Устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения магнитных мо- ментов скачков намагниченности в ферромагнетиках, возникающих, например, как скачки Баркгаузена.

Известно устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках, содержащее намагничивающее устройство, магнитоиндукционный датчик, представляющий собой образец из ферромагнитного материала с намотанной на него обмоткой, усилитель и интегратор Ц.

Однако это устройство обладает недостаточной чувствительностью. i Известно также устройство для из|мерения магнитных моментов скачков 1намагниченности в ферромагнетиках, позволяющее измерить полный магнитный момент скачков намагниченности и содержащее генератор переменного тока, трехкоординатный магнитоиндукционный , три усилителя, устройство для извлечения корня квадратного из суммы квадратов и интегратор 2 .

Однако это устройство также обладает ограниченной чувствительностью

определяемой уровнем шумов, применяeivffiix в нем усилителей.

Цель изобретения - повыиение чувствительности устройства для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках.

Это достигается тем, что в устройстве для измерения магнитных моменtO тов скачков намагниченности в ферромагнетиках, содержащем генератор переменного тока, к выходу которого подключена обмотка возбуждения трехкоординатного магнитоиндукционного

15 датчика, измерительные обмотки которого одними выводами подключены к общей шине, а другими - к входам соответствукядих усилителей, и блок для извлечения корня квадратного из суммы квадратов, в него введены фильтры нижних частот и RC-цепочки по числу измерительных обмоток, включенные параллельно последним, а фильтры нижних частот своими входами подключены

25 к выходам усилителей, а выходами - к входам блока для извлечения корня квадратного из суммы квадратов.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержлт генератор 1 переменного тока, к выходу которого подключена обмотка 2 возбуждения тре координатного магнитоиндукционного датчика 3, измерительные обмотки 4, 5 и 6 которого одними выводами 7, 8 и 9 подсоединены к общрй шине 10, а другими выводами 11, 12 и 13 -с уходами соответствующих усилителей 14, 15 и 16. Кроме того, измерительные обмотки 4, 5 и б .зашунтированы RC-цепочками 17, 18 и 19, а выходы усилителей 14, 15 и 16 через фильтры 20-21 нижних частот подключены к соответствующим входам блока 23 для извлечения корня квадратного из суммы квадратов. Работа данного устройства заключается в следующем. Генератор 1 переменного тока создает в исследуемом образце переменное магнитное поле. Под действием этого поля происходит намагничивание ферромагнетика, которое сопровождается скачками Нс1магниченности (эффект Баркгаузена). Скачок намагниченности можно рассматривать как переменный вс времени магнитный момент itf (t) , который в поликристаллическом ферромагнетикеможет быть разложен на компоненты по осям X, Y, Z выбран ной системы координат. Импульсы ЭДС ej(t), е (t) и t.j(t), пропорциональ ные этим составляющим, индуцируются в измерительных обмотках 4, 5 и б трехкоординатного магнитоиндукционного датчика 3. Форма импульсов ЭДС имеет случай ный характер, что не позволяет применять для увеличения отношения сиг нал/шум на выходе усилителей методо оптимальной или квазиоптимальной фильтрации. Поэтому для стандартиза ции формы- импульсов на входах усили , телей 14,15 и 16 к выходным клемма обмоток 4, 5 и б датчика 3 подключаются параллельные RC-цепочки, которые вместе с индуктивностями L об моток 4,5 и б образуют апериодичес кие контуры. В этом случае при удар ном возбуждении этих контуров импульсами ЭДС от скачков намагниченности на входах усилителей 14, 15 и 16 возникают импульсы напяжения U(t), форма и длительность € которы не зависят от форуы и длительности j HMnynbcoB ЭДС (при у с лов и и б Я. амплитуда которых пропорциональна e(t)dt). Таким образом, на входы усилителей 14, 15 и 16 подаются уже проинтегри юванные импульсы ) Kjre(t)dt и KS%j5(t)dt (где К коэффициент пропорциональности), форма которых определяется только в личинами L,R,C в цепях обмоток 4, 5 и б. Выходы усилителей 14, 15 и 16 через фильтры 20, 21 и 22 с полосой пропускания до 1/t Гц подключаются входам блока 23 для извлечения коря квадратного из суммы квадратов. рименение оптимальных или квазиопимальных фильтров позволяет уменьить влияние шумов усилителей и, слеовательно, повысить чувствительность стройства для измерения магнитных оментов скачков намагниченности в ерромагнетиках. На выходе блока 23 мпульс будет иметь вид: u(t)(t)t 5tyaJrfifJ ( Очевидно, что так как подинтегальные функции ), e(t) и меют одинаковую временную зависиость, то справедливо следующее раенство5Е((( + о о о где E(t) - ЭДС импульсов от скачка намагниченности в измерительной оботке, ось которой совпадала бы с вектором nf(t). Величина интервала в левой части последнего равенства пропорциональна измеряемому магнитному моменту, и, следовательно, выход блока 23 для извлечения корня квадратного из суммы квадратов может быть выходом всего устройства для измерения магнитного момента скачков намагциченности в ферромагнетиках. Формула изобретения Устройство для измерения магнитных моментов скачков намагниченности в ферромагнетиках, содержащее генератор переменного тока, к выходу которого подключена обмотка возбуждения трехкоординатного магнитоиндукционного датчика, измерительные обмотки которого одними выводами подключены к общей шине, а другими - к входам соответствующих-, усилителей, и блок для извлечения корня квадратного из суммы квадратов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены фильтры нижних частот и RC-цепочки по числу измерительных обмоток, включенные параллельно последним, а фильтры нижних частот своими входами подключены к выходам усилителей, а выходами - к входам блока для извлечения квгщратного корня из суммы -квадратов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании 1344155, кл. GIN 20, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 1 577484, кл. G 01 R 33/02, 1977.