Устройство для измерения магнитоупру]р*№''"-^" свойств цилиндрических тонких магнитных пленок

ОПИСАНИЕ

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авг. свидетельства №вЂ”

М. Кл. G Olr 33/00

Заявлено 06.IV.1970 (№ 14238о9 26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Комитет оо делам иааоретенмй и открытий ори Совете Миииетров

СССР

П риоритет—

УДК 621.317.44(088,8) Опубликовано 28.XI.1972. Бюлле;ень № 36

Дата опубликования описания 23.11.1973

Авторы изобретения

К. С. Полулях, П. И. Татарский, Е. Н. Гончаров, IO. И. Раздовский и В. И. Пискляров

Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В. И. Ленина i. r У f, R ° I

Заявитель

i;,::. ". ): i:. . " ;:

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН ИЯ МАГНИТОУПРУ 4fX-" ""

СВОЙСТВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК

1 2

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 магннтоупругого параметра g. Магнитоупругий параметр определяется как отношение приращения поля анизотропии Н пленки, возникшего в результате механической деформации, к величине относительной деформации образца пленки е. Измерение магнитоупругого параметра пленки сводится к определению поля анизотропии Нт, 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 к руговой осью анизотропии.

В предлагаемом устройстве .внутри катушки Гельмгольца, в которую введена компенсационная обмотка, геометрически расположенная вместе с основной, установлена контакт ная система для включения испытуемого участка пленки в емкостную ветвь одного из двух генераторов, выполненная в виде двух пар плосколараллельных пластин из неферромагнитного материала, и каждая пара, состоящая из подвижного и неподвижного контакта, сое5 динена гибким проводником. Это уменьшает погрешность измерения, создает удобство отсчета, исключает необходимость дополнительных вычислений, увеличивает точность и повышает надежность измерений.

10 На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства со связью между гене раторзмн через резистор; на фиг. 2 — конструкция катушки Гельмгольца с контактной системой.

Устройство состоит из двух LС генерато16 ров: генератора 1 и генератора 2. Контур гене ратора 1 образован индуктивностью 8, емкостью 4 и участком 5 образца пленки. Контур генератора 2 образован индуктивностью б н емкостью 7. Генераторы связаны между собой

20 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 индикато25 ром 9. Для упрощения схемы генераторы могут быть связаны через внутреннее сопротивление фазового детектора, нагруженного на индикатор.

Иоп ытуем ы и уча сток, пленки по мещен,в поле катушки Гельмголыца l0, которая содер360625 жит осно в ную абмотку .11 и,компенсацио нную о.б мопку 12. Эти обмопки питаются от источника И тока. Ток оснавной обмотки может регулироваться сопротивлением 14, а ток камденсацио ниой о бмотки — сапротивлением 15 и измеряется и идикаторам (б. На правление така,в ком пенсащианной обиопке может изменяться переключателем 17.

Внутри катушки Гелымголыца расположе на .контактная, система (ем. фиг. 2). OIHB костоит и|з иеп одвижнык контактав 18 и подвиж ных канTBIKTGiB 19. Каждый .подвиж:ный и неподвижный контаKIT соединены между собой гибиими проводняка ми 20. Между подвиж ными и неподвижными контактами помещают обра зец. Вели чана давления под вижиых KoIHTBKToiB иа о бразец регулируется подбором жесткости спиральной пружины 21.

При inepe!Meirrre!HHH катушечки Гелым гольirra вдоль о1бразца пленки подвижные контакты поднимаются с noiMorrrbro штака 22.

Устрой ство р аботает следующим абразом.

Генераторы, связанные между собой через резистор или внутреннее colrrpo THBJIBHHå фазаваго детектора, ра ботают,в абласти за хватыва|ния, т. е. на одной частоте. При равенспве,napaMeTpoIB контуров генераторо|в фазо вый сдвиг,между напряжением,генер аторов равен нулю. При изменениями параметров KoIHтура любого из генераторов между напряжениями генераторов вазникает фазовый сдвиг.

Генераторы прои атом за счет связи между ними работают на одной ча стоте.

В контур генератора 1 включен yuaicTOK образца пленки, Ток контура генератора, протекая по этому участку, создает малое пробное поле, направленное,по оси легкого намагничи вания. Поэтому участок образца пленки предста вляет сабой и нду1кт и вное сопротив ление,,вели чина которого nprr!MO прапорциональна дифференциалыной ма пнитной;воспр|и имчи васти вдоль оси легкого намагничивания и спытуемого,участка пленки. Изменение ди ф- ферен циалыной магнитной восприимчи вост и плен к и,вызывает изменение индуктивного сопротывления уча стка пленки, включен ного в контур, т. е. изменение параметра ко нтура

1. За счет связи между генераторами это изменение лресбразуется в фа зо вый сдвиг между на пряжениями .этих генераторов. Полученный фазовый сдвиг преабразуется в,показания и н дикатора.

Для измерения маги итоуп руги х свойств пленки образец помещают в однородное ре гулируемое поле, со здаваемое катушечкой

Гельмгольца. Образец, пленки располагают .в поле катушки Гельмгольца так, что ось подложки, я вляющая ся осью тяжелого намагничи|вания lnJle!HKIH, совпадает с осью поля катуш ии Гелым голыца. С памо щью конта ктной системы в .ко нтур генератара 1 выключается уча сток абразца пленки, находящийся. в о днород нсм магнитном поле катушки Гельмгольца.

Иамереиие магнитоупругого,параметра производится следующим образом.

В иоле кату ш ки Гелымголыца помещают образец пленки, закрепленный с двух сторон

5 без создания механической деформациями в нем. С помощью соиротивленкя в основной обмотке катушки Гельмгольца изменяется ток, про порционалыно котораму из меняется поле катушки Гельмгольца. Изменение поля о вызывает изменение ди фференциалын ой магнитной IBQIclnpHHì÷HIâoicòH пленками, которая преобразуется в noIKBIBBHIHB и ндикатюра спи сан ным способом. Ток,в olcIHo!BIHQH абрамсTKe увел ичивают до появления максимума показаний индикатора. Это соответствует максимуму дифференциальной магнитной .восприимчивости, немеющем место при поле, создаваемом катушкой Гельмголыца, рааном полю анизотропии пленки. Затем абра зец плен|ки под вергают м еха нической дефор мацни путем приложения механического ус илия F. Если испытуемый уча сток пленки обладает магнитоупруги MIH свощства1ми, То .под воздействием механической деформации изменится величина, поля BIHHBoTponIHH. В зависимости от знака ма гнитоу пругого параметра аленьки при деформ ации:поле анизотро пи и,может изменяться в сторо1ну увеличения или уменьшения по сравнению с полем Н ненагруженного

ЗО образца.

Для измерения маг1нитоу пругого параметра необходимо знать величияу и знак приращения поля анизотропии Н, и не обязательно знать а бсолютные,значени я иоля анизо35 тро пии:иена груженного и на|груженного образцаа.

:Введение компенсационной обмотки 8 катушку Гелымголыца позволяет,производить изменение,непосредственно;приращения поля

40 анизотропии Н . Это осуществляется следующим образом. После приложе н ия механического усилия F ток в ас но вной обмотке катуш|ки Гельмгольца не изменяют. С помощью сопротивления, начи ная с нуля, увеличивают

45 ток в коMIne!HIcaggoнной аб моъке до появления

MaKcHiMyIMa пока|заний и индикатора. Hip!H .необходимости для .получения,максим1ума меняют,положение пер еклгачателя. Изменен не положения, переключателя соответствует из50 менению напра влени я така в кампенсацион ной обмотке, а следовательно, и изменению направления поля, создаваемого этой обмоткой, с согла с ного на Встречиое:по сравнению с,полем аснавной об моими.

Таким образом, по .положению переключателя мюино судить о,знаке магнитоулругого параметра. З ная nocTOHIHinyro компенсационной о бмоъки катушки Гельмгольца, можно

5о отсчитать,величину приора щения поля аиизотропии Н „возникшего в результате механической деформации абразца под воздействием усилия F. По величине приращения поля аяизотропии Нд и усилия вычисляют магнитоупру.гий па.paereirp n.

360625

Предмет изобретения ц

Ри8 s

Составитель Л. Байдукова

Техред T. Миронова

Корректоры В. Жолудева и Т. Медведева

Редактор А. Батыгин

Заказ 689 2357 Изд. М 1802 Тираж 406 Подписное 1НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»

Устройство для измерения магнитоуаругих свойст|в цилиндрических тонких матнитных пленок иа про во дя щей подложке с круговой осью анизотропии, содержащее катушку

Гельмгольца с основной об моткой, два LC генератора, си нхранизи рован ных,между собой через цепь связи и индикатор, отличающееся тем, что, с целью атовышения точности и увеличан ия надежности, внутри катушки Гелым6 гольца, в которую в1ведена жомпеосациовная обмотка, вео|метриче оки ра оположенная вместе с основной, уставовлеяа IKoIHTcbKTHBH система для включения, испытуемого участка пленками в емкостную ветвь од нного из двух генераторов, выполненная в виде двух пар плоскопараллельных пластики из неферромагнитного материала, и каждая пара, состоящая из цодвиионого ы неподвижного контакта, соединена гибким проводником.