实验十三 软磁材料软磁参数的测定

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1、电子科学与技术专业实验指导书实验十三　软磁材料软磁参数的测定实验名称:软磁材料软磁参数的测定实验项目性质:普通实验所涉及课程:电子材料计划学时:2学时一、实验目的1.加深对软磁材料磁性能参数的理解；2.了解MATS磁性材料自动测试系统的测试原理；3.掌握软磁材料磁性能参数的测试方法。二、实验内容1．实验老师介绍使用MATS-2010SD软磁交流测量装置；2．准备测试样品（将样品按磁路要求绕好线圈）；3.测试软磁材料的磁性能参数。三、实验（设计）仪器设备和材料清单MATS-2010SA软磁交流测量装置，软磁材料，漆包铜线，千分尺四、实验原理软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材

2、料，容易磁化和去磁。广泛用于电工设备和电子设备中，如制造电机、变压器和电磁铁。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。图1为软磁材料的磁滞回线。图1软磁材料的磁滞回线磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一。常用符号μ表示，等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比。反映给定的输入磁场产生磁通时的难易程度。磁感应强度是描述磁场强弱和方向的基本物理量。是矢量，常用符号B表示。磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。矫顽力：使已被磁化后的铁磁体的磁感应强度降为零所必须施加的磁场强度。在永磁材料的退磁曲线上，当反向磁场H增大到某一值Hc时，磁体的磁感应强度B为0，称

3、该反向磁场H值为该材料的矫顽力Hc。矫顽力Hc表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力。取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。3电子科学与技术专业实验指导书五、实验步骤1.开机预热(1)打开MATS-2010SD软磁直流测量装置电源，预热10min。(2)依次打开显示器、电脑主机电源，等待操作系统正常启动。(3)运行SMTest软磁测量软件，进入主界面。2.测试(1)将样品按磁路要求绕好线圈，并接入仪器的测试接口。(2)在样品参数区选择测试样品的类型，如环形、E型和U型等。(3)输入测试样品的尺寸、密度以及重量等参数。(4)输入样品N1（初级）与N2（次级）匝数。(5

4、)在测试方式栏中选择交流测试。(6)选择设定Bm和固定Bm。(7)输入测试样品的频率点和测试Bm点。(8)输入测试样品编号顺序、温度、样品材质、测试日期及测试人员等相关信息。(9)单击测试或按键盘F9快捷键开始测量（测试过程中若出现异常，可按键盘ESC键取消测试）。(10)打印输出测试结果。3.关机(1)将样品从测试接口上拆除。(2)关闭MATS-2010SD软磁直流测量装置电源。(3)退出SMTest软磁测量软件。(4)关闭操作系统后，电脑主机自动断电，然后关闭显示器。六、实验报告要求1.实验目的；2.实验内容；3.实验设备（仪器），材料；4.实验原理；5.实验数据记录与处理

5、；6.实验结果测试与分析；七、考核型式书面实验报告及实际操作相结合。思考题1.软磁材料与硬磁材料磁性能的区别。附：MATS-2010SA软磁交流测量装置简介1.MATS-2010SA软磁交流测量装置的主要功能自动测量软磁材料在动态（交流）条件下的磁滞回线准确测量振幅磁导率μa，损耗角δ、剩磁Br，矫顽力Hc等动态磁特性参数。3电子科学与技术专业实验指导书1.构成MATS-2010SA软磁交流测量装置方框图见图1。程控信号源、功率放大器、电流电压采样与量程控制等全部集成在一台仪器中，使得不同功能模块之间的连线无需用户手工连接，大大提高了仪器的可靠性。高速A/D转换通过一块安装在电

6、脑中的PCI卡来完成，电脑主机与仪器之间通过三根电缆来连接：一根RS232接口线，二根高频信号连接线。图1MATS-2010SA软磁交流测量装置方框图2.主要特点（1）测试样品的种类：软磁铁氧体、坡莫合金、非晶和纳米晶。（2）测试样品的形状：环形、E型和U型。（3）测试样品具有闭合磁路的结构，直接在样品上绕线测量。样品、磁化线圈（N1）、测量线圈（N2）共同组成一个空载变压器。（4）磁化线圈回路串接无感电阻，通过测量无感电阻上的压降来确定磁化电流，得到磁场强度。（5）通过对测量线圈的电压进行数字积分来得到磁感应强度，磁感峰值的锁定通过数字反馈来实现，磁感说定锁定精度为0.5%。

7、（6）功率源和采样放大器集成在一个机箱内，使得装置的接口非常简单：一个RS232接口与计算机连接，二路电压信号接到高速A/D卡。（7）根据测试要求的不同，可选择不同的功率源。（8）采用伏安法和数字积分测量动态磁滞回线，可准确测量μa，δ、Br，Pc和Hc等动态磁特性参数。（9）自动连续测量多达255个测试点，每个测试点的测试时间约12秒，多点测试时可选择固定频率或固定Bm。（10）软件功能强大，对测试人员的技术要求极低。3