УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТОУПРу]р*№''"-^" СВОЙСТВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК Советский патент 1972 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к устройствам для контроля характеристик цилиндрических тонких магнитных пленок на проводящей подложке с круговой осью анизотропии.

Известны устройства, в которых измерение магнитоупругих свойств тонких магнитных пленок производится путем измерения магнитоупругого параметра п. Магнитоупругий параметр определяется как отношение приращения поля анизотропии -4// пленки, возникшего в результате механической деформации, к величине относительной деформации образца пленки е. Измерение магнитоупругого параметра пленки сводится к определению поля анизотропии Я без деформации и при деформации е. Измерение поля анизотропии ненагруженного и нагруженного образца в этих приборах производится с использованием для этой цели гальваномагнитного эффекта.

Известные устройства сложны и их практически невозможно применить для измерения магнитоупругих свойств цилиндрических тонких магнитных пленок на проводящей подложке с круговой осью йнйзотропии.

В предлагаемом устройстве внутри катущки Гельмгольца, в которую введена компенсационная обмотка, геометрически расположенная вместе с основной, установлена контактная CHCfeMa для включения испытуемого участка пленки в емкостную ветвь одного из двух

генераторов, выполненная ,в виде двух пар плоскопараллельных пластин из неферромагнитного материала, и каждая пара, состоящая из подвижного и неподвижного контакта, соединена гибким проводником. Это уменьшает погрешность измерения, создает удобство отсчета, исключает необходимость дополнительных вычислений, увеличивает точность и повышает надежность измерений.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства со связью между генераторчмн через резистор; на фиг. 2 - конструкция катушки Гельмгольца с контактной системой.

Устройство состоит из двух LC генераторов: генератора / и генератора 2. Контур генератора / образован индукти;вностью 3, емкостью 4 и участком 5 образца пленки. Контур генератора 2 образован индуктивностью 6 и емкостью 7. Генераторы связаны между собой через резистор 8. Фазовый сдвиг между напряжениями генераторов ,в этом случае измеряется фазовым индикатором 9. Для упрощения схемы между напряжениями генераторов в этом случае измеряется фазовым индикатором 9. Для упрощения схемы генераторы могут быть связаны через внутреннее сопротивление фазового детектора, нагруженного на индикатор.

жи:т осн:0В1ную :аб(мояпку 11 и .комПенсащиониую о:б|мошу 12. Эти обмоики литаю.тся от источника 13 тока. Ток основной обмотки может рвгули-роваться сапротивлвнИвм 14, а ток кампвНсаЦ 01Нной .от,ки - сопротивлением 15 и измеряется ;и1ня катор01М 16. На1пра1вл1вние тока ,в КОмиенсащианной обмотке может иамеНятвся л€реклюЧ(ателем 17.

В.нугг.р.и катушки Гельм.гольца рааположена контактная снстема (кзм. фиг. 2). Она состоит из яапюдВИжньи контактов / и подВИЖ1НЫХ контактов 19. Каж1цый лодвижиый и неподвижный контакт соединвны между собой ,М:и проводниками 20. Между подВИЖ1НЫМИ и неподвижными ко«такта(ми помещают образец. ВелИ1чи1на Д авлен1И;я подвижиых К01нтакто1в я а образец регулируется- подбором жесткости спиральной пружины 21. При перамеЩеиии катушки Гелымголыда вдолъ о1браэца 1П1Лбнки подвижные контакты поднимаются С ломощью штака 22.

Устройство piai5oTaieT следующим образом.

Гейераторы, овязаниые между собой через резистор или внутреннее со1Проти«лание фазо1во1го детектора, работают s абласти захватывания, т. «. 1на одной частоте. При раBCiH CTiBe (параметров -контуров .генераторов фазовый сдвиг .между напряжением генер-аторов равен нулю. При И3(менвнии параметров контура лю бо1го из генераторов между на-пряжениями генераторов в аэникает фазО)вый одвкг. Генерато ръ1 при этом за счет ов. между ними работают на одной частоте.

В ко-нтур ген-epaTopia 1 участок образ1ца пленки. Ток «онтура генератора, иротвкая по этому участку, создает малое пробное поле, направленное /по оси легкого намагничивания. Поэтому уч-асток образца плёнкн представляет сабой индуктевиое сопротивление, Велияина KOiToporo Прямо п-рапор:Ц-иональна дифференциальной машнитной восприимчивости вдоль оси легкого на магничивайяя июпытуемо го участка пленки. Изменение дифферен1циаль|НОй машнитной восприимчивости пленки .вызывает из1манание индуктивного сопротивления yi4iaicTKa плавки, включенного в контур, т. е. иамйнание параметра коитура 1. За счет авази между 1гене-ратора1м.и это изм;енение лреобразуапся в фазовый сдвиг между напряжениями этих генерато1ров. Полученный фазовый сдвиг прео|бразуется в показания индикатора.

Для измерения магнйтоупругих -свойств планки -о&разещ по-мещают в однородное регулируемое 1поле, |С01здава амое катушкой Гельмгольща. О&разац --планки располагают в поле катушки Гельмгольца так, что ось подложки, являющаяся осью тяжелого на.магничивания пленки, сов1падает с осью поля катушми ГельМ|Гольца. С помощью контактной системы в контур генератора / включается участок образца пленки, находящийся- в однородном МЗгнитном поле катушки Гельмгольца.

Намерение магнитоупругого параметра производится следующим образом.

В поле кат1уш1ки Гелымголыца помещают образец :пяенки, закр0плен1ный с двух сторон 5 без саздания (Механиноской д-ефор.ма.ции в нем. С помощью сопротивления в основной об-мотке катушки Гельмголеда иЗ(Мвняет ся ток, пропорДионалыно кото-рому изманяется поле К1атущки Гелъмгольца. Изменение поля 10 вызывает изменение дифференциалыной магн-итной |во1апрнимчИ(вости 1п,лвнки, которая преобразуется в показания иидикатюра описанным Способом. ToiK IB оано В1но-й обмотке увеличивают до появления максимума показаний

S индикатора. Это соответствует максимуму дифференциальной магнитной восприимчивости, имеющем место при поле, со здаваамо1м катушкой Гельмгольца, раганом полю анизотроиии 1пл-ен-ки. Затем образец пленки подвергают механической деформа1ции путем приложения механического усилия F. Если испытуемый участ-ок пленки обл адает магнитоупругими :авой|СТ1вам«, то- под воздействием механической деформации изменится величина .поля анизотропии. В зависимости от З)нака машнитоупругого параметра пленки при дефор.М1а1ции поле анизотро1ПИ1И может изменяться в сторону у)вели1чани-я или уменьшения по сравнению с полем Я ненагруженного

0 образца.

Для измерения мапнито у другого параметра необходимо знать величину и 31нак приращения поля анизотропии Н и не обязательно знать абсолютные -значения поля анизо5 тропик нен-агруженного и нагруженного образца.

Введение комп енсацианной обмотки в катушку Гельмгольца позволяет производить изменение напо1средст1ванно приращения поля

0 анизотропии Я. Это осуществляется следующим образом. После приложения мекаяичеакого усилия F ток в осйо&ной обмотке катушки Гельмгольца не изменяют. С помощью сопротивления, начиная с нуля, увеличивают

5 ток в компанса ционной обмотке до поя1вления максимума показанийиидикатора. При необходимости для -получения макси:М)ума меняют пол-ожание переклю1чателя. Изменение положения пераклю чателя соответствует изм-анению напра1влени1Я така в комяенса-ционной обмотке, а следовательно, и изменению натравлен1И-я поля, соз(да1Еаемого этой обмоткой, с соглашого н-а в|стречное по срав-нению с яолем основной обмоши.Таким образом, по положению переключателя мюжно судить о ,эна1ке магнитоупругого параметра. Зная П0стоя1нную ко1мпанса-ционной ;обмот1ки катушки Гельмголыца, можно

отсчитать величину приращения поля анизотропии 4Я/(, возникшего в результате механической д-аформации об-раэца под воздействием усилия F. По величине приращения поля анизотропии 4Яд и усилия вычисляют магнитоПредм.ет изобрете.ния

Усрройство для измерения 1ма гнитоупругих свойств цилийдрич.ески.х тоиких 1матн,ит1ных пленок на проводящей подложке с круговой осью анизотропии, содержащее катушку Гельмг101лвда с аснав.ной обмоткой, два LC генератора, си1нхр01низи1ро1ва:н1ных .между собой череа цепь связи и лидикатор, отличающееся тем, Ито, с д-елью повышения точности и увелиЧ;ен1Ия надежно1СТ1и, виут.ри катушки Гельм360625

(i

гольца, в которую В)вед€яа ком1пен1са и;И|01Н1ная обморка, г.ео1мет1рИче(С1Ки раюположвниая вместе с основиой, (установлена 1ко(нта1кт,ная систелта для 1вклю4ения .испытуемого участка

пленки в емкостную 1вет;вь одеюго из двух генератаров, выполненная в виде дв(ух пар плоскопараллельных пластин из 1неферр01ма1гнитно го материала, и каждая пара, со.ото1Я-щая из 100ДВ1ИЖ1НО1ГО и не1под|вижното .контакта,

соединена гибким проводником.