МАГНИТОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК Советский патент 1969 года по МПК G01N27/72 G01R33/12 

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для исследования « контроля физических свойств тонких магнитных пленок.

Известные магнитометры, основанные на автоматическом уравновешиваиии вращательного iMOMCHTa испытуемого образца, ие обеспечивают ВЫСОКОЙ точности и широтьг пределов измерения, имеют сложную конструкцию подвеса, подвержены влиянию .помех и не позволяют получить непосредственную запись кривых перемагничивалия.

Предлагаемый магнитометр, отличается тем, что, с целью повышения точности, расширения предело В измерения и непосредственной записи .кривых перемагничивания, в нем система компенсации выполнена в виде источника света, оптически сопряженного посредством укрепленного на подвесе отражательного элемента с двумя последовательно соединенными фотосопротивлениями, включенными на вход вибропреобразователя, выход которого через усилители соединен с реверсивным двигателем, ки1нематически связанным с подвесом, а записывающее устройство снабжено механическим делительным механизмом. Для повыщения помехоустойчивости нижняя часть подвеса расположена в демпфирующей жидкости.

цня делительного механизма записывающего устройства.

Между полюсами электромагнита / (см. фиг. 1) на нити из селикановой резины 2 висит

подвес 3, представляющий собой стержень из легкого немагнитного материала, на котором имеется гнездо для испытуемого образца и укреплено зеркальце 4. На зеркальце направлен луч от источника света 5; атраженный луч 6 падает на последовательно соединенные фотосопротивления 7, 8. Вращающий момент, возникающий при взаимодействии образца с полем электромагнита, поворачивает подвес на некоторый угол. Прн этом отраженный viy4 6

смещается относительно нейтральной зоны между фотосопротивлениями. Смещение луча в сторону одного из фотосопротивлений вызывает пололчительный сигнал, в сторону другого - отрицательный. Сигнал с фотосопротивлений поступает на вход блока 9, содержащего вибропреобразователь, усилитель напряжения и усилитеаь мощности. Выходной сигнал блока 9 через трансформаторную связь включает реверсивный двигатель W, вращая его в ту или иную сторону Б зависимости от полярности ситнала. Двигатель /6 посредством се.тьсинов //, 12 приводит подвес в исходное состояние и одновременно смещает каретку с записывающим пером 13 в на правлении, указанном стрелкой 14. Каретка с пером расположена на подвижном столике 15, который при изменении напряженности Н магнитного поля смещается в направленЕИ, указанном стрелкой 16. Напряженность магнитного поля изменяют посредством изменения тока ъ обмотке электромагнита путем регулировки сопротивлений 17 с помощью двигателя 18 и соответствующих р:еле. Величину тока фиксирует амперметр 19 с зеркальной шкалой, на которую падает луч от ясточиика света 20. Стрелка амперметра 21 удерживается в освещенной области, лри этом от шкалы отражаются два луча, падающие «а фотодиоды 22, включенные «а вход блока 23, аналогичного блоку 9.

Выход стрелки из нейтральной области приводит к перекрытию одного из лучей, что вызывает сигнал -на выходе блока 23, включающий реверсивный двигатель 24, который смещает столик 15 и с помощью обратной связи возвращает источник 20 в первоначальное положение.

Таким образом, обеспечивается непосредствен-ная запись зависимости магнитного момента М от напряже)ености Я. Для получения непосредственной записи кривых перемагничиватия записывающее устройство снабжено делительным механизмом (см. ф,иг. 2), осуществляющим автоматическую операцию деления магнитного момента М на .напряженность Я. На неподвижной раме 25 столик 26 смещается пропорционально напряженности Я, а каретка 27 - пропорционально магнитному моменту М. При смещении столика и каретки 27 с помощью рычага 23, в паз которого входят кулачковые пальцы 29, 30, смещается каретка 31 с пером 32. В результате этого перо вычерчивает зависимость пропорциональную /р (Н), где /р- проекция вектора намагниченности испытуемой пленки на направление Яр /Усо50, где в - угол между направлением магнитного поля и плоскостью пленки.

Подвес с нитью, связанный с вращающейся частью кинематического узла, выполнен съемным и це подвержен влиянию рассеянных магнитных полей и воздушных потоков. Для

устранения вибрационных помех нижний конец подвеса 3 расположен в демпфирующей жидкости, которая увеличивает время релаксации, практически не снижая чувств-ительности прибора.

Магнитометр позволяет производить измерения в диапазоне полей О-20000 э, обеспечивая чувствительность до ..и./дел. в области малых отклонений подвеса от состояния равновесия.

Предмет изобретения

1.Магнитометр для исследования тонких пленок, содержащий электромагнит, подвес,

систему автоматической компенсации вращательного момента испытуемого образца и записывающее устройство, отличающийся тем, что, с целью цовышения точности, расширения

пределов измерения и непосредственной записи кривых перемагничивания, в нем система компенсации выполнена в виде источника света, оптически оопряжввного посредством укрепленного на подвесе отражательного элемента

с двумя последовательно соединенными фотосопротивлениями, включенными на вход вибропреобразователя, выход которого через усилители соединен с реверсивным двигателем, кинематически связанным с подвесом, а записывающее устройство снабжено механическим делительным механизмом.

2.Магнитометр ло п. , отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости,

нижняя часть подвеса расположена в демпфирующей жидкости.

72 rШ П w

z

28