Гистериограф

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>949566 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27. 08. 80 (21) 2978204/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.0882. Бюллетень № 29

Р М gj з

G 01 R 33/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДХ 621. 317. .44(088 ° 8) Дата опубликования описания 07 ° 08.82 (72) Авторы изобретения

С. Г. Арушанов, A. A. Мурадов, И. H . .CarlpaHKQB и С.С.Суханов

Физико-технический институт AH Туркменской CCP (71) Заявитель (54) ГИСТЕРИОГРАФ

Изобретение относится к Области магнитных измерений свойств материалов и предназначено для снятия динамической петли гистерезиса магнитного слоя пленочных и проволочных

1 магнитных носителей записи.

Известны гистериографы, которые содержат систему намагничивания испытуемого образца, подключенную к генератору переменного тока, первичный преобразователь напряженности намагничивающего поля с измерительным трактом, первичный преобразователь индукции в испытуемом образце с соответствующим измерительным трактом, графопостроитель, подключенный к выходам измерительных трактов, и систему компенсации влияния намагничивающего поля на тракт измерения индукции в испытуемом образце (1 . недостатком гистериографов, предназначенных для испытания магнитных образцов с малым поперечным сечением является то, что они снабжаются системой компенсации влияния намагничивающего поля на преобразователь индукции в испытуемом образце, поскольку это влияние в таком случае существенно.

Известны также устройства для иэмерения характеристик ферромагнитных материалов, которые содержат торо5 идальную катушку намагничивания образца, подключенную к генератору переменного тока, первичный преобразователь напряженности намагничивающего поля с соответствующим измерительным трактом и первичный преобразователь индукции в испытуемом образце с измерительным трактом. Выходы измерительных трактов подключены к регистрирующему устройству (графопостроителю). В качестве преобразователя напряженности поля используется резистор, включенный последовательно в цепь питания катушки намагничивания. В качестве.первичного преобразователя индукции в испытуемом образце используется феррозонд, размещенный в центре тороидальной катушки. Размещение в центре тора преобразова-, теля индукции позволяет снизить

25 влияние намагничивающего поля на тракт измерения индукции в образце.

Испытуемый образец помещается в магнитное поле тороидальной катушки.

Намагниченность испытуемого обраэЗО ца измеряется феррозондом за счет г

949566

65 регистрации поля рассеяния образца.

Сигналы обоих каналов (канала измерения индукции и канала измерения напряженности поля) используются графопостроителем для записи динамической петли гистерезиса (2 .

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность, которая не позволяет испытывать образцы магнитных носителей с малым поперечным сечением. Указанный не- 10 достаток обусловлен слабым коэффициентом связи первичного преобразователя индукции .(ферроэонда) с полем рассеяния испытуемого образца, определяемый обратно пропорциональной зависимостью от расстояния между преобразователем и испытуемом образцом.

Цель изобретения — повышение чувствительности измерений. 20

Поставленная 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 эле35 мента намагничивания, при этом магнитная ось первичного преобразователя индукции, установленного в месте разрыва витка спирали, ориентирова на перпендикулярно силовым линиям 40 намагничивающего элемента.

На чертеже приведена структурная схема устройства °

Элемент 1 намагничивания образ- 45 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 между торцами 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. B качестве системы компенсации влияния намагничивающего поля на преобразователь индукции в образце показан аттенюатор 9, подключенный между .выходом преобразователя 5 напряженности поля и входом второго измерительного тракта 7 индукции в образце.

Устройство работает следующим образом.

При протекании переменного тока, создаваемого генератором 3, по элементу 1 намагничивания создается переменное магнитное поле, намагничивающее испытуемый образец 2. Напряженность намагничивающего поля измеря. ется первичным преобразователем 5 с первым измерительным трактом 6. В связи с тем, что при измерении свойств тонких магнитных носителей напряженность намагничивающего поля в точке размещения данного преобразователя 5 на несколько порядков превышает напряженность поля рассеяния испытуемого образца-, выходное напряжение первичного преобразователя 5 напряженности с высокой точностью повторяет форму напряженности намагничивающего поля. Для измерения индукции в испытуемом образце предназначен первичный преобразователь 4 индукции с вторым измерительным трактом 7. Поскольку напряженность намагничивающего на много 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 рассеяния о образца 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 витка спирали в магнитное поле, приводит к

949566 тому, что поле рассеяния испытуемого образца концентрируется между торцами образца, причем это сопрсвождается появлением радиальной составляющей напряженности поля. Для выходного напряжения U4 первичного

5 преобразователя индукции можно записать

04 = S (Ннcosg+H„cosp), где S — чувствительность первичного преобразователя ин- 10 дукции;

Н вЂ” напряженность намагничиваюН щего поля в точке размещения первичного преобразователя; 15

oL — урал между магнитной осью преобразователя и вектором напряженности намагничивающего поля;

Н вЂ” напряженность поля рассеяния образца в точке. размещения первичного преобразователя; (Ъ вЂ” угол между магнитной осью преобразователя индукции и вектором напряженности поля рассеяния образца.

Принс =90о и Р =0 напряжение на вы ходе,преобразователя индукции одно значно определяет напряженность поля рассеяния испытуемого образца °

Таким 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- 40 ции в то время,,как в известном устройстве регистрируемая компонента не превышает 1Ъ от потока в испытуемом образце. Влияние намагничивающего поля наблюдается из-за наруше- 45 ния условияос =90 .Для ликвидации этого влияния на преобразователь индукции в испытуемом образце требуется дополнительная юстировка преобразователя в намагничивающем 5Q 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 обра-ца, 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 изобретения

Гистериограф, 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— ч а ю шийся 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 силовым линиям иамагничивающего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 410344, кл. G Ol R 33/14, 1974 °

2. Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов. М., Энергия, 1969, с. 122.

949566

Составитель Г.Змиевская

Редактор Г.Кацалап Техред T. Маточка Корректор A.Äçÿòêo т

Заказ 5743/35 Тираж 717 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