软磁铁氧体测量技术

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1、软磁铁氧体测量技术及标准进展Development of soft magnetic ferrite measurement technology and standazdization一、前言    软磁铁氧体材料及磁芯性能参数，不但是本身质量高低的标志，也是各种电子变压器、电感器等软磁铁氧体器件设计的依据。因此，准确测量软磁铁氧体材料及磁芯性能参数是非常重要的。软磁铁氧体测试技术包括：（1）软磁性能参数测量原理及方法，（2）软磁性能参数测量装置（系统）及仪器，（3）测试条件及测试程序，（4）测量结果的误差分析与

2、数据处理。    软磁测试技术随着电子技术和计算机技术不断发展而发展，也随着软磁材料产品开发应用的需要而发展。软磁参数测试方法标准在不断的修改。新的测试方法标准在制定和发布。    本文论述软磁性能参数测量方法，以及测量装置(系统)、仪器的发展。国内制定测量方法标准和采用IEC标准的进展。测试条件和测量程序对参数测量的可靠性和重复性起着重要的作用。在测量方法标准中作了具体规定，不作叙述。测量结果的误差分析、数据处理与误差理论和仪器制作技术的进步密切相关，也不作详细论述。二、低励磁电平下磁性测试技术的发展    软磁

3、铁氧体材料在交流弱磁场(<5mT）下使用，主要特性参数为复数磁导率=μ′-jμ″。μ′与起始磁导率μi的物理意义相同，μ″则代表材料的能量损耗，。但是，在材料及磁性产品技术标准中通常使用的特性参数有起始磁导率μi、电感L、电感因数AL，损耗角正切tgδ、Q值、tgδ/μi、 磁滞常数ηB等。    通常情况下，通过测量磁芯电感计算得到μi、 μ′、tgδ、AL。因此，归根到底是测量磁芯（样品）的电感L。测量电感的方法主要有电桥法和复数阻抗法。这两种方法也可以测量磁芯的tgδ、Q值，ηB等。    众所周知，20世纪

4、中期，采用电桥法制作的仪器很多，有手动的和半自动的。例如Re13R217电桥（西德）、Re13R218电桥（西德）、CD-5（中国南通）、CD-24（中国南通）、CD-16型磁性参数测量仪（中国南通）等。采用运算放大器在电桥中组成有源电压调节网络是经典电桥的一个发展，在电桥电路中采用相敏检波器（PSD），可以将不平衡电压分解为同相分量和90°相差分量，使电桥的平衡极为方便。一些早期的数字化自动平衡电桥大都采用这种方法。如国产的CDBA、CD-7、CDG-A和美国GR1608-A，英国的Wayene  kew B22

5、1，Marom-TF2700等都属于这种类型。可以说是第二代电桥产品。传统的电桥法仪器，虽然在理论和测量方法方面都是最成熟的。但是这类仪器的缺点较多，如量程窄，频带窄，功能少，测试速度慢，操作不方便等。因此，自20世纪70年代以来，测试仪器从测试原理、显示方式等都在不断地更新，20世纪80年代以来采用复数矢量阻抗法，利用微处理机算机技术实现了多频点的测量、数字显示、参数自动转换、自动校准、程控输出和IEEE-488接口母线相兼容等新技术，制作出各种高精密度的LCR测试仪和阻抗分析仪。例如，HP4274A、HP419

6、2A、GR1688、GR1689。国内的有YY2815、ZL-5等。这些仪器的基本测试误差为0.02%~0.1%。HP4291A和Agilent4291B为1MHz~1.8GHz，测量参数为阻抗参量有：│Z│、│Y│、θ、R、X、G、B、CP、CS、LP、LS、RP、RS、D、Q；转换参数：；材料参数：│ε│、θ、ε′、ε″、│μ│、μ′、μ″。这类仪器量程宽，例如HP4274A测量电感的量程为100nH~1000H，电阻为100mΩ~10MΩ。操作方便，可以自动显示打印数据和曲线，测量速度快。最近，日本Agile

7、nt公司推出了Agilent E4991A RF阻抗/材料分析仪，测试频率1MHz~3GHz。    tgδ、Q的测量，GB9632(IEC367-1)推荐了传输法、阻尼振荡法，西南应用磁学研究所采用传输法研制成测试系统。采用谐振法制作各种Q表，测试频率都在300MHz以下，例如TF1245型 表(英国马可尼)测试频率为40kHz~300MHz。HP4342A型 表测试频率为22kHz~70MHz。HP4285A和HP42851A型Q值适配器，测量 值的频率为75kHz~30MHz。国内AS-2851型表(上海无线

8、电仪器厂)测试频率为50kHz~50MHz。HL2801型数字表(黑龙江电子技术研究所)测试频率为50kHz~30MHz。    信息产业部磁芯产品质量监督检验中心，具有的Agilent4294A精密阻抗分析仪和4291B阻抗/材料分析仪是测量软磁材料及磁芯在弱磁场下性能参数的最好的仪器，其频率范围40Hz~1.8GHz。特别是测量μ′μ″~f， 曲线，可以