СПОСОБ КОНТРОЛЯ МАГНИТОСТРИКЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК Советский патент 1974 года по МПК G01R33/18 

1

Изо|5ретение относится к технике измерений статических параметров фepJpoмaгн Итныx ббразцов м;алых сечеиий, в частности к способу измерения магнитострикц.ии цилиндрических тонких магнитных пленок, и может быть использОВано прл разработке алпаратуры для контроля параметров этих пленок в процессе их производства.

Из1вестен способ измерения м.агнитостр.и:кции тонких .магнитных пленок, согласно которому исследуемый участок образца (илИ образец) подвергают воздействию высакочастотного иробиого поля, направленного вдоль оси лбпкого нам.аг.нячиваниЯ плен к и и линейiHo И1зменяющегося низкочастотного .поля, направленного вдоль оси трудного намагничивания пленки. Из сигнала, пропорционального проницаемости пленки вдоль оси легкого намагнвчивания, формируют управляющий сигнал, соот1ветствующий ма.кси.муму проницае.масти. Этим сигналом, после его задержки, меняют напра.вление изменения низкочастотного поля. Магнитостр.и. определяют по приращению поля анизот1рапиИ пленки, . возникающему в результате механической де.фор.мации образца, т. е. по приращению среднего значения тока, создающего «изкочасхотное поле.

ПрИменение известного способа для «он.троля магнитостр.икции в процессе производства нленок приводит к возни:кновению значительной погрешности из.мерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения магнитострикцн.и цилиндрических .тон.ких магнитных пленок в .процессе их производства.

Это достигается тем, что линейно изменяющееся низкочастотное поле формируют нарастающим от нуля до величины, при которой Имеет место максиа-гум проницаемости пленки; полученный сигнал используют для принудительного сброса низкочастотного поля до нуля и формирования нового цикла нарастания этого поля; преобразовывают поле анизотропии пленки в частоту следования и.мпульсов и по приращению этой частоты, возникающему в результате деформации образца, судят о ма1ГНИ1ТострИ1К1ци.и, причем время c6pioca низкочастотного поля до нуля выбирают значительно меньпде минимально возможного времени его нарастания.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фнг. 2 - графики его работы.

Контролю подвергают .обр-азец /, непрерывно движущийся в направлении, указанном на фиг. 1 стрелкой. Для непрерывного контроля поле анизотропии пленки измеряют одновременно на двух участках образца: участках 2 -ц 3, условно ограниче.нных точками.

Один «3 участков, .например участок 2, не подвергают ..механической дефор:мации, а другой - подвергают деформадии. Для из мерения поля ащизот1ропии на обоих участках имеется два идентичных канала. В каждом канале исследуемый у|ЧастОК по.мещен в высокочастотное поле датч-иков 4 и 5 и низкочастотное однородное Линейно из.меняющееся ;поле, сОЗда ваа.мое ;ка11уш,ка;ми 6 н 7 ясточнл ков 8 и 9 лииейно измеНЯющегося тока соответственно. Датчики питаются высокочастотНЫМ TOiKO.M :из,м€1рите1лей Ю и // нрон-ицаемости плеН|КИ. Сигналы с выходов измерителей 10 и 11 поступают на входы схе.м 12 и 13 о-п|ределения местоположения макси.му.ма проницае.мости, а с их выходов - на вхоц фор м-ирователей 14 и 15 импульсов.

Выходные Импульсы фор.мирователей 14 и 1/5 поступают «а управляющие входы генераторов линейно изменяющегося тока. ОднО|Вре,менно импульсы с въ1,хо1да фо1р1мирователя /5 поступают напосредствеппо на один из входов схемы 16 сравнения или вычитания частот, на другой вход которой (поступают импульсы с выхода формирователя 14 после прохождения их через схему 17 задержки. Выходной сипнал со схемы 16 сравнения частот поступает па схе.му 18 индикации или в .систему управления технологическим прОцессом.

Способ контроля магнитостри.кции заключается в следующем.

Начиная с момента времени to ( фит. 2,6), поле Ят, создаваемое катушкой 6 и направленное вдоль оси трудного на магничиваяия пленки, начинает липейно нарастать от .нуля. При этОМ проницаемость пленки вдоль осп легкого намагничивания pi /(Я7-) изменяется по закопу, .изображеннОМу на фиг. 2, а. Пропицаамость плен.ки изл1еряется из.мер.ителем 10 путем воздействия высокочастотного поля, создаваемого датчиком (измерительной катушкой) 4 и направленного вдоль оси легкого намагничивания пленки. Выходной сигнал .измерителя 10 проницаемости будет повторять за.кон изменения нроницаемостн пленки.

В момент времени поле Нг будет равно полю анизотропии пленки Я/, (см. ф.нг. 2 а и б). Проницаемость пленки Цл и выходной сигнал измерителя 10 пронидаемости достигнут максимального .значения. В этот .момент .времепи схема 12 отределен.ия местоположения .мак1си1мума проницаемости выдаст импульс (см. фиг. 2, 0), свидетельствующий о наступлении .максимума проницаемости пленки 1л. Этот импульс поступает на форм.иро|ватель 14, который вырабатывает и.мпульс нормированной амплитуды f/o и длительности т (ом. фиг. 2, г). Норм«р01ванный импульс поступает ма упра|Вляющий вход ге.нератора 8 линейно изменяющегося тока, пса воздействием (Которого .в течение длительности импульса т происходит Принудительный сброс ликейно .измеияющагося л созд.аваемоГО им ПОЛЯ Яу-до нуля. По окончании этого импульса, т. е. в момент времени /2, начинается .новый цикл парастания низкочастотного ПОЛЯ Нт. В дальней.щем процесс повторяется.

Та.ким образом, время нарастания поля Ят определяется величиной поля .анизотропии пленки Я;.. Период следования выходных им/пульсов формиро.вателя 14 складывается из времени .нарастания ti .и .времени обратного хода, т. е. времени сброса поля Н г но нуля, которое равно длительности импульса т. Для уменьшения влияния длительности обратного хода т на длительность периода развертки поля Я г время обратного х.ода выбирают значительно меньше вре.мени нарастания поля, т, е. тСг. Поэтому период следования выходных И1мпульсо1в Т, а следовательно, и частота следования эти.х импульсов определяются величиной ноля анизатр.апии . При поле анизотропии пленки, равном Н/ (см. фиг. 2, а), перио.д следования импульсов будет равен Т, (см. фиг. 2, г).

При изменении поля анизотропии .пленки, например вслед1ств.ие приложенной дефор.ма|ции, местоположение .ма|Ксимума проницае.мости меняется (пуиктирная иривая па фиг. 2,а). Графики, поясняющие процесс .преобразова.ния для этого случая, изображены па фиг. 2, начиная с момента времени 4. Новому значению поля апизотропии Я (с.м. фиг. 2, а) будет соответствовать новое значение периода следования и.мпульсов - Т2.

Для .контроля магнитострикции импульсы с ча1стотами следования, соответстйующи.ми полю анизотропии недеформирован.ного и деформирован.ного участка, с выходов формиро;вателей 14 и 15 подаются на схему 16 сравнеШ1Я частот. Импульсы с выхода формирователя 14 .поступают (на схему 16 сравнения частот после задержки сха.мой /7 на время прохождения недеформированного участка 2 образца .к механ.изму деформации и ко второму каналу измерения. О магнитостриквди.и судят по приращению частоты, воаникающей в результате деформации образца, т. е. по разностной частоте, 1сни(маемой с выхода схе.мы 16 сравнения частот. Р.азностная ч.астота, прапорциональная приращению поля анизо,троп.иИ пленки, индицируется схемой 18 индикации или поступает в систему управления ироцессом .производства пленок. 3:на|К магнитострикции онределяетея знаком приращения частоты.

П р е д .м е т и з о б ip е т е н и я

L Способ контроля .магнитострикции цилиндрических тонких магнитных пленОК, при котороМ исследуемый участок образца пленми подвергают воздействию высокочастот1Ного npo/6iHoiro поля, направленного вдоль оси лепкого на1магнич1Ива1Н1ия пленки, .и .низкочастотного линейно изменяющегося поля, направленного .вдоль .оси трудного на|М.аг.Н1ин.ива1НИ.я пл.енки, а с ;имаемый сигнал ис.пользуют для воздейстВ.ИЯ на низкоч-астогное поле, по изменению которого суаят о магнитост.рикщии, отличающийся тем, что, с целью повышениЯ точности измерения в Процессе .изготовления пленки, л:Инейно И131мен:яющееся «лзкоч-астотное поле формируют |На|растающИ|М от «уля до величины, лри которой имеет .место ма1йаи1М)ум щраницаемости .пленки; полученный при этом сигнал используют для принудительного сброса низч :оч,асто1тн.ого поля до .нуля м фо.рмирования нового нарастан.ия этого поля; преоб2

разовывают поле анизотропии пленки в частоту следования И|мпульсо1в .и по приращению этой частоты, возникающему .при деформации ., судят о (Ма1гнитаст|р.и«ци:и.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, .С целью уменьшения погрбш.ности преобразования от ВЛИЯН.ИЯ обратного хода низ,кочастотного поля, время сброса этого поля до нуля выбирают значительно меньше минимально возможного времени его нарастания.

ri 5

х