Transcript 阻抗分析仪－磁导率测试

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,GB,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，LpRp, 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 IV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
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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？