SU438953A1 - Device for controlling magnetostriction of cylindrical thin magnetic films - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к технике измерений статических параметров ферромагнитных образцов малых сечений.The invention relates to a technique for measuring static parameters of ferromagnetic samples of small cross sections.

Известны устройства дл  контрол  магнитострикции цилиндрических тонких магнитных пленок, которые содержат два канала дл  измерени  пол  анизотропии недеформированного и деформированного участка образца , линию задержки сигнала, сн того с недеформированного участка, на врем  перемещени  этого участка к механизму деформации , каждый из указанных каналов которого состоит из схемы определени  местоиоложени  максимума ираницаемости пленки вдоль оси легкого намагничивани  и источника линейно измен ющегос  пол , направленцого вдоль оси ее трудного намагничивани , образованного катущкой Гельмгольца и исгочииком линейно измен ющегос  тока, схему сравнени , один вход которой через линию задерл ки нодключен к выходу канала измерени  пол  анизотропии недеформироваиного участка пленки, а второй - к выходу канала измерени  деформированного участка, и регистрирующего устройства, подключенного к выходу схемы сравнени .Devices are known for controlling the magnetostriction of cylindrical thin magnetic films, which contain two channels for measuring the anisotropy field of the undeformed and deformed part of the sample, the signal delay line removed from the non-deformed part for the time that this part moves to the deformation mechanism, each of these channels of which consists of a scheme for determining the location of the maximum of the film recurrence along the axis of easy magnetization and the source of a linearly varying field directed along Because of its difficult magnetization formed by a Helmholtz coil and a linearly varying current, a comparison circuit, one input of which is connected through the delay line to the output of the anisotropy field measuring channel of the non-deformed film section, and the second to the output of the deformed section measuring channel, and the recording device, connected to the output of the comparison circuit.

Измерение магнитострикции осуществл етс  путем преобразовани  пол  анизотропии недеформированного и деформированного участков пленки в частоту следовани  импульсов и сравнение этих частот.The magnetostriction measurement is carried out by converting the anisotropy field of the undeformed and deformed portions of the film into the pulse frequency and comparing these frequencies.

Период следовани  импульсов складываетс  из времени нарастани  линейно измен ющегос  пол  от нул  до величины равной полю анизотропии пленки и времени сброса этогоThe pulse period is the sum of the rise time of the linearly varying field from zero to a value equal to the film anisotropy field and the reset time of this

пол  до нул , т. е. времени обратного хода указанного нол . Так как при обратном ходе поле измен етс  нелинейно, то это приводит к непропорциональной зависимости между величиной пол  анизотропии и частотой следовани  имнульсов. Кроме того, использование только однонол рных импульсов вызывает ногрешность преобразовани  в случае воздействи  внешних полей.floor to zero, i.e., the return time of the specified zero. Since the field varies nonlinearly during the reverse run, this leads to a disproportionate relationship between the magnitude of the anisotropy field and the frequency of impulses. In addition, the use of only single-pole pulses causes a transform error in the case of exposure to external fields.

Устройство дл  контрол  магнитострикции цилиндрических тонких магнитных пленок согласно данному изобретению свободно от указанных недостатков. Это достигаетс  тем, что в схему каждого канала введен триггер управлени , а источник тока выполнен в виде двух идентичных поочередно работающих управл емых генераторов линейно измен ющегос  тока, к выходу каждого из которых подключена одна из двух идентичных встречноA device for controlling the magnetostriction of cylindrical thin magnetic films according to the invention is free from the indicated disadvantages. This is achieved by introducing a control trigger into the circuit of each channel, and the current source is made in the form of two identical alternately operating linearly varying current generators, each of which is connected to one of two identical

включенных обмоток катушки Гельмгольца, причем входы указанных генераторов подключены к двум выходам триггера управлени , счетный вход которого соединен с выходом схемы определени  местоположени  максимума проницаемости пленки, а вход формировател  выходных импульсов канала соединен с одним из упом нутых выходов триггера .the windings of the Helmholtz coil are switched on, the inputs of these generators are connected to two control trigger outputs, the counting input of which is connected to the output of the film permeability maximum location circuit, and the input of the output pulse channel generator is connected to one of the mentioned trigger outputs.

Схема одного каналл устройства 11),сде11  на чертеже.Diagram of one channel of the device 11), de 11 in the drawing.

Контролируемы; участо1ч 1 образца пленки 2 помещен в однородное магнитное поле, создаваемое двухобмоточной катушкой Гельмгольца 3, которое направлено вдоль оси трудного намагничивани  пленки. Местоположение максимума проницаемости пленки вдоль оси ее легкого намагничивани  определ етс  датчиком 4, который питаетс  высокочастотным током измерител  приращени  индуктивности 5. С выхода этой схемы в момент достижени  максимума проницаемости подаетс  сигнал на счетный вход триггера управлени  6. Управл ющие сигналы с двух выходов триггера 6 подаютс  на входы генераторов линейно измен ющегос  тока 7 и 8, что обеспечивает поочередную их работу. С одного из выходов триггера 6 сигнал поступает также на вход формировател  выходных импульсов канала 9. К выходу генератора 7 своим началом подключена обмотка 10 катущки Гельмгольца 3. К выходу генератора 8 своим концом подключена така  же обмотка 11 той же катушки 3. Направление нолей, создаваемых обмотками 10 и 11 на чертеже условно показаны стрелками у соответствующих обмоток .Controlled; A sample of film sample 2 is placed in a uniform magnetic field created by the Helmholtz two-winding coil 3, which is directed along the axis of the hard magnetization of the film. The location of the maximum permeability of the film along its axis of easy magnetization is determined by the sensor 4, which is powered by a high-frequency current of the inductance increment meter 5. The output of this circuit at the time of maximum permeability is fed to the counting input of control trigger 6. The control signals from the two outputs of trigger 6 are supplied to the inputs of generators of linearly varying current 7 and 8, which ensures their alternate operation. From one of the outputs of the trigger 6, the signal also enters the input of the output pulse generator of channel 9. To the output of the generator 7, the beginning is connected to the winding 10 of the Helmholtz roll 3 3. To the output of the generator 8 its end is connected to the same winding 11 of the same coil 3. Direction of zeros generated windings 10 and 11 in the drawing conditionally shown by arrows at the respective windings.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Допустим, что в начальный момент на правом выходе триггера 6 имеетс  управл ющий сигнал, а соответственно на левом он отсутствует . Под действием этого управл ющего сигнала начинает работать генератор 7. Выходной ток генератора 7, протека  по обмотке 10, создает линейно нарастающее поле. По такому же закону будет измен тьс  и суммарное поле, создаваемое обмотками 10 и 11, в пространстве, где расположен контролируемый участок 1 образца пленки 2. Под воздействием этого нол  проницаемость пленки вдоль оси легкого намагничивани  измен етс  по некоторому закону, достига  при определенной величине пол  своего максимума. В момент достижени  максимума проницаемости датчик 4 выдаст импульс, под действием которого триггер 6 переброситс  и на его левом выходе по витс  управл ющий сигнал, а соответственно на правом он пропадет. Этот управл ющий импульс вызовет работу генератора 8. Суммарное поле, создаваемое обмотками 10 и 11, теперь будет складыватьс  из обратного хода пол , создаваемого обмоткой 10, и пр мого хода пол , создаваемого обмоткой И. Так как врем  обратного хода нол  много меньше времени пр мого хода, то обратный ход будет лишь незначительно искажать линейность изменени  суммарного пол  на участке его изменени  от момента наступлени  максимулга проницаемости до нул  суммарного пол . При определенной величине суммарного пол , имеющего теперь уже противоположную пол рность, вновь наступит максимум проницаемости пленки вдоль оси легкого намагничивани  п датчик 4 оп тьLet us assume that at the initial moment on the right output of the trigger 6 there is a control signal, and accordingly there is no control signal on the left one. Under the action of this control signal, the generator 7 starts operating. The output current of the generator 7, which has flowed through the winding 10, creates a linearly increasing field. According to the same law, the total field created by windings 10 and 11 will also change in the space where the controlled part 1 of the sample of film 2 is located. Under the influence of this zero, the permeability of the film along the axis of easy magnetization changes according to some law, reaching a certain field its maximum. At the moment when the permeability reaches its maximum, sensor 4 will emit a pulse, under the action of which trigger 6 is transferred and the control signal is output at its left output, and accordingly, at the right output it disappears. This control pulse will cause the generator 8 to work. The total field created by windings 10 and 11 will now consist of the return stroke of the field created by the winding 10 and the forward course of the field created by the winding I. Since the return time zero is much less than the forward time In this case, the return stroke will only slightly distort the linearity of the change in the total field in the area of its change from the moment of occurrence of the maximum permeability to zero of the total floor. At a certain value of the total field, which now has the opposite polarity, the maximum permeability of the film will again occur along the axis of easy magnetization n sensor 4 again

выдаст импульс па переброс триггера 6. Далее цикл повтор етс .will trigger a pulse transfer trigger 6. Next, the cycle repeats.

В момент по влени  управл ющего сигнала на левом выходе триггера 6, формирователь 9 выходных импульсов канала выдаст импульсAt the time of the appearance of the control signal at the left output of the trigger 6, the driver 9 of the output pulses of the channel will generate a pulse

требуемой длительности.required duration.

Так как максимум проницаемости пленки вдоль оси легкого намагничивани  достигаетс  на линейном зчастке изменени  суммарного пол  подмагничивани  при любой егоSince the maximum permeability of the film along the axis of easy magnetization is achieved on the linear part of the change in the total magnetic bias field for any of its

пол рности, то из этого непосредственно следует , что частота следовани  выходных импульсов .канала пропорциональна величине пол  анизотропии и не зависит от внешних магнитных полей.polarity, it immediately follows that the frequency of the output channel pulses is proportional to the anisotropy field and does not depend on external magnetic fields.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл  контрол  магнитострикции цилиндрических тонких магнитных пленок,A device for controlling magnetostriction of cylindrical thin magnetic films,

содержащее два канала дл  измерени  пол  анизотропии недеформированного и деформированного участков образца, каждый из которых состоит из схемы определени  местонахождени  максимума проницаемости пленкиcontaining two channels for measuring the anisotropy field of the undeformed and deformed portions of the sample, each of which consists of a scheme for determining the location of the maximum permeability of the film

вдоль оси ее легкого намагничивани , формировател  выходных импульсов канала и источника линейно измен ющегос  пол , направленного вдоль оси трудного намагничивани  пленки и образованного катушкойalong the axis of its easy magnetization, the shaper of the output pulses of the channel and the source of a linearly varying field, directed along the axis of the hard magnetization of the film and formed by the coil

Гельмгольца и источником линейно измен ющегос  тока, линию задержки сигнала, полученного с недеформированного участка на врем  перемещени  этого участка к механизму деформации, схему сравнени , один входHelmholtz and the source of a linearly varying current, the delay line of the signal obtained from the undeformed section at the time of moving this section to the deformation mechanism, the comparison circuit, one input

которой через линию задержки подключен к выходу канала измерени  пол  анизотропии недеформированного участка пленки, а второй - к выходу канала измерени  деформированного участка, и регистрирующее устройство , подключенное к выходу схемы сравнени , отличающеес  тем, что, с целью исключени  погрешности от вли ни  обратного хода линейно измен ющегос  пол  и внешних магнитных полей, схема каждогоwhich, through the delay line, is connected to the output of the channel for measuring the anisotropy field of the undeformed section of the film, and the second to the output of the channel for measuring the deformed section, and the recording device connected to the output of the comparison circuit, in order to eliminate the error from the reverse stroke linearly varying field and external magnetic fields, the scheme of each

канала снабжена триггером управлени , а источник тока выполнен в виде двух идентичных поочередно работающих управл емых генераторов линейно измен ющегос  тока, к выходу каждого из которых подключена однаthe channel is equipped with a control trigger, and the current source is made in the form of two identical alternately operating controlled generators of linearly varying current, one connected to the output of each

из двух иденгичных, встречно включенных обмоток катушки Гельмгольца, причем входы указанных генераторов подключены к двум выходам триггера управлени , счетный вход которого соединен с выходом схемы определени  местоположени  максимума проницаемости пленки, а вход формировател  выходных импульсов канала соединен с одним из упом нутых выходов триггера.Helmholtz coil windings of two identical, counter-connected windings, the inputs of these generators are connected to two control trigger outputs, the counting input of which is connected to the output of the film permeability maximum location circuit, and the input of the output pulse generator of the channel is connected to one of the mentioned trigger outputs.