功率放大器在纳米晶软磁材料高频磁特性测量中的应用

描述

  实验名称:功率放大器在纳米晶软磁材料高频磁特性(损耗、磁滞回线、磁致伸缩)测量中的应用

  实验内容:利用放大器对信号发生器产生的正弦波、三角波、对称矩形波与不对称矩形波等电压波信号幅值进行调整放大,使纳米晶磁环内部磁通密度达到预期幅值,测量不同磁通密度、激励频率、激励波形下纳米晶磁环的振动与磁化特性。

信号发生器

  研究方向:磁性材料磁特性及测量技术

  测试设备:AFG1062信号发生器、ATA-3040功率放大器、TPP0201电压探头、TBS1152B示波器、SRS6050高频电流探头、1A2100型加速度传感器

  实验过程:

  激励源由信号发生器产生,通过ArbExpressApplication软件可编译生成不同形状波形的信号;经功率放大器(ATA-3040)连接至匝数比为1:1的变压器,此处连接变压器是为了滤除直流信号防止发生直流偏磁,避免其对测量结果产生影响;变压器的副边连接到被测磁环,其感应电压可由示波器获得,而激励电流可由高频电流探头测量得到。记录i1(t)、u2(t)的数据,经过换算得到磁场强度H(t)与磁通密度B(t)。磁环的振动特性可由吸附于磁环表面的1A2100型加速度传感器测量,其灵敏度与测量范围分别为100mV/g与±50g。由于实验测量得到的振动信号不可直接读取,需要经过调理器将其转换为电压信号显示至示波器,因此最后的振动加速度大小为示波器显示的电压值除以灵敏度。

信号发生器

  实验结果:

  在对称矩形波激励下,磁滞具有对称性,且随着占空比的增加,磁滞回线的面积逐渐减小,损耗会逐渐降低。在不对称矩形波激励下,当占空比为0.6和0.8时,磁滞回线具有正的直流磁场叠加;当占空比为0.2和0.4时,磁滞回线具有负的直流磁场叠加。

  (2)在相同磁密与不同频率下三角波的振动加速度大于正弦波,但均小于对称与不对称矩形波激励。在对称矩形波激励下,磁环的振动加速度时随占空比的增大而减小,在占空比为0.2时振动加速度最大,在占空比为1.0是振动最小;且在频率为4000Hz、6000Hz、8000Hz时下振动幅值是较大的。在不对称矩形波激励下,占空比为0.2与占空比为0.8时振动加速度接近且大于占空比为0.4与0.6时的振动加速度。在频率为6000Hz与8000Hz时,振动加速度最大。

信号发生器

  (3)对2000Hz与6000Hz正弦波、三角波、对称/不对称矩形波(占空比为0.8)激励电压进行快速傅里叶变换,获取到频谱图。由电压的频谱图可以看出,正弦波与三角波电压信号主要为基频;矩形波电压除了基频外,还有许多的高频谐波激励,而且不对称矩形电压的高频谐波激励更多。所以受高频谐波激励电压的影响,在对称与不对称矩形波电压激励下,磁环的振动更加复杂。

信号发生器

  Aigtek安泰功率放大器在本次实验中发挥的作用:驱动纳米晶磁环产生激磁信号

信号发生器

西安安泰电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测量仪器研发、生产和销售的高科技企业,为用户提供具有竞争力的测试方案。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线,且具有相当规模的仪器设备供应商,样机都支持免费试用。

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