Способ измерения диаграммы прейсаха и устройство для его осуществления

СООЭ СОВЕТСКИХОВ.НЦМПиеаРЕСПУБЛИК 8 01 В ЗЗД 2 ГОС ОБР ЕН гд родопыАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИ САНИ(71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР(56) 1, Вробпевский А. А. и цр, физические основы магнитной звукозаписи.М., "Энергии, 1970, с, 387.2. Авторское свидетельство СССРМ 504160, кл. 601 й 33/12, 1975. 1(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГРАММЫ(57) 1. Способ измерения диаграммыПрейсаха, основанный на перемагничивании по частным циклам, о. т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повыенияточности и производительности измерения,магнитное состояние образца устанавливаютв определенной точке на ветви предельного гистерезисного цикла, периодическипе ремагничивают образец импульсным полем в состояние насыщения и подмагннчивают моцулирующим полем с периодом,в два раза превышающим период слецования импульсов перемагничивающегосяполя, стробируют сигнал напряжения,величина которого в каждый момент времени пропорциональна дифференциальной.восприимчивости на восхоцящей ветвичастного цикла перемагничивания, причеммоьенты стробирования устанавливаютсоответствукяпими определенному значению напряжения поля в образце, выделяютв стробированном сигнале гармоническуюсоставляющую с периодом моцулируюшегополя, при этом модупируюшее поле изменяют во времени по закону меанцра, сим метрично относительно нулевого уровня,причем моменты переключения полярностимодулируюшего поля совпадают с моментами максимального значения импульсного перемагничивающего поля, и по отношению амплитуды этой составляющей камплитуде моцулирующего поля судятоплотности распределения частиц на диаг-рамме Прейсаха в точке, координаты которой определяются в соответствии ссоотношениями е Н, ф- соответственно пмво смешенияи коэрцитивная щщв в точкегде определяется плотностьраспределениями- значение нариженности поляЯрв образце, соответствующееисходному состоянию на ветвипредельного цикла:Ь - значение напряженности поляв образце и момент стробирования..2, Устройство для осуществления спо соба по и, 1, содержащее генератор тока с намагничиваюшей обмоткой, измерительную ОЬмотку, измерительный резистор, по следовательно соединенные регулируемый нсточнйк напряжения, нуль-орган и стробо скопический смеситель и регистрирующий прибор, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и и извоцительност измерения, и него ц иитепьно введены катушка взаимной. инцуктианости, вхоцная пара зажимов которой включена между намагничивающей об моткой и измерительным резистором,ХОХО 383 динен с входом стробоскопического смесителя, и фильтр, вход которого соединен с выходом стробоскопического смесителя, а выход с входом регистрирующего прибора,где=(ЭЗ)- О -Э),М - Ь. %) (Ьф - Й) 25Основная погрешность этого способасвязана с измерением приращений, представляющих разность величин, существеннопревышающих результат вычитания, Такая операция сопровождается большойслучайной составляющей относительнойпогрешности, Кроме того, способ обладаетнизкой производительностью, так как дляполучения одного значения плотностидиаграммы Прейсаха в точке (малой прямо 35угольной области)необходимо произвестиизмерение координат четырех точек начастных циклах перемагничивания,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для измерения магнитных свойствобразцов из ферромагнитных материалов,содержащее .последовательно соединенныегенератор, усилитель, резистор, намагничивающую и измерительную обмотки, интекоратор, стробоскопический смеситель, цифровой вольтметр, цифропечатаюшее устройподключенным к второму асоду нуль-органа, блок деления, один из входов которого соединен с выходными зажимами катушки взаимной индуктивности другойс измерительной обмоткой, а выход соеИзобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения диаграммы Прейсаха поли кристаллических ферромагнитных матери алов, 5Известны способы измерения диаграммы Прейсаха при перемагничивании по часв ным циклам гистерезиса 1 1, когда предварительно размагниченный образец намагничивают в поле Ь, перемагничи О вают посидовательно в полях 114 и и соответственно измеряют его намагни ченность Д и 3. Затем вновь раэмагниченный образо намагничивают в поле , гЬ, и перемагничивают в тех же полях 15 4 и ф, соответственно измеряют намагнйченность .1 и 34. Усредненную плотность диаграммы Прейсаха в прямоугольной об-ласти определяют по выражению13 20= -руство, регулируемый источник напряжения и нуль орган, входы которого подключены к резистору и источнику, а выход - к стробоскопическому смесителю 2 1 . Такое устройство, в принципе, позволяет измерять диаграмму Прейсаха, однако обладает большой погрешностью измерения малых приращений намагниченности и низ- кой производительностью измерений,Целью изобретения является повышение точности и производительности измерения диаграммы Прейсаха,Цель достигается тем, что согласно способу, основанному на перемагничивании по частным циклам, магнитное состояние образца устанавливают в определенной точке на ветви предельного гистерезисного цикла, периодически перемагничивают образец импульсным полем в состояние насыщения й псдмагничивают модули, руюшим полем с периодом, в два раза превышающим период следования импуль сов перемагничиваюшего поля, стробируют сигнал напряжения, величина которого в каждый момент времени пропорциональ на дифференциальной восприимчивости образца на восходящей ветви частного цикла . перемагничивания, причем моменты стробирования устанавливают соответствующими определенному значению напряженности поля в образце, выделяют в стробированном сигнале гармоническую составляющую с периодом модулирующего поля, при этом модулирующее поле изменяют во времени по закону меандра, симметрично относи тельно нулевого уровня, причем моменты переключения полярности модулируюшего поля совпадают с моментами максималь-ногц значения импульсного перемагничи,вающего поли и по отношению амплитуды этой составляющей к амплитуде модулируюшего поля, судят о плотности распределения частиц на диаграмме Прейсаха. вточке, координаты которой определяютсяв соответствии с соотношениями3 1019383 4М, которого соединен с измерительным рен,= зистором 4, другой с выходом.регулирув 1мого источника 6 напряжения, а выход М-Ьщ с одним из входов стробоскопического:. смесителя 7, катушку 9 взаимной инаук . где Н и Н - соответственно поле смеше тивностн, входнаЯ паРа зажимов йотоРой включена последовательно с намагничиваюшей обмоткой 2, блок 10 деления, точке, где определяетсяодин иэ входов которого соединен с выплотность распределения; значение напря е я ной обмоткой 5, регистрирующий прибор 11, фильтр 12, вход которого соединен с выходом стробоскопического сме. разде в момент строби руюшего прибора 11.Устройство работает следующим обраВ устройство, реализующее споб, содеркашее генератор тока с намагничива- В намагничивающую обмотку 2 (фиг, 1) юшей обмоткой, измерительную обмотку, уй образца 3 поступают импульсы тока, по измерительный резистор, последовательно стоянный ток и модулируюший ток от соединенные регулируемый источник на- генератора 1, создающие поле (фиг. 2 Ц). пряжения; нуль. орган и стробоскопический Пусть в исходном состоянии, определяемом смеситель и регистрирующий прибор, дь суммой напряженностей постоянного попнительно введены катушка взаимной 2 З и моаулируюшего с амплитудой цод полей, индуктивности, входная пара зажимов ко- магнитное состояние образца соотввтству торой включена между намагничиваюшей ет точке и (фиг. ЗО.) и положению фронта обмоткой и измерительным резистором, перемагничивания, пересекающего ось Н,. подключенным к второму входу нул оргав точке И со значением поляЬрЩ),, на, блок деления, один из входов которо Зй (фиг. ЗЙ, В первый полупериод моаулиго соединен с выходными зажимами ка руюшего поля под действием переднего тушки взаимной индуктивности, другой . фронта импульсного поля состояние образо измерительной обмоткой, а выход сое- ца изменяется по восходящей ветвиуп-А-Р динен с вхоаом стробоскопического сме частного цикла до насьпаения в нолесителя, и фильтр, вход которого соединен (фиг. 30). Этому соответствует перемес выхоаом стробоскопического смесите 3шение фронта перемагничивания в напрев ля, а выход - с входом регистрирующего пении, показанном стрелкой на фиг. ЗО, прибора. до положения, соответствующего полюНа фиг. 1 представлена функциональ Нуль орган 8 вырабатывает короткие9 ная схема устройства; на фиг. 2 (а, б, . стробмпульсы цв момент равенства40 СР в, г) - графики напряженности поля в об- напряжения, поступающего от источника 6 рвзце, напря;жения првпорционального, напряжения и наприжения с измерительно дифференциальной восприимчивости на . го резистора 4. Пусть в момент в дейсъциклах церемагничивания О, стробирую- вия строб импульса (фиг. 26) состояние ших импульсов Цр, гармонической со- образца, определяемое полем ) А (фиг. ЗО,Ф) ставлякнаей частоты моаулируюшего попя, соответствует точке А на фиг. ЗО и поль. выделенной из стробированного сигна- жвшюъ с перемещающегося фронта лвОр, на фиг. 3 (а, б) - состояния испы-, перемагничивания на фиг. 33. Тогда интегтуемого образца при пврвмагничивании ральфов значение плотности распределе соответственно на кривых перемагничивв ния на элементарной площадке ю, М,Ф ния и на плоскости диаграммы Првйсвха. 1 соответствующей перемещению фронтаЯфункциональная схема устройства вблизи положения щ-), определяется в (фиг. 1), реализующего способ, содержит соответствии с соотношением последовательно соединенные генератор 1 тока, намагничиваюшу 1 о обмотку 2 образ Зд 5=дэ(%), .ца 3 и измерительный резистор 4, измеря фф Ъ,Ю, , тельную обмотку 3, регулируемый источ гае Д Э 1 ( 2 - обозначает малов ник 6 напряжения, стробоскопичвский сме приращение намагниченности вблизи точситель 7, нуль-орган 8, один.иэ входов ки А на восходящей ветвям-А-Р часъ7 , 1018383 8 йредельного цикла производиуся иэмери Повышение точности в. способе связательным импульсным полем. При етом но с тем, что процедура измерений не перед началом измерительного импульса включает операций определения разности магнитному состоянию образца соответ близких величин, как в извесжом, где для ,ствует точка на фиг, Эадостижение у определения одной точки диаграммы Прбйисходного состояния на ветви предельного сака необходимо произвести измерения цикла происходит в момент максийума двух приращений намагниченности и двух измерительного импульса, а восходящая приращений поля. ветвь частного цикла реализуется на эад-Способ и устройство для его осущесэ нем фронте измерительного и переднем 11 аления позволяет сушвственно повысить фронте перемагничиваюшего импульсов производительность измерений, так как поля. для измерения значения плотности расПреимушеством такого решения являпределения в одной точке необходимо лишь ется снижение тепловых потерь и упроше установить требувмую величину напряже ние конструкции намагничивающего уст- И ния регулируемого источника напряжения,ройства при испытании образцов с высо- требуемую величину постоянного тока и кой козрцитивной силой в поле соленоида, считать результат на вольтметре.101 9383 Фиа 3696/4 аж 7 НИИПИ дписноя род 0О и лиал ППП фПатентф,. Проектная