实验十三 软磁材料软磁参数的测定.doc

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）。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) 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；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a，损耗角、剩磁Br，矫顽力Hc等动态磁特性参数。 2. 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1 MATS-2010SA软磁交流测量装置方框图3. 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%。（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