實驗十三 軟磁材料軟磁參數(shù)的測定

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1、電子科學與技術專業(yè)實驗指導書實驗十三　軟磁材料軟磁參數(shù)的測定實驗名稱:軟磁材料軟磁參數(shù)的測定實驗項目性質:普通實驗所涉及課程:電子材料計劃學時:2學時一、實驗目的1.加深對軟磁材料磁性能參數(shù)的理解；2.了解MATS磁性材料自動測試系統(tǒng)的測試原理；3.掌握軟磁材料磁性能參數(shù)的測試方法。二、實驗內容1．實驗老師介紹使用MATS-2010SD軟磁交流測量裝置；2．準備測試樣品（將樣品按磁路要求繞好線圈）；3.測試軟磁材料的磁性能參數(shù)。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單MATS-2010SA軟磁交流測量裝置，軟磁材料，漆包銅線

2、，千分尺四、實驗原理軟磁材料是具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料，容易磁化和去磁。廣泛用于電工設備和電子設備中，如制造電機、變壓器和電磁鐵。應用最多的軟磁材料是鐵硅合金(硅鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等。圖1為軟磁材料的磁滯回線。圖1軟磁材料的磁滯回線磁導率是描述磁介質磁性的物理量之一。常用符號μ表示，等于磁介質中磁感應強度B與磁場強度H之比。反映給定的輸入磁場產生磁通時的難易程度。磁感應強度是描述磁場強弱和方向的基本物理量。是矢量，常用符號B表示。磁感強度大表示磁感強；磁感強度小，表示磁感弱。矯頑力：使已被磁化后的鐵磁體的

3、磁感應強度降為零所必須施加的磁場強度。在永磁材料的退磁曲線上，當反向磁場H增大到某一值Hc時，磁體的磁感應強度B為0，稱該反向磁場H值為該材料的矯頑力Hc。矯頑力Hc表征永磁材料抵抗外部反向磁場或其它退磁效應的能力。取決于材料的成分及缺陷（雜質、應力等）。3電子科學與技術專業(yè)實驗指導書五、實驗步驟1.開機預熱(1)打開MATS-2010SD軟磁直流測量裝置電源，預熱10min。(2)依次打開顯示器、電腦主機電源，等待操作系統(tǒng)正常啟動。(3)運行SMTest軟磁測量軟件，進入主界面。2.測試(1)將樣品按磁路要求繞好線圈

4、，并接入儀器的測試接口。(2)在樣品參數(shù)區(qū)選擇測試樣品的類型，如環(huán)形、E型和U型等。(3)輸入測試樣品的尺寸、密度以及重量等參數(shù)。(4)輸入樣品N1（初級）與N2（次級）匝數(shù)。(5)在測試方式欄中選擇交流測試。(6)選擇設定Bm和固定Bm。(7)輸入測試樣品的頻率點和測試Bm點。(8)輸入測試樣品編號順序、溫度、樣品材質、測試日期及測試人員等相關信息。(9)單擊測試或按鍵盤F9快捷鍵開始測量（測試過程中若出現(xiàn)異常，可按鍵盤ESC鍵取消測試）。(10)打印輸出測試結果。3.關機(1)將樣品從測試接口上拆除。(2)關閉MA

5、TS-2010SD軟磁直流測量裝置電源。(3)退出SMTest軟磁測量軟件。(4)關閉操作系統(tǒng)后，電腦主機自動斷電，然后關閉顯示器。六、實驗報告要求1.實驗目的；2.實驗內容；3.實驗設備（儀器），材料；4.實驗原理；5.實驗數(shù)據(jù)記錄與處理；6.實驗結果測試與分析；七、考核型式書面實驗報告及實際操作相結合。思考題1.軟磁材料與硬磁材料磁性能的區(qū)別。附：MATS-2010SA軟磁交流測量裝置簡介1.MATS-2010SA軟磁交流測量裝置的主要功能自動測量軟磁材料在動態(tài)（交流）條件下的磁滯回線準確測量振幅磁導率μa，損耗角

6、δ、剩磁Br，矯頑力Hc等動態(tài)磁特性參數(shù)。3電子科學與技術專業(yè)實驗指導書1.構成MATS-2010SA軟磁交流測量裝置方框圖見圖1。程控信號源、功率放大器、電流電壓采樣與量程控制等全部集成在一臺儀器中，使得不同功能模塊之間的連線無需用戶手工連接，大大提高了儀器的可靠性。高速A/D轉換通過一塊安裝在電腦中的PCI卡來完成，電腦主機與儀器之間通過三根電纜來連接：一根RS232接口線，二根高頻信號連接線。圖1MATS-2010SA軟磁交流測量裝置方框圖2.主要特點（1）測試樣品的種類：軟磁鐵氧體、坡莫合金、非晶和納米晶。（2

7、）測試樣品的形狀：環(huán)形、E型和U型。（3）測試樣品具有閉合磁路的結構，直接在樣品上繞線測量。樣品、磁化線圈（N1）、測量線圈（N2）共同組成一個空載變壓器。（4）磁化線圈回路串接無感電阻，通過測量無感電阻上的壓降來確定磁化電流，得到磁場強度。（5）通過對測量線圈的電壓進行數(shù)字積分來得到磁感應強度，磁感峰值的鎖定通過數(shù)字反饋來實現(xiàn)，磁感說定鎖定精度為0.5%。（6）功率源和采樣放大器集成在一個機箱內，使得裝置的接口非常簡單：一個RS232接口與計算機連接，二路電壓信號接到高速A/D卡。（7）根據(jù)測試要求的不同，可選擇不同

8、的功率源。（8）采用伏安法和數(shù)字積分測量動態(tài)磁滯回線，可準確測量μa，δ、Br，Pc和Hc等動態(tài)磁特性參數(shù)。（9）自動連續(xù)測量多達255個測試點，每個測試點的測試時間約12秒，多點測試時可選擇固定頻率或固定Bm。（10）軟件功能強大，對測試人員的技術要求極低。3