[发明专利]基于数字锁相技术的磁电系数的测量方法和装置

权利要求书

1.一种基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于，包括：外加磁场产生和测量装置、调制磁场产生装置、磁电信号转换装置和数据采集装置；

所述的外加磁场产生和测量装置，用于通过旋转强磁体产生外加磁场H，将所述外加磁场H施加到所述调制磁场产生装置上；

所述的调制磁场产生装置，用于包含磁场调制线圈，所述磁场调制线圈在电流信号的驱动下产生调制磁场，将磁电复合材料制作的样品放置在所述磁场调制线圈中，将所述样品的两电极连接到所述磁电信号转换装置的输入端，将所述电流信号的参数传输给所述数据采集装置；

所述的磁电信号转换装置，用于包含数字锁相放大器，所述数字锁相放大器的输入端连接所述样品的两电极，所述数字锁相放大器从所述样品的电极处检测到电压dV，将所述电压dV传输给所述数据采集装置；

所述的数据采集装置，用于与所述外加磁场产生和测量装置、调制磁场产生装置、磁电信号转换装置连接，根据所述电流信号的参数计算出所述调制磁场的幅度dH’，根据所述电压dV、调制磁场的幅度dH和所述样品的厚度t计算出磁电系数的幅度α＝dV/(t·dH’)。

2.根据权利要求1所述的基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于，所述的外加磁场产生和测量装置包括：磁体转角控制器、强磁体和高斯计，

所述的磁体转角控制器，用于和减速电机连接，控制所述减速电机转动，通过所述减速电机带动所述强磁体转动；

所述的强磁体，用于设置在所述轭铁的内部，通过转动在所述轭铁的缝隙中产生外加磁场；

所述的轭铁，用于将所述外加磁场施加到设置在其缝隙中的所述调制磁场产生装置上；

高斯计，用于测量出所述外加磁场H的大小，将所述外加磁场H的大小传输给所述数据采集装置。

3.根据权利要求2所述的基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于：

所述的数据采集装置，用于根据所述外加磁场产生和测量装置传输过来的外加磁场H的大小，以及计算出的磁电系数的幅度α得到磁电系数的幅度α随磁场H的变化曲线即α-H曲线。

4.根据权利要求2所述的基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于，所述的磁电系数是一个复数值，其中包含磁电系数幅度α_E和磁电系数相位θ；或者包含磁电系数实部α_R和虚部α_X。

5.根据权利要求1所述的基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于，所述的调制磁场产生装置包括：信号发生器、交流恒流驱动器和磁场调制线圈，

所述的信号发生器，用于产生正弦波信号，将所述正弦波信号的一路作为参考信号传输给所述数字锁相放大器，将所述正弦波信号的另一路经功率放大器放大后传输给所述磁场调制线圈，将所述正弦波信号的频率和幅度传输给所述的数据采集装置；

所述的磁场调制线圈，用于在其内部放置所述样品，在所述正弦波信号的驱动下产生调制磁场dH’，通过改变所述正弦波信号的频率和幅度来改变调制磁场dH’的频率和幅度；将所述样品的两电极连接到所述数字锁相放大器的输入端；

所述的交流恒流驱动器，用于采用交流恒流驱动技术保证所述调制磁场dH’的幅度和频率的稳定。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于，所述的装置还包括：

样品温度测控装置，用于控制所述样品的温度T，对所述样品的温度T进行升高、降低或维持不变处理，将所述样品的温度T传输给所述的数据采集装置。

7.根据权利要求6所述的基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于，所述的样品温度测控装置包括：

变温样品盒，用于将变温测试时样品置于盒内，由冷气或热气吹使样品变温；

温度传感器，为PT100或热电偶，置于样品下方，测量变温样品盒内的温度；

温度测控器，用于测量和控制样品盒内的温度。

液氮杜瓦，内置热增压器，用于产生冷氮气控制样品变温。

8.根据权利要求6所述的基于数字锁相技术的磁电系数的测量装置，其特征在于：

所述的数据采集装置，还可用于测量不同温度T下的磁电系数的幅度α随磁场H的变化曲线：α-H曲线；或者，在固定所述外加磁场H的情况下，测量所述磁电系数的幅度α随温度T的变化曲线：α-T曲线。