Способ уменьшения амплитудной погрешности магнитного компаратора
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-1-72-79Ключевые слова:
скачки Баркгаузена, бистабильные ферромагнетики, флуктуации процесса перемагничивания, магнитный компараторАннотация
Выходные сигналы датчиков при контроле ферромагнитных материалов методом эффекта Баркгаузена (метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров cкачков намагниченности, возникающих в результате эффекта Баркгаузена) представляют собой поток импульсов ЭДС от скачков Баркгаузена. Он имеет статистический характер (так называемый магнитный шум). При большом их количестве за полуцикл перемагничивания осуществляют либо скользящее усреднение, либо за весь полуцикл.
В бистабильных ферромагнетиках флуктуации выходных сигналов датчика (а последние представляют два импульса разной полярности за цикл перемагничивания) не могут быть усреднены без потери информации, что снижает метрологические характеристики всего устройства. Флуктуируют такие параметры, как амплитуда, длительность, поле старта. Это ограничивает применение его в точных измерениях.
Для разработки способа повышения стабильности выходного сигнала датчика использована гипотеза о полном переключении объема бистабильного образца ферромагнитного материала при скачке Баркгаузена. Гипотеза основана на новых физических данных, полученных при исследовании бистабильных ферромагнетиков авторами С. А. Барановым, Г. В. Ломаевым, С. П. Ахизиной, Г. В. Каримовой и другими.
Предложен способ уменьшения флуктуаций амплитуды импульса ЭДС на выходе магнитного компаратора, заключающийся в преобразовании вольт-секундной площади в импульс, пропорциональный амплитуде. Разработана простая и надежная схема, реализующая данный способ. Проведена серия экспериментов. Показано, что флуктуация выходного сигнала уменьшается при использовании разработанного способа почти на порядок.
Апробация способа осуществлялась на сердечниках из сплава викаллой 2 (Co52Fe38V10), подвергнутых крутильной деформации до предела текучести по технологии, разработанной на кафедре «Приборы и методы измерения, контроля и диагностики» ИжГТУ имени М. Т. Калашникова.Библиографические ссылки
ГОСТ Р 56542–2019. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30.10.2019 г. №1071-ст: дата введения 2020-11-01. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200169346 (дата обращения: 28.01.2021).
Ломаев Г. В., Ахизина С. П., Водеников С. К. О двух формах импульса ЭДС от скачка намагниченности в ферромагнетике // Дефектоскопия. 1996. № 12. С. 54–59.
Баранов С. А. О возможности применения аморфных микро- и нанопроводов с эффектом Баркгаузена // Электронная обработка материалов. 2013. Т.49, № 6. С. 64–70.
Баранов С. А. Моделирование перемагничивания аморфного микро- и нанопровода // Электронная обработка материалов. 2014. Т. 50, № 6. С. 51–61.
Баранов С. А. Зависимость магнитных свойств микро- и нанопроводов от тензо- и термомагнитной обработки // Электронная обработка материалов. 2017. Т. 53, № 1. С. 78–89.
Иванов А. А., Орлов В. А. Сценарии перемагничивания тонких нанопроволок // Физика твердого тела. 2015. Т. 57, вып. 11. С. 2143–2150.
Феноменология петель магнитного гистерезиса в многослойных микропроводах α-Fe/DyPrFeCoB /
Р. Б. Моргунов, О. В. Коплак, А. Д. Таланцев, Д. В. Королев, В. П. Пискорский, Р. А. Валеев // Труды ВИАМ. 2019. № 7 (79). С. 67–75.
Генерация электромагнитных импульсов при циклическом перемагничивании деформированных ферромагнитных сплавов / Н. А. Азаренко, А. И. Великодный, В. Г. Кириченко, Т. А. Коваленко,
М. Г. Компаниец, С. Ю. Кочетова // Вестник Харьковского университета. 2008. № 832, вып. 4. С. 41–53.
Ветошко П. М. Перемагничивание однородным вращением феррит-гранатовых пленок в чувствительных элементах магнитных сенсоров : дис. … канд. физ.-мат. наук. М., 2017. 134 с.
Kimball D. Precessing Ferromagnetic Needle Magnetometer / D. Kimball, A. Sushkov, D. Budker // Phys. Rev. Lett. –2016. Vol. 116. P. 190801.
Ломаев Г. В., Каримова Г. В. Датчики Баркгаузена : монография. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2008. 368 с.
Иванов А. А., Орлов В. А. Сценарии перемагничивания тонких нанопроволок // Физика твердого тела. 2015. Т. 57, вып. 11. С. 2143–2150.
