数字式功能材料磁特性测试仪

摘要

磁性功能材料的研究与生产水平已经成为衡量一个国家信息化程度的重要标志之一，材料磁特性的研究与应用极大的推动了磁性测量仪器的发展。目前，我国磁性测量仪器的研究与国际先进水平相比仍有一段距离。冲击法作为软磁直流磁特性测量的国家标准方法，由于其采用的仪器价格低廉，因此在磁测领域中得到了广泛的应用，但它使用的是传统的磁电式仪表——冲击检流计，因此存在测量过程复杂，自动化程度低，不易维护等缺点。在此背景下，针对冲击法的上述缺点本课题展开对数字式功能材料磁特性测试仪的研制具有重要意义。 本课题根据磁性参数的定义和直流磁特性测量的原理设计数字式功能材料磁特性测试仪。通过设计高精度电子积分器解决对微弱磁测信号检测的问题。为使高精度电子积分器测量精度达到0.001wb，针对不同的运放芯片，通过外围电路和积分漂移的对比实验确定积分电路的参数，并对电路选型。详细分析了积分电容的正切、漏电时间常数等参数的选取原则。为提高电子积分器的精度，研制了积分漂移补偿电路和高对称性双极性电源。为实现智能化控制，设计以单片机AT89S52为控制核心的数字部分，包括A/D转换电路和显示电路等各个硬件部分以及软件模块组成。针对电子积分器利用0.01H的互感和“伏一秒”发生器分别对磁测系统标定，并对标定结果进行比较。 通过对1J85软磁材料标准样品的磁特性参数的测试结果表明，测量精度达到1.8％，已完全达到国家标准的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2研究发展现状

1.2.1磁性材料及磁特性的发展状况

1.2.2磁测方法概述及发展状况

1.2.3电子积分器技术的发展及应用

1.3研究内容

1.4本文安排

2直流磁特性测量原理

2.1相关参数

2.2电子积分器法磁性测量原理

2.2.1电磁感应原理

2.2.2积分器原理

2.2.3磁性测量系统

2.3磁测系统的标定方法

2.4 小结

3磁测信号采集系统的研制

3.1概述

3.1.1磁测信号采集系统的组成

3.1.2磁测信号的特点和测量方法

3.2电子积分系统的设计

3.2.1电子积分器电路选型

3.2.2电子积分系统电路设计

3.2.3电子积分系统实验

3.3信号放大电路的设计

3.4数字电路的设计

3.4.1数字电路的组成

3.4.2模数转换接口电路

3.4.3显示接口电路

3.5小结

4测试系统的软件设计

4.1单片机系统软件总体结构

4.2各模块程序设计

4.3小结

5测试结果及数据分析

5.1电子积分系统

5.1.1积分器的零点漂移测试

5.1.2双极性电源的测试

5.1.3电子积分系统的调试

5.2磁测系统的测试

5.2.1数字磁特性测试仪的标定

5.2.2数据比对及结果分析

5.2.3实验结果

5.3误差分析

5.4 小结

6结论

6.1结论

6.2下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附录