[发明专利]微机控制软磁材料测量方法和装置

说明书

本发明涉及一种微机控制测量软磁材料磁性能的方法和装置。

用微机控制的磁性测量系统的早期报道出现于80年代初，是通过数字积分器和A/D转换器采集数据，由微机分析数据得到磁性参数；磁化电源是由正弦波驱动的功率放大器，后来发展的测量系统，数据采集速度加快了，磁化电源的基本组成没有变，磁化电源的最大输出功率停留在100～200瓦水平，例如，中国专利申请CN 1044990A公开了一种“磁性材料自动测量装置”，该装置包括微机、接口、A/D、D/A转换器、可程控励磁电源传感器放大器并结合传统的励磁机构，是用微机通过D/A转换器产生励磁波形，作用于相应的励磁电源和励磁机构进行功率放大后对试样进行磁化，因此可达到的功率有限，不适于测量体积、重量较大的样品或产品。同时，即使获得了所需功率的上述电源，在该电源作用下，被测铁芯会迅速升温，造成磁性参数改变，使结果不够准确，为减少防止铁芯的迅速升温，人们使用对电容充电后对样品放电的衰减振荡方式测量铁芯电感的Q值进而确定电感的损耗，而该方法只测量若干周期内开始周期和结束周期的电压值，只能确定线性电感的电压、损耗值，其结果和电容、绕组电阻有关，不能反映样品本身磁性，更不能确定多个磁性参数以及磁感和磁场之间的非线性曲线，同时可测量的频率较低。

本发明的目的之一是得到一种微机控制软磁材料测量方法，采用短暂的衰减振荡方式对样品进行磁化，由微机进行控制测量过程，完成数据采集、记录、分析，可迅速、准确地得到磁性参数。

本发明的另一个目的是得到了一种微机控制软磁材料测量装置，可对大尺寸样品在高频下测量，其磁化电源由电容器组组成，测量出的电流、电压通过高速A/D转换器输入计算机中，可实现测量的自动化控制。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：一种微机控制软磁材料测量方法，它包括样品磁化、数据采集、计算、记录和显示，其电源根据计算机选定的容值由高精度A/D转换器输入微机，当达到所需值时，微机控制断开电源开关J₁，同时大功率快速开关管MOS导通，开始对样品振荡磁化，并起动两路高速A/D转换器，将振荡起始半周期的初级电流和次级电压波形记录并存储起来，经微机进行数据分析，得到所需的磁性能参数。

一种微机控制软碰材料测量装置，它包括磁化电源、磁化线圈N₁、互感器M、高速A/D转换器、微机，其微机通过控制接口选定磁化电源中的电容器组C₁～C₁₂达到所需的容值，该电容器组的充电电压由控制接口检测当达到所需电压时停止充电，初级电流由互感器M经高速A/D输入微机，次级电压经另一路高速A/D输入微机，由微机进行数据分析处理。

磁化电源包括：

供电部分：经变压、整流后得到供给电容器组充电、继电器线包、驱动电路和检测电路的直流电源。

电容器组：包括高压电容器组C₁～C₁₂及与电容器组相联的电容控制继电器组J₂～J₁₃，

驱动电路：包括将计算机的TTL电平信号放大的三极管Q₂、Q₄或Q₁、Q₃，然后驱动大功率快速开关管MOS导通或关断，和驱动阵列芯片U₂～U₄将微机输出的TTL电平信号放大后驱动继器组J₁～J₁₅开合，

电压检测电路：包括包括由电阻R₂、R₃组成的分压器将高电压转换成低电压，输入运算放大器U₁放大后从U₁的输出端传给控制板PORT。

控制接口包括：

AD转换芯片U₅：将运算放大器U₁输出的信号从13脚输入U₅转换成数字信号，

锁存器U₁₂、U₁₃：转换芯片U₅输出的信号进入锁存器U₁₂、U₁₃，由微机控制读取锁存器的信号，

D触发器U₈、U₉：把设定的电容值经8421编码，经数据总线D₀～D₇输到U₈、U₉传给磁化电源的PORT，