Time-amplitude correlation effect between large Barkhausen discontinuities (in the magnetization noise)

Summary

A theory of the power spectrum of the Barkhausen noise is presented, accounting for the frequency behaviour of the experimental spectra in the whole range of analysis frequency between 1 Hz and 20kHz, when the magnetizing frequency is kept relatively low (below 0.1 Hz). The theory assumes the existence of a correlation between the number of clustered pulses in a large Barkhausen discontinuity and the time interval from such a discontinuity to the preceding one: the longer this time interval, the larger the number of clustered pulses. An experimental check of the dependence of the noise power spectrum on the magnetizing frequency in rings of Fe−Si 4% is given. It is shown that the theoretical results fit the experimental data without the introduction of any arbitrary constant.

Riassunto

Si presenta una teoria dello spettro di potenza del rumore Barkhausen in materiali ferromagnetici che rende conto dell’andamento degli spettri di potenza sperimentali in un intervallo di frequenze di analisi comprese tra 1 Hz e 20kHz, nell’ipotesi che la frequenza di magnetizzazione sia sufficientemente bassa (in feriore a 0.1 Hz). In questa teoria si assume l’esistenza di una correlazione tra il numero di impulsi elementari che si raggruppano in una grossa discontinuità Barkhausen e l’intervallo di tempo che separa quest’ultima dalla precedente: più lungo è questo intervallo di tempo più grande è il numero di impulsi elementari che danno origine alla grossa discontinuità. Alcuni risultati sperimentali relativi a provini ricotti e ineruditi di Fe−Si 4%, che possono essere interpretati sulla base di questa teoria, sono stati presentati in una precedente pubblicazione. Nel presente lavoro si presentano ulteriori risultati sperimentali sulla dipendenza dello spettro di potenza dalla frequenza magnetizzante in provini toroidali incruditi di Fe−Si 4%. Tali risultati sono interpretati in modo del tutto soddisfacente dalla presente teoria.

Резюме

Предлагается теория степенного спектра для шума Ьаркхаузена, которая учитывает частотное поведение зкспеиментальных спектров во всей области анализируемых частот между 1 гц и 2 кгц, когда частота намагничивания остается относительно низкой (ниже 0.1 гц). Теория предполагает существование корреляции между числом сгруппированных импульсов в большом разрыве Ьаркхаузена и временным интервалом между такими разрывами: зтот временной интервал больше, вем больше число сгруппированных импульсов. Приводится зкспериментальная проверка зависимости степенного спектра шума от частоты намагничивания в кольцах Fe−Si 4%. Показывается, что теоретические резулътаты соответствуют зкспериментальным данным без введения каких-либо произвольных постоянных.