6.09.12
Преобразователи на эффекте Баркгаузена
Неоднородность структуры ферро-магнитного образца обусловлено немагнитными включениями или локальными механическими включениями, которые приводят к скачкам намагниченности при изменении внешнего магнитного поля. Схематическое изображение доменных границ и некоторого включения можно представить так:
Граница между двумя доменами с противоположным направлением векторов намагниченности под воздействием внешнего магнитного поля сначала обратимо изменяет своё положение (рисунок б), а затем скачком переходит в новое положение (рисунок в). Заштрихованная часть представляет собой область скачком изменившую свою намагниченность.
Исследования показали, что в железном образце средний объём перемагничевающийся области лежит в диапазоне:
Вклад скачков в общие изменения намагниченности составляет 30-50%. Длительность скачков лежит в диапазоне 1/10-1 миллисекунды. При скачках Баркгаузена в измерительной катушке возникают импульсы ЭДС. В зависимости от скорости перемагничивания преобразователи Баркгаузена можно разбить на 2 группы. 1) Преобразователи с пространственным перемагничиванием ферро-материала. 2) Преобразователи с перемагничиванием материала изменяющимся во времени магнитным полем. Схема преобразователя 1 группы имеет следующий вид:
Мимо постоянного магнита 1 движется со скоростью (vX) ферро-магнитный образец 2, участок образца находящийся в близи магнита намагничен и границы этого участка смещаются со скоростью (vX). В измерительной катушке 3 установленной не подвижно индуктируются импульсы ЭДС вызываемые скачками Баркгаузена. Индуктируемая ЭДС представляет собой стационарный случайный процесс. В качестве информативных параметров этого процесса используется средняя частота выбросов превышающих заданный уровень или дисперсия, которая зависит от скорости перемагничивания, то есть скорости движения образца. Сигнал измерительной обмотки 3 усиливается и подаётся на полосовой фильтр (Ф), подавляющей низко частотную и высокочастотную части спектра для выделения полезного сигнала. Амплитудный дискриминатор (АД) выделяет импульсы, амплитуда которых превышает заданный уровень. Далее они поступают на частометр (Ч) показания, которого пропорциональны скорости.
Принцип действия преобразователя 2 группы с ферро-магнитным перемагниченным переменным магнитным полем:
Устройство 1 служит для создания циклически меняющегося во времени магнитного поля перемагничивающего не подвижной ферро-материала 2. В измерительной обмотке 3 наводятся импульсы ЭДС для измерения информативных параметров которых используются те же узлы что и в предыдущей схеме.
Оптоэлектронные преобразователи
Известно, что оптическое излучение представляет собой электромагнитные волны, длина которых лежит в диапазоне от 1/1000 до 1000 микрометров. Частота колебаний равна:
Для описания оптических явлений применяют 3 системы величин: 1) Энергетическая; 2) Световая (фотометрическая); 3) Квантовая.
В квантовой системе величин свет рассматривается как поток частиц – квантов, энергия которых составляет:
Кванты видимого света обладают энергией 2-5 электрона вольт.
Основной величиной энергетической и фотометрической систем является поток излучения измеряемой в Ватах (энергетическая система) и Влюменах (оптическая система).