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材料科学与工程实验教学中心 Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering. 阻抗分析仪-磁导率测试. 实验指导书 2013 年 6 月 4 日. 实验目的. 1. 掌握阻抗分析仪磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用 Agilent4991A 射频阻抗分析仪和 4294A 高频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响磁导率的的因素。. 阻抗分析仪 应用.
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材料科学与工程实验教学中心 Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering 阻抗分析仪-磁导率测试 • 实验指导书 • 2013年6月4日
实验目的 • 1. 掌握阻抗分析仪磁导率的测试原理及测试方法。 • 2. 学会使用Agilent4991A射频阻抗分析仪和4294A高频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 • 3. 分析影响磁导率的的因素。
阻抗分析仪应用 阻抗分析仪利用物体具有不同的导电作用,在物体表面加一固定的低电平电流时,通过阻抗计算出物体的各种器件、设备参数和性能优劣。 |Z|-θ,R-X,Ls-Rs,Ls-Q,Cs-Rs,Cs-Q,Cs-D,|Y|-θ,G-B,Lp-G,Lp-Q,Cp-G,Gp-Q,Cp-D,|Z|-Ls,|Z|-Cs,|Z|-Lp,|Z|-Cp,|Z|-D, |Z|-Q,|Z|-Rs,复合参数Z-Y,Lp-Rp, Cp-Rp. 阻抗分析仪可以测量和评定压电陶瓷片、压电换能器、超声波清洗机、超声波焊接机、超声波粉碎机、超声波加工设备等各种器件、设备的参数和性能优劣。
高频阻抗分析仪等效原理 在低频(<100KHz)时,使用运算放大器作为I-V转换器,缺点是运算放大器的频响在高频段较差。对于频率高于1MHZ的阻抗分析仪,I-V转换器由精密的零位检测器,相位检测器和积分器(环路滤波)组成。这种仪器可以测量高达110MHz的频率范围,测试最准确,基本测试精度0.05%
射频阻抗分析仪原理 • 射频阻抗分析仪是测量阻抗的反射系数,即测量入射波(从测量端口到被测件)与反射波(从被测件到测量端口)的矢量比,基本测量电路由信号源和矢量电压比检测器组成,原理框图如图1所示。
射频阻抗分析仪原理 • RF I-V法是I-V技术在高频范围的扩展,可以紧密测量高达3GHz频率范围的阻抗值。RF I-V电路和路径必须仔细设计,以确保能够以50ohm阻抗与被测件DUT相连。
RF I-V法 • 实际上,测量仪器保持不变,只是改变测试头,达到两种测量模式的要求。高阻测量模式,测试电流很小,为了正确的探测电流,电流探头要尽量靠近DUT;低阻测量模式,为了灵敏的得到电压值,电压探头要尽量靠近DUT。 • 具有好的测试精度,基本测试精度;0.8%; • 宽的阻抗测量范围:100m~50K@10%精度 • >100MHz的最准确测试方法;
磁导率测试原理 • 复数磁导率 µ=µ′+iµ′′ 是表征在正弦交变磁场下磁性材料磁特性的重要参数。对于软磁铁氧体材料来说,磁导率是一个标称参数。通过计算短路同轴腔前后的自感之差和损耗电阻之差,计算复数磁导率的两个分量μ′和μ′′:
测试夹具 • 磁导率测量专用夹具16454A,把被测材料制成三维圆环体,将该圆环体看作一个单匝线圈,通过测量该线圈的阻抗可得到圆环线圈电感的大小,进而计算出被测材料磁导率的大小。
实验步骤 • 1. 样品退磁:测试24小时。 • 2. 组装夹具,开机预热半小时。 • 3. 选择测试模式。 • 4. 设置测试条件。 • 5. 校正仪器。 • 6. 夹具补偿。 • 7. 测试并保存数据。
思考题 • 1. 影响磁导率的因素有哪些? • 2. 测试过程中需注意哪些事项? • 3. 介绍测试方法的优缺点?