователь импульсов,.последовательносоединенные узкополосный усилительи синхронный детектор, второй входкоторого соединен с выходом задающего генератора, последовательносоединенные дифференциатор и блоквыделения модуля, а:также генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с вторымвходом компаратора, в вход - свыходом блока намагничивания и вы"ходом стробоскопического преобразователя, выход которого соединенс первымвходом регистратора, выходприемника излучения соединен с входом узкополосного усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, в устройство дополнительно введеныпоследовательно соединенные второйузкополосный усилитель, второйсинхронизирующий детектор, второйдифференциатор и второй блом выделе11 а третий вход - с вторым выходом блока задержки и вторым входом стробоскопического преобразователя, первый и второй входы второго коммутатора соединены соответственно с первым и вторым выходом формирователя импульсов и первым и вторым входами блока задержки, выход второго блока выделения модуля - с вторым входом аттенюатора, вход первого узкополосного усилителя -58950с входом второго узкополосного усилителя, второй вход второго синхронного детектора в .с выходом второго задающего генератора, выход первого блока выделения модуля - с третьим входом блока задержки, вход дифференциатора подключен к первому входу регистратора, второй вход которого, соединен с выходом первого синхронного детектора.Изобретение относится к магнитным измерениям и может, быть использовано для излучения магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов.Цель предложенного технического решения - повышение точности измере ний.На фиг. 1 приведена блок-схема; на фиг. 2 - диаграммы Формирования напряжений на блоках, поясняющие работу устройства. ИУстройство для регистраций динамических петель.магнитного гистереэиса содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного тока, блок 2 намагничивания и преобразователь 3 напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные между собой импульсный источник 4 излучения, поляризатор 5, анализатор 6 и приемник 725 излучения, последовательно соединен" .ные генератор 8 опорного напряжения, аттенюатор 9, интегратор 10, компаратор 11 и формирователь 12импульсов, последовательно соединеннь узкополосный усилитель 13 и синхронный детектор 14, второй вход которого связан с выходом задающего генератора 15 а также последовательно соединенные дифференциатор 16 и.блок 17 выделения модуля, а также генератор,18 пилообразного напряжения, выход которого связан со вторым входом компаратора 11, ,а вход - с выходом блока 2 намагничивания и выходом стробоскопического преобразователя 19, выходкоторого соединен с первым входомрегистратора 20, выход приемника 7излучения электрического связанс входом узкополосного усилителя13, последовательно соединенные второй узкополосный усилитель 21,второй синхронизирующий детектор22, второй дифференциатор 23 и второй блок 24 выделения модуля, последовательно соединенные блок 25эйдержки и первый коммутатор 26,последователько соединенные второйзадающий генератор 27, второй коммутатор 28 и сумматор 29, а такжеобразец 30, при этом выход сумматора 29 соединен с входом импульсного источника 4 излучения, а второйвход с выходом первого коммутатора26, второй вход которого связан свыходом первого задающего генератора 15, а третий вход - со вторымвыходом блока 25 задержки и вторымвходом стробоскопического преобразователя 19 первый и второй входывторого коммутатора 28 соединенысоответственно с первым и вторымвыходом Формирователя 12 импульсови первым и вторым входами блока 25задержки, выход второго блока 24выделения модуля - с вторым входоматтенюатора 9, вход первого узкополосного усилителя 13 - с входомвторого узкополосного усилителя 21,второй вход второго синхронногодетектора 22 - с выходом второгозадающего генератора 27, выход первого блока 17 выделения модуляс третьим входом блока 25 задержки, вход дифференциатора 16 подключен к первому входу регистратора20, второй вход которого соединенс выходом первого синхронного детектора 14, 5Предлагаемый способ реализуют спомощью предлагаемого устройстваследующим образом.Генератор переменного тока 1вырабатывает переменный ток заданной частоты ы, который с помощьюблока 2 намагничивания преобразуется в напряженность магнитногополя Н (Фиг. 2 а), перемагничивающегоиспытуемый образец 30. В качествеблока намагничивания может использоваться, например, система катушекГельмгольца или электромагнит, а вкачестве генератора 1 переменного тока, например, усилитель мощностиф 20подключенный к выходу генераторапеременного. синусоидального напряжения.С выхода преобразователя3 напряженности магнитного поля вэлектрический сигнал напримерР 25образцового резистора, переменноенапряжение поступает на вход стробоскопического преобразователя 19и генератор 18 пилообразного напряения, который вырабатывает пилообразное напряжение с частотой в30ва раза большейчастоты входногонапряжения, затем оно поступаетна первый вход компаратора 11,а на его второй вход подается медленно нарастающее напряжение .с.вьмо- З 5да интегратора 10. В момент равенства напряжений на входах компаратора11 на его выходе происходит перепад напряжений, по которому формирователь импульсов 12 поЬчередновырабатывает на своих выходах импульсы синхронизации О(фиг. 2,б),Оф (фиг, 2 а), которые следуют счастотой перемагничивания и сдвинуты относительно друг друга на Т,При этом Фазовый сдвиг импульсовотносительно напряженности магнитного поля медленно меняется и время, за которое этот сдвиг изменяется на 2 р , равйо времени регистрации петли гистерезиса. Эти импульсыпоступают на входы вТорого коммутатора 28, который поочередно с частотой Я 2 второго задающего генератора 27 О (фиг. 2) подает их на 552первый вход сумматора 29 Ок 2(фиг,2)и через управляемый блок 25 задержки5 - на вхоаь ервого коммутатора 260су 3 1158950 4(Фиг. 2 е), 0,(фиг. 2), которыйпоочередно с частотой й, первогозадающего генератора 15 О, (Фиг, 2 з)подает их на второй вход сумматора29 О,(фиг, 2 и). Таким образом, на,выходе сумматора 29 Формируются импульсы 0 с (фиг. 2), следующие счастотой перемагничивания ы , фазакоторых с частотой Я.изменяетсяна Т, и опережающие их импульсы,следующие с той частотой ю , фазакоторых с частотой Й изменяетсяна в . Этими импульсами управляется импульсный источник 4 излучения.Световые импульсы, вырабатываемыеимпульсным источником 4 излучения,проходят поляризатор 5 и подают наобраец 30. Азимут плоскости поляризации отраженных импульсов из"меняется на угол, пропорциональныймгновенной намагниченности образца30 в момент действия импульса, причем углы для импульсов, фазы которыхсдвинуты на л , равны по величинеи противоположны по знаку. Таким1 обраэом после анализатора 6 в спектре потока, подающегона приемник 7излучения, появляются гармоники с час 6тотои Я и Я амплитуды которыхпропорциональны мгновенному значениюугла вращения плоскости поляризацийв материале образца 30 в.моментывремени, сдвинутые друг относительно друга на величину, определяемуюуправляемым блоком 25 задержки. После преобразования потока излученияв электрический сигнал из негопервым узкополосным усилителем 13выделяется гармоника с частотой Я1детектируется первым синхронНымдетектором 14 и поступает на У-входдвухкоординатйого регистратора 20.Из этого же сигнала. вторым узкополосным усилителем 26 выделяетсягармоника с частотой Я , детектируется вторым синхронным детектором22, проходит второй дифференциатор23 и второй блок 24 выделения модуля, на вьмоде которого формируется напряжение, пропорциональное.модулю скорости изменения углавращения плоскости поляризацииопережающих световых импульсов,Этим напряжением изменяется коэффициент передачи аттенюатора 9, который изменяет напрящение, подавае"мое от генератора 8 опорного напряжения к интегратору 10, и тем самым1158950 5регулирует скорость регистрации петли гистерезиса. Величина задержки между импульсами должна быть пропор циональна скорости регистрации. Для этого выходное напряжение стробоско. пического преобразователя 19, который управляется импульсами с выхода управляемого блока 25 задерж. ки поступает на Х-вход двухкоординатного регистратора 20 и через первый дифференциатор 16 - на первый блок 17 выцеления модуля, на выходе которого Формируется напряжение,пропорцинальное скорости регистрации, это напряжение подается науправляемый блок 25 задержки и изменяет величину задержки,Таким образом, скорость регистрации петель гистерезиса регупируется по опережающим импульсам, темсамым компенсируется задержка, возникающая при измерении в узкой поло -16 се частот скорости изменения углавращения плоскости поляризации,и повьниаетсн точность и производительность измерений., Н ЮГУ д Составитель М. КлишоваРедактор А. Долинич Техред Т,Дубинчак Корректор С. Черн 581/45ВНИИПИ Го Подписное ака делам Мос113 Патент",Филиал ЙП Ужгород, ул. Проектна у Рур Тираж 748дарственного кэобретений и оа, 3-35, Раушс митета СССРкрытийая наб., д. 4