Устройство для контроля свойств ферромагнитных пленок на немагнитной металлической поверхности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистнческик

Реслублик р>864206 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 051179 (21) 2836178/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 1gp981.Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 150981 (53)М. Кл.з

G 01 R 33/05

Государственный комитет

СССР

Ilo деяам изобретений н открытий (53) УДК 821. 317. . 44 (088. 8 ) (72) Авторы изобретения

A. Я. Чернокоз, П. М. Снегирев, С. А. Сбитнев и t0. Н-. Маслов ! ! - ° °

1

Владимирский политехнический инст ут (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТННХ

ПЛЕНОК НА НЕМАГНИТНОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для контроля магнитных свойств пленок, нанесенных на немагнитную металлическую поверхность.

Известны устройства, позволяющие контролировать магнитные свойства материала без нанесения обмотки на образец для измерения магнитного потока и которые содержат два V --образных магнитопровода, намагничивающую обмотку, последовательно и встречно включенные измерительную и компенсационную катушки, расположенные в зазорах между полюсами магнитопроводов,53. 15

Однако устройство не обладает высокой чувствительностью, так как невозможно добиться полной компенсации напряжений измерительной и компенсационной обмоток из-эа несовпадения 20 амплитуд и фаз гармонических составляющих напряжений. Кроме того, при расположении измерительной и компенсационной катушек в зазорах магнитопровода возникает погрешность в опре- 25 делении значений индукции из-за неполного охвата катушками неравномерно распределенного потока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- 3Р ройство, которое содержит два жестко связанных между собой и противоположно ориентированных магнитопровода, на которых нанесена намагничивающая обмотка, соединенная с источником переменного тока. В зазорах магнитопроводов установлены полупроводниковые потокочувствительные элементы, выходы которых подключены к сравниванлаему устройству, соединенному с выходным прибором. Полупроводниковые потокочувствительные элементы через,ограничительные резисторы соединены с источником постоянного тока 52J .

Однако устройство характеризуется компенсацией напряжения высших гармоник, что искажает выходной сигнал и снижает чувствительность. Недостаточная компенсация обусловлена неидентичностью магнитных свойств магнитопроводов и их геометрических размеров, а при- контроле Чвойств пленок на немагнитной проводящей поверхности также искажением поля в межполюсном пространстве магнитопровода со стороны образца, обусловленным вихревыми токами. К недостаткам можно отнести и большую погрешность в определении индукции в образце, если ширина образца превышает ширину полюсов магнито86420б провода, обусловленную неравномерным растеканием магнитного потока в об. разце.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности контроля магнитной индукции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее симметричный магнитопровод с противоположно ориентированными зазорами и намагйичивающей обмоткой, соединенной с генератором переменного напряжения, последовательно и встречно включенные измерительную и компенсационную обмотки, введены источник гармонических составляющих напряжения перемагничивания, соединенный входом с генератором переменного напряжения, блок регулировки амплитуд и фаз и блок компенсации, сигнальный вход которого соединен с измерительной обмоткой, а другие входы соединены с выходами блока регулировки амплитуд и фаз, входы последнего подключены к выходам источника гармонических составляющих, при этом измерительная и компенсационная обмотки размещены на средней части полюсов магнитопровода, со стороны компенсационной обмотки которого размещен элемент начальной балансировки.

На фиг .1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2 — измерительный преобразователь, вид сбоКу

Устройство для контроля свойств ферромагнитных пленок на немагнитной металлической поверхности содержит симметричный магнитопровод 1 с противоположно ориентированными зазорами и намагничивающей обмоткой 2, измерительную обмотку 3, компенсационную обмотку 4, генератор переменного напряжения 5, источник гармонических составляющих напряжения перемагничивания б, блок 7 регулировки амплитуд и фаз, блок компексации 8, элемент начальной балансировки 9 и образец 10. Выход блока компенсации 8 является выходом устройства по индукции.

Работает устройство следующим образом.

При перемагничивакии магнитопрово,::.а,1 полем переменного тока в оботкр 2, в измерительной обмотке 3 и компенсационной обмотке 4 наводятся при отсутствии образца примерно одинаковые напряжения, так как магнитопровод выполнен симметричным, и на входе блока компенсации 8 присутствует небольшое напряжение раэ.баланса. При установке иэмерительно- 49 го преобразователя на немагнитную металлическую поверхность без ферромагнитной пл нки на. входе блока компенсации 8 напряжение разбалакса эна ительно увеличивается, что обус- Я ловлено действием вихревых токов.

Элементом начальной балансировки 9, представляющим собой пластину из кемагнитного металла с механизмом перемещения, добиваются минимального сигнала на входе блока компенсации

8. Окончательная балансировка достигается регулировкой блока 7. При установке преобразователя на металлическую поверхность, покрытую ферромагнитной пленкой, напряжение на выходе блока компенсации 8 пропорционально производной магнитного потока в пленке при условии, что параметры металлической поверхности с ферромагнитной пленкой одинаковы с поверхностью, применяемой при балансировке. Измерительная 3 и компенсационная 4 обмотки выполнены на средней части полюсов магкитопровода, в то время как намагничивающая обмотка 2 охватывает полное сечение магнитопровода, при этом обмотки 3 и

4 охватывают части потоком в зоне их равномерного распределения. Зная ширину средней части полюсов магнитопровода к толщину пленки можно определять индукцию по формуле

Ф

В=I где Ф вЂ” поток в пленке, расчитываемый по напряжению ка выходе блока компенсации, сечение ферромагнитной плен.ки в контролируемой области.

Таким образом, определение индукции в устройстве производится с .меньшей погрешностью.

Применение источника гармонических составляющих, входным сигналом которого является напряжение перемагничивания, блока регулировки амплитуд и фаз и блока компенсации совместно с элементом начальной балансировки позволяет уменьшить уровень нескомпе: сированного сигнала. В результате этого увеличивается чувствительность устройства к изменению магнитного потока в пленке, а также уменьшается искажение выходного сигнала гармоническими составляющими, обусловленными нелинейными свойствами магнитопровода. Применение элемента начальной балансировки симметрирует условия перемагничивания верхней и нижней частей магнитопровода, что позволяет уменьшить уровень кескомпенсированного сигнала и снизить требования к стабильности источника гармонических составляющих и к точности настройки блока регулировки амплитуд и фаэ.

Формула изобретения

Устройство для контроля свойств

+ ðpoMàãHHòHûõ пленок на емагкитll:

864206!

15 фиг. 1

Составитель Е.Данилина

Техред Л. Пекарь

Корректор Е.Рошко

Редактор С. Лыжова

Заказ 7778/68 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная.,4 металлической псверхности, содержащее симметричный магнитопровод с противоположно ориентированными зазорами и намагничивающей обмоткой, соединенной .с генератором переменного напряжения, последовательно и встречно включенные измерительную и компенсационную обмотки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности контроля магнитной индукции, в него введены источник гармонических составляющих напряжения перемагничивания, соединенный входом с генератором переменного напряжения, блок регулировки амплитуд и фаэ и блок компенсации, сигнальный вход которого соединен с измерительной обмоткой, а другие входы соединены с выходами блока регулировки амплитуд и фаз, входы последнего подключены к выходам источника гармонических составляющих, при этом измерительная и компенсационная обмотки размещены на средней части полюсов магнитопровода,со стороны компенсационной обмотки которого размещен элемент начальной балансировки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3940688, кл. Q 01 К 33/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 552577, кл. G 01 33/06, 1975.