Устройство для контроля намагничен-НОСТи НАСыщЕНия МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

1

Изобретение относится к области проектироваиия и изготовления запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД), конкретнее - к аппаратуре контроля магнитных параметров материалов для запоминающих устройств на ЦМД в процессе их изготовления.

Известны контрольно-измерительные установки для измерения магнитных характеристик тонких пленок ортоферритов и ферритгранатов 1. В этих установках используется магнитооптический эффект Фарадея. Оптический сигнал, несущий информацию о магнитном состоянии контролируемого образца, преобразуется в электрический сигнал, который в дальнейшем используется для построения кривой намагниченности образца с помощью двухкоординатного самописца.

Эти установки позволяют получить лишь промежутоЧНые результаты измерения, которые затем подвергаются аналитической или графической обработке для нахождения искомой величины намагниченности насыщения. По этой причине установки имеют низкую производительность измерений и требуют -наличия высококвалифицированных специалистов для их обслуживания, что делает их Непригодными для эксплуатации

в условиях серийного производства материалов для ЭУ на ЦМД.

Известна магнитооптическая установка для измерения намагниченности насыщения тонких пленок феррогранатов, содержащая блок намагничивания и осциллограф, в которой величина намагниченности насыщения находится как тангенс угла наклона петли гистерезиса, получаемой на экране

осциллографа, с учетом фактора, характеризующего толщину контролируемой пленки и период полосовой доменной структуры 2. Однако и в этой установке искомая величина находится после дополнительной аналитической обработки результатов измерения. Кроме того, необходимость тщательного подбора усиления по входам X и Y в осциллографе у каждого контролируемого образца для получения петли гистерезиса наиболее удобной для проведения измерений снижает производительность и вносит элемент субъективизма в результат измерений. Постоянное наблюдение осциллограммы с близкого расстояния сильно утомляет оператора, что, в свою очередь, производительность и точность измерений. Целью изобретения является повышение

быстродействия измерений.

Достигается это тем, что устройство, содержащее оптически связанные источник плоско поляризованного света, намагничивающий блок, оптический анализатор и фотоэлектрический преобразователь, подключенный к входу усилителя, последовательно соединенные генератор импульсов и усилитель мощности, снабжено последовательно соединенными блоком аналогового запоминания амплитуды сигнала, компаратором напряжения, блоком обработки результатов измерения и аналого-цифровым преобразователем тока, а также блоком ввода данных, выход которого подключен к второму входу блока обработки результатов измерения, третий вход последнего подключен к намагничивающему блоку, а второй вход компаратора напряжения и вход блока аналогового запоминания амплитуды сигнала - к выходам усилителя.

На чертеже изображена функциональная схема устройства. О«о содержит источник линейно поляризованного света 1, намагничивающий блок 2 с контролируемым образцом 3, Оптический анализатор 4, усилитель 5, фотоэлектрический преобразователь 6, генератор 7 .импульсов треугольной формы и усилитель мощности 8, блок 9 аналогового запоминания амплитуды сигнала, компаратор напряжения 10, блок ввода данных 11, блок обработки результатов измерения 12 и аналого-цифровой преобразователь тока 13.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый образец 3 помещается в намагничивающий блок 2, создающий переменное магнитное поле треугольной формы. Питание .намагничивающего блока 2 осуществляется от усилителя мощности 8, на вход которого поступают сигналы с генератора импульсов треугольной формы 7. Образец 3 освещается источником линейнополяризованного света. После оптического анализатора 4 световой сигнал поступает на фотоэлектрический преобразователь 6, где происходит линейное Преобразование переменной составляющей оптического сигнала в электрический сигнал. После усилителя 5 электрический сигнал поступает в блок 9 аналогового запоминания амплитуды, на выходе которого получается постоянное напряжение, равное 0,5 амплитуды приходящего сигнала. В случае, когда образец перемагничивается по полной петле гистерезиса, напряжение на выходе блока 9 будет соответствовать условию ,5 для электрического сигнала после усилителя 5, где М - мгновенное значение намагниченности образца, MS-намагниченность насыщения образца. На компаратор напряжения 10 поступает напряжение с выхода устройства аналогового запоминания амплитуды и выхода усилителя 5. В компараторе 10 происходит сравнение мгновенных значений

сигнала, поступающего с усилителя 5, с половинным значением этого сигнала, поступающего с блока 9. Изменения уровня напряжения на выходе компаратора 10 происходит в моменты времени, когда MIMs 0,5. В блок обработки результатов измерения 12 поступают электрические сигналы с выхода компаратора напряжения 10 и с намагничивающего блока 2. Сигналы, поступающие с намагничивающего блока 2, пропорциональны величине магнитного поля, действующего на образец 3, и имеют форму этого поля. Кроме того, в блок обработки результатов измерения 12 с помощью блока ввода данных 11 подаются данные о толщине контролируемой пленки и периоде полосовой доменной структуры. В блоке обработки результатов измерения 12 происходит вычисление тангенса угла наклона кривой намагничивания с учетом толщины и периода полосовой доменной структуры магнитной пленки. Вычисление производится по уровню ,b, так как в этом случае динамическая петля гистерезиса, по которой происходит перемагничивание образца, максимально совпадает с начальной кривой намагничивания плепки. Ток в цепи нагрузки блока обработки результатов измерения численно равен намагниченности насыщения 4nMs контролируемого образца. С помощью аналого-цифрового преобразователя 13 этот ток преобразуется в чи-сло на цифровом табло либо выдается в виде двоичного кода.

Получение результата измерения в форме готового числа снижает время, затрачиваемое на измерение параметра одного образца, включая его закрепление в установке до трех минут. Простота обслуживания установки позволяет снизить требования к квалификации оператора. Эти факторы позволяют увеличить производительность измерений IB 5-7 раз по сравнению С имеющимися установками, а также улучшить условия работы оператора.

Формула изобретения

Устройство для контроля намагниченности насыщенияматериалов, содержащее оптически связанные источник плоскополяризованного света, намагничивающий блок, оптический анализатор и фотоэлектрический преобразователь, подключенный к входу усилителя, последовательно соединенные генератор импульсов и усилитель мощности, отличающееС я тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, оно снабжено последовательно соединенными блоком аналогового запоминания амплитуды сигнала, компаратором напряжения, блоком обработки результатов измерения и аналого-цифровым преобразователем тока, а также блоком ввода данных, выход которого подключен к второму входу блока обработки результатов измерения, третий

вход последнего подключен к «амагничивающему блоку, а второй вход компаратора напряжения и вход бло-ка аналогового запоминания амллитуды сигнала - к выходам усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.«Приборы и техника эксперимента, 1975, № 5, с. 212.

2.Власов В. И. и др. Магнитооптическая установка для измерения намагниченности насыщения тонких пленок феррогранатов.- «Электронная техника, сер. 6, вып. 11 (92), 1975.