Устройство для измерения магнитнойВОСпРииМчиВОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01R33/16 

1

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при исследовании магнйтшлх свойств вещества.

Известно устройство, содержак ае вибровозбудитель со штоком иа конце которого закреплен держатель оберазца, расположенный между иэмеджтельными катушками, помеаденшдми в paftoчий зазор магнита. Измерительшае катушки через первый избирательный усилитель звуковой частоты подключены к сигнальному входу синхронного детектора, к его опорному входу подключен первый выход генератора звуковой частоты, второй выход которого подключен к вибровозбудителю Д« Выход синхронного детектора присоединен к регистратору. К штоку щ икреплен магнитный диполь, помещенный между контрольными катушкалда, к выходу которых подключен второй избирательный усилитель звуковой частоты, выход которого подсоединен к управляющему входу генератора звуковой частоты.

Недостатком устройства является большая погрешность измерения магнитной восприимчивости, обусловленная инерционностью колеблющейся механи.ческой системы. В результате разность фаз между механическими колебаниями образзда и электрическими колебаниями, подаваемыми с генератора звуковой частоты на опорный вход синхронного детектора, зависят от частоты и амплитуда колебаний, а также от массы образца.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения магнитной восгфиимчивостИусодержащее - генератор звуковой частоты, подсоединенный к вибровозбудителю со штоком, на конце которого прикреплен

5 держатель образца, расположенный между измерительными катушками, находящимися в рабочем зазоре магнита и подключенным через избирательный усилитель звуковсй частоты к сигнально0му входу синхронного детектора, выход которого подсоединен к регистратору и, тшсже, магнитный диполь, прикрепленный к штоку и выполненный в виде катушки, подключенной через

5 измеритель к стабильному источнику постоянного тока. Магнитный диполь расположен между контрольными катушками, которые подключены ко второму избирательному усилителю звуковой

0 частоты. К его первому выходу присоединен индикатор амплитуды, а ко второму присоединен опорный вход син хронного детектора. В этом магнитометре для получения информации об амплитуде и фазе механических колебаний используется магнитный диполь,-колеблющийся вместе со штоком, а значит и с образцом, и контрольные катушки. Амплитуда и фаза напряжения, индуцируемого колеблющимися магнитным диполем в контрольных катушках, соответствует амплитуде и фазе механических колеба-. НИИ образца. Это напряжение используется для стабилизации амплитуды колебаний, а также подается на опорный вход синхронного детектора 2j . Недостатком устройства является большая погрешность измерения магнит ной восприимчивости исследуемого образца, из-за недостаточной стабильности амплитуды и фазы механических колебаний. Нестабильность вызвана тем, что в контрольных катушках кроме полезного напряжения, индуцируемого магнитным диполем, индуцируются также помехи, которые возникают по следующим причинам. Во-первых, механические колебания вибровозбуди1теля через общее основание прибора передаются к контрольным катушкам и ;них индуцируется помеха, пропорЕщональная внешнему магнитному полю, а именно, прлю магнита и земному полю Частота помехи такая же, как у полез ного напряжения, а амплитуда и фаза зависят от положения контрольных катушек относительно внешнего магнит ного поля и от условий передачи колебаний от вибровозбудителя, а также от частоты и амплитуды механических колебаний образца. Во-вторых, поскол ку используется электродинамический вибровозбудитель, то переменное поле создаваемое его катушками, также индуцирует помехи в контрольных катушках. Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения магнитной воспри имчивости исследуемого образца. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения магнитной восприимчивости магнитометре содержащем магнитный диполь, выпол ненный в виде катушки, генератор зву ковой частоты, подсоединенный к вибровозбудителю со штоком, на конце которого прикреплен держатель образца, расположенный между измерительными катушками, находящимися в рабочем зазоре магнита и подключенными через избирательный усилитель звуковой частоты к сигнальному входу син хронного детектора, выход которого подсоединен к регистратору, введены усилитель высокой частоты, амплитудный Детектор, делитель частоты на д и источник тока высокой частоты, подключенный, к магнитному диполю, закрепленному на держателе образца, i а измерительные катушки дополнительно подключены через усилитель высокой частоты к амплитудному детектору, первый выход которого соединен с выходом управления генератора звуковой частоты, а второй выход через делитель частоты на два соединен с опорным входом синхронного детектора. На чертеже показана функциональная схема вибрационного магнитометра. . Устройство для измерения магнитной восприимчивости содержит генератор 1 звуковой частоты, вибровозбудитель 2 со штоком 3, источник 4 тока высокой частоты, держатель 5 образца, измерительные катушки 6, магнит 7, магнитный диполь 8, выполненный в виде катушки, избирательный усилитель 9 звуковой частоты, усилитель 10 высокой частоты, амплитудный детектор 11, делитель 12 частоты на два, синхронный детектор 13 и регистратор 14. Устройство работает следующим образом. Вибровозбудитель 2, подключенный к генератору 1 звуковой частоты, колеблет шток 3 с прикрепленным к нему держателем 5 образца, на котором закреплен магнитный диполь 8 и образец. Поле магнита 7 намагничивает образец и магнитный момент колеблющегося образца индуцирует в измерительных катушках 6 напряжение, пропорциональное магнитной восприимчивости исследуемого образца, которое через избирательный усилитель 9 звуковой частоты подается на сигнальный вход синхронного детектора 13, выход которого подключен к регистратуру 14. Одновременно магнитный диполь 8, выполненный в виде катушки, подключенной к источнику тока высокой частоты 4, индуцирует в измерительных катушках б высокочастотное напряжение, модулированное по амплитуде. Модулированное напряжение подается через усилитель высокой частоты 10 на вход амплитудного детектора 11, на выходах которого, получается переменное напряжение с частотой,равной удвоенной, частоте механических колебаний. Напряжение с первого выхода амплитудного детектора 11 подается на вход управления генератора 1 звуковой частоты и используется для стабилизации амплитуд механических колебаний образца. Второй выход амплитудного детектора 11 через делитель 12 частоты на два соединен с опорным входом винхронного детектора 13. Частота напряжения на опорном входе синхронного детектора 13 совпсодает с частотой механических колебаний образца, а разность фаз :между ними постоянна. Использование источника тока высоко частоты, усиление на.высокой частоте с последующим амплитудным детектированием, позволяет лучше стабилизировать амплитуду механических колебани и фазу опорного напряжения относител но фазы механических колебаний. В ре зультате уменьшается погроиность измерения магнитной восприимчивости исследуемого образца. В устройстве появляется возможность контролировать отклонение нулевого положения магнитного диполя (положение его в отсутствии-механических колебаний) от центра симмет рии измерительных катушек. Это обусловлено тем, что при таком отклонени высокочастотное напряжение в измерительных катушках, будет хфомодулировано, кроме второй гармоники, так же и первой- гармоникой частоты механических колебаний. Перемещая диполь вместе с образцом можно свести к нулю амплитуду первой гармоники и в- этом случае диполь будет находиться в центре симметрии измерительных катушек.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитной восприимчивости, содержа1дее магнитный диполь, выполненный в виде катушки, генератор звуковой частоты, подсоединенный к вибровозбудителю

1.Авторское свидетельство СССР № 573784, кл. G 01 R 33/14, 1972.

2.Бажан А.Н., Боровик-Романов А.Сj 30 Крейнес Н.М. Магнитометр для определения величины и направления намагниченности в анизотропных кристаллах.-Приборы и техника эксперимента, 1973, № 1, с. 213-216. со штоком, на конце которого прикреплен держатель образца, расположенный между измерительными катушками, .находящимися в рабочем зазоре магнита и подключенными через избирательный усилитель звуковой частоты к сигнальному входу синхронного детектора, выход которого подсоединен к регистратору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения магнитной восприимчивости исследуемого образца, в него введены усилитель высокой частоты, амплитудный детектор, делитель частоты на два и источник тока высокой частоты, подключенный к магнитному диполю, закрепленному на держателе образца, а измерительные катушки дополнительно подключена через усилитель высокой частоты к амплитудному детектору, первый выход которого соединен с входом управления генератора звуковой частоты, а второй выход через делитель частоты на два соединен с опорным входом синхронного детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе