1J85软磁材料起始磁导率测量仪的研制

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1J85软磁材料是生产生活中不可或缺的功能性材料,具备高的起始磁导率,被广泛的应用于低频或高频输入输出变压器、共模电感和高精度电流互感器等对灵敏度有严格要求的器件中。起始磁导率作为判断磁性元件性能优劣的关键参数之一,准确测量起始磁导率无论对于软磁材料的生产、研发、验收还是形成工业制成品或者作为其他器件的原材料等环节都至关重要。本课题针对1J85软磁材料起始磁导率这一参数,分析在测量过程中影响测量精度的主要因素,研制高精度测量1J85起始磁导率的测量仪。本课题以软磁材料起始磁导率的测量信号微弱为研究重难点,遵循软磁合金静态磁性能测量的国家标准,并结合国内外磁特性测量仪的优缺点,通过查阅软磁材料及其参数的测量方法的相关资料,以此为依据确定系统的总体测量方案;针对1J85软磁材料的起始磁导率测量信号微弱的特点,分析了影响电子积分器精度的因素,对电子积分器的硬件进行优化,通过选择运算放大器,设计双极性对称电源、补偿调零电路,确定积分时间常数、积分电阻和积分电容等措施,提高电子积分器的稳定性和精度;为实现测量仪器的数字化和智能化,并解决实验数据处理量大的问题,设计了以STM32F103RCT6为核心的数据采集与处理系统,搭配液晶显示模块以及软件算法,来降低电子积分器的积分漂移、提高其测量精度;遵循伏秒发生器标定电子积分器的工作原理,完成了伏秒发生器的幅值信号、脉宽控制和控制单元电路的设计,并通过实验验证了其校准精度,可以用于电子积分器的标定。最后,以陕西省计量院提供的样品测量值作为真值,对1J85软磁材料的起始磁导率进行测量,将最终的测量结果与真值进行比较分析。实验结果显示,本课题设计的测量系统可以对软磁材料的起始磁导率进行有效测量,且测量误差小于5%。
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