Магнитооптический гистериограф Советский патент 1987 года по МПК G01R33/12 

1

I l.i(i6|H4i iine uTHOCHTfH к магии гоизмери- 10.1Ы10Й ix XHHKc, в частности к магнитооптическим гистериографам для регистрации KpiMidii лиффереиниа.и.иой вос11|)иимчи И)сти, осионаииым на (})сктах Керра и Фарадея, и может быть использовано для изучения магнигн1 1х свойств макро- и микроучасгков ()Г)ра;(Ц()в раз. 1ичных K.iaccon ферромагнетиков в процессе имоювления изделий вы- чис. пигельной гехники, звукозаписи, инте- 1ралы1ои 01ГГИКИ, при разработке новых магии: ных материалов и приборов для исследования Mai иигпых свойств юиких ма1 (П1ГИЫХ 11Л1 Иок, ir;iaci-nn и iioBepxHocTnbix слоев массивных образцов.

l|e.:ib изобре гения поньппение гочности п pacnnipenHC часготного диапазона маг ни I Min I ii iccKoi о 1 НС 1Ч рипг 1афа la спиже- мия li. iiiiUiHH флнкксрн1)1х invMOB в низко- часто гной o6.iac i И11а 4 приведена струк1у)ная схема магнн I ООП гнческш о 1 ис1ерио| ();1фа: на

В MarHHTixjHTHHecKOM 1 ис lepnoi рафс- в па- ма 1 нпчпвакицук) сисгему 1 с П(:1еобразова- К Лем 2 наиряженносги Maiiiniiioio по.чя в лек грнчсски СИ Ha.ii 11ом(мпен образец 3. оптически с-вяза1П1ЫЙ че1)ез 11о,1Я)нзап()|1 4 с псючпиком о нз.|учепня и н.ерез анализатор (i с фотои)ием 1иком 7, 1ериый с 1робп конический нр1ч)бразо1и1тель 8 соединен I, |||НЧ)б азова ге. л М 2 неносредс i венпо, а BiiipiiH стробоскопический нреобразова- ге,, Iчере 1 ди(| фереппиа i ор К).

i I iicpa О II нмпул1)Сов подклК1чен к иходу счегчика , выходы которого через схему 1 ii cDBHa i .-ння соединены с сннчропизн|1ук)П1,им г.хид) имиул .снпго нсючника Г) из:1учен.ия ii iiM ipMi.iMH ; 11амп С1 роооскопическнх нре- об)а.и)ва I сле11 8 н ), CTapiHei o раз- })яда сче1чпка Г2 подключен через второй зконолоспый уснлнтель 14 и фазовраща- 1ель 1Г). у11равля1 1П1Н1 вход которого соеди- пеп с I енс атором Ui лине11Н() нарастаю- iiieio панряжепия, к нама1 пичивак)П1ей систе- н 1. tJ oronpneMHHK 7 через перв1 1Й узко П(1ЛОС1П)П1 усилитель 17, де,:1пге;|1) 18, вчорой BXOL KoKipoi o соедине 1 с выходом второ1Ч) с rpo6(jcK(nin4ecKoro нреобра и)вате, 1я ,(, и сипхр(1НН1,1и детектор И(, onopnbiii вход ко- ) соединен с генератором 11, подключен к -входу двухкоординаГНО1 о регист- раюра 20, -нхо I, когорого соединен с выходом пс-рв 1 1) с робоскопическо о н|)еоб- u)Ba 1 е,1Я 8.

Mai нпюон гпческиу i И1териог|и1(1 рабо- c,ieдукипим об|)азом.

Генерагор II гывает голь- fn,ie имну,1ьсы нап(яжения И заданно час- loi bi со скважност ЬК), )авной 2 ((|:)иг, 2а).

гим нмнульсы 11ост нак)т на счегчнк 12, Koropi iii на своих ЫХ()дах ырабатыиает нрямоу I ольные нм11у, со скваж1 осгьк) два и Hacioioii в 2, 4, 8.. раз меныней ,i входных ИМПУЛЬСОВ. (,хема 13 сов0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

надения формирует прямоугольные импуль- , длительность которых равна периоду входных импу.1ьсов счетчика, а частота равна частоте импульсов па выходе старшего разряда счетчика 12. Эти импульсы поступают па импульспый источник 5 излучения, кот1)рый Ч нерирует апал(гичные импульсы пзлучепия (( I (фи|-. 26). Из импульсов Ur с выхода cTapnjero разряда счетчика 12 (фиг, 2в) второй узконолоспый усилитель 14 выделяет первую гармонику; эта гармоника получает в фазовращателе 15 фазовый сдвиг, ве.пичипа которого мед,.1енно и монотонно изменяется под действием напряжения на выходе генератора К) ,:1инейно нарастаюп1его напряжения, В1)емя изменения фазового сдни|-а на 2л равно времени регистрации кривой диф4нч)1М1ииа,1ьной восприимчивости. Р ыходпое сипусоидалыии напряжение вран1ате,1И 1 Г) преобразуегся намагничиваю- 1пей еистемой 1 в переменпое магпитп)е Ho. ie, перема ||Ичпвак)П1ее образен 3. Импульсный поиж пз,|учепия источника 5 нро- ходи г полярн.затор 4 и надаег на образец 3. Азимут но, 1яризапии прон1едп1его (отраженного) образец 3 пз,1учения изменяется на у 10,11, иропорпиона,ч1)Пый намаг1П1чеп11ости образца т (фи. 2г). 1осле анализатора 6 изменения азимута н)е()бразуются в изменение амплитуды и импу,1ьсов излучения (( (фиг. 2д). Фогоприемник 7 преобразует поток в элекгрический сигнал, из которо о пе)в1)И1 копо,посный усилитель 17 выде,:|яет гармонику заданной частоты 1 г (фи. 2е), амп, 1итуда KOTOpoii пропорцио- Ha,:UiHa нроизводной намагниченное и но в)е- мени. Иапряжение с вых(.)да преобразова- те,1Я 2 поступаег на первьи 1 стробоскопический преобразователь 8, который выра багывает мед,:|еп1И) мепякппееся напряжение, нр(Н1орцнона,1ьное напряженное и ма1 нитно- го поля. В момент .действия имну,1;,са излучения пап 1яжение иоетупает на Х-вход двухкоординатного peiистратора 20. Кроме того, напряжение с выхода преобразонате ,:1Я 2 через диффереппиатор И) поступает на ш орой стробоскопический преобразователь 9, когсзрый ф()1мпрует нанряжеине, про иоркиональное п рои.з вод ной наиряжешюсти магнитного поля по времени, управ, 1як)П1ее делителем 18. Иа выходе делителя 18 вырабатывается перемеппое папряж(Ч1ие, амп , П1туда которого ока.зывается пропорпио- (1а, 1ык)й производпой памагпиченности но на- н)яженности магнитного поля, т. е. пропо ь пиопальной диф4)ерен и1альной восприимчивости. Это напряжепие детектируется синхронным дегекто1К)м 19 и ностунает на Y-вход двухкоординатног о регистратора 20. Таким образом, на двухкоординатном регистрато- )е 20 п(),.|учается изображение кривой , 1ифференпиальной восприимчивости.

Усиление ч обработка сигнала ocynu - сгв,:1яется в гисгериогра(})е на более высокой (в 20 п более ра.) частоте, чем частота персмагничинания, что позволяет значительно уменьшить погрешность, обусловленную фликкермыми шумами. Это дает возможность cyuiecTBeHHo расширить част()тн1)|й диапазон иеремагничивания образцов в низкочастотную область. Дополнительный выигрыш в точности достигается за счет новы- ujeHHH отношения сигнал/шум.

Как показали проведенные испытания, предлагаемый гистериограф позволяет )е- гистрировать кривые дифференциальной восприимчивости с точностью не хуже 1%.

Формула изобретения

Магнитооптический гистериограф, содержа пхи и поел е до ни тел I, но размешенные импульсный источник излучения. но.1Я)иза- тор, нaмaгиичивaюlцyиJ систему, анализатор и фотоприемник, выход KOTopoio подключен к входу узко11о. 1осн()1 о уси.пите.пя, первый стробоскопический нреобразовате.;). вход которого подключен к преобразователю напряженности магнитногч) поля в электрический сигнал, а выход к Х-в.ходу двухкоординатного регистратора, дифференциатор, вход которого подключен к преобразователю напряженности магнитного по.ая в электрический си|нал, а выход к входу

ппппппппппппппг

второго СТрОбоСК()1П1ЧесКО о npeonp i ;()i;i ii

ля, и синхронный детектор, ()iio|)Hi,in вход которого соединен с выходим генератора импульсов, а выход с -входом ()- ординатного регистратора, отличающийся тем, что, с целью повьипения точности и расширения частотного диапазона, он снабжен счетчиком, схемой совпадения, -вторым узкополосным усилителем, фазовращателем, генератором линейно нарастающего напряжения и делителем, при этом вход счетчика соединен с генератором импульсов, а выходы счетчика - с соответствующими входами схемы совпадения, выход которой подключен к син хронизируюшему входу импульсного источника излучения и к оиорным входам стробоскопических преобразовате- , 1ей, вьгход старшего разряда счетчика соединен с входом второго узкополосно о усилителя, выход которог О соединен с входом фазоврашате;1Я, выход которого соединен с входом намагничивающей системы, первый вход делите.1я соединен с выходом первого узкополосного уси. 1ителя, второй вход де, 1и- те,чя с вь иодом второго стробоскопического преобразователя, а выход де, 1ителя с входом синхронного детектора, причем уп- ра(.1як)|ций вход фазоврап1ателя подключен к выходу генератора линейно нарастающего напряжения.

И.чобретение относится к маг питооп- тим .КИМ гистериографам (МОГ) для регистрации к|)иной Д11ффереп1и1а,пьной восприимчивости, осиоваппым на эффектах Керра и Фарадея. .МОГ содержит иамагничивакмцую систему 1 с преобразователем 2 напряжеп- ности магпитпого по,:1я в электрический си1- иа,п, поляризатор 4, импульспый источпик 5 излучения, ана. шяатор 6, фотоириемник 7, стробоскопические 1реобра; овате, 1и 8 и 9, диффереп пи атор 10, генератор II импульсов, счетчик 12, схему 13 совнадепия, у.(К()нолос1|| и усилители 14, 17, фазовращатель 15, генератор 16 линейно нарастаю- нц-го напряжения, делите,ть 18, синхр() детектор 19 и двухкоординатный регист|1а- гор 20. Пзобретепие попын1ает точность и. распшряет частотный диапа.и)н .ОГ за счет снижения влияния фликкерных iHVMOB в низкочастотно области. 2 ил. ю (Л