有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)及自動(dòng)測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微波磁性器件的廣泛應(yīng)用和低維磁性材料及磁電子器件等前沿技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對磁性材料寬頻\各種磁化狀態(tài)以及各種物理形態(tài)的材料特性進(jìn)行精確測量是不可或缺的?，F(xiàn)在微波磁性材料特性參數(shù)測試方法一般采用手工測量的方法。這種方法一般需要手工調(diào)節(jié)儀器設(shè)備參數(shù)，采用紙質(zhì)記錄測試數(shù)據(jù)，采用人工進(jìn)行有效線寬的擬合計(jì)算等，由于需要調(diào)節(jié)的儀器數(shù)量多，數(shù)據(jù)量大，導(dǎo)致效率很低，而且易出錯(cuò)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中微波磁性材料有效線寬測試系統(tǒng)效率低的問題。
[0004]本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)和制造一種有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)，包括樣品及支撐結(jié)構(gòu)、諧振腔、偏置磁場、網(wǎng)絡(luò)特性分析儀、測量偏置磁場大小的特斯拉計(jì)、控制器、數(shù)據(jù)總線；網(wǎng)絡(luò)特性分析儀、特斯拉計(jì)和偏置磁場與所述控制器連接；所述樣品及支撐結(jié)構(gòu)和諧振腔位于所述偏置磁場中。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):樣品為微波鐵氧體材料，其形狀包括但不限于圓球、圓盤和薄膜。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述諧振腔為金屬材料，其表面電鍍有金屬層。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述偏置磁場為電磁鐵。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述網(wǎng)絡(luò)特性分析儀為矢量或標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)特性分析儀。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述網(wǎng)絡(luò)特性分析儀、特斯拉計(jì)和偏置磁場分別通過數(shù)據(jù)總線與所述控制器連接。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)還采用點(diǎn)溫計(jì)測量諧振腔的溫度。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述數(shù)據(jù)總線為GPIB、LAN、RS232、CAN或RS485。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):樣品及支撐結(jié)構(gòu)位于諧振腔中心，諧振腔放置于偏置磁場中間。
[0013]本發(fā)明同時(shí)提供了一種有效線寬自動(dòng)測試方法，包括以下步驟:(A)系統(tǒng)初始化；(B)加載磁場；(C)測試參數(shù)；(D)重復(fù)第B-C步驟；(E)求解有效線寬；所述步驟(A)中，樣品及支撐結(jié)構(gòu)(I)位于諧振腔(2 )中心，諧振腔(2 )放置于偏置磁場(3 )磁頭中間，控制器(6 )通過數(shù)據(jù)總線(8 )向偏置磁場(3 )、網(wǎng)絡(luò)特性分析儀(4 )、特斯拉計(jì)(5 )發(fā)送初始化控制指令；所述步驟(B)中，控制器(6)通過數(shù)據(jù)總線(8)發(fā)送指令調(diào)節(jié)偏置磁場(3)，并回讀特斯拉計(jì)(5)測試值，該測試值和設(shè)定值比較獲得誤差量，該誤差量用于調(diào)整電流，最終將偏置磁場調(diào)節(jié)到設(shè)定磁場強(qiáng)度He ;所述步驟(C)中，控制器(6)通過數(shù)據(jù)總線(8)發(fā)送指令控制網(wǎng)絡(luò)特性分析儀(4 )，并回讀中心頻率fO和Q值；所述步驟(D )中，通過改變磁場，獲得Q，fO和偏置磁場He的對應(yīng)關(guān)系；所述步驟(E)中，控制器(6)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和擬合，并計(jì)算出有效線寬，保存數(shù)據(jù)并作圖。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:通過自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)測試過程全自動(dòng)化，有利于提高工作效率，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]一種有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)，包括樣品及支撐結(jié)構(gòu)1、諧振腔2、偏置磁場3、網(wǎng)絡(luò)特性分析儀4、測量偏置磁場大小的特斯拉計(jì)5、控制器6、數(shù)據(jù)總線8;網(wǎng)絡(luò)特性分析儀4、特斯拉計(jì)5和偏置磁場3與所述控制器6連接；所述樣品及支撐結(jié)構(gòu)I和諧振腔2位于所述偏置磁場3中。
[0018]樣品為微波鐵氧體材料，其形狀包括但不限于圓球、圓盤和薄膜。
[0019]所述諧振腔2為金屬材料，其表面電鍍有金屬層。
[0020]所述偏置磁場3為電磁鐵，在一實(shí)施例中，偏置磁場由電磁鐵產(chǎn)生，電磁鐵米用大功率直流電源驅(qū)動(dòng)。
[0021]所述網(wǎng)絡(luò)特性分析儀4為矢量或標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)特性分析儀。
[0022]所述網(wǎng)絡(luò)特性分析儀4、特斯拉計(jì)5和偏置磁場3分別通過數(shù)據(jù)總線與所述控制器6連接。
[0023]所述有效線寬自動(dòng)測試系統(tǒng)還包括點(diǎn)溫計(jì)以測量諧振腔2的溫度。
[0024]所述數(shù)據(jù)總線為GPIB，LAN 或 RS232，CAN 或 RS485。
[0025]樣品及支撐結(jié)構(gòu)I位于諧振腔2中心，諧振腔2放置于偏置磁場3磁頭中間。
[0026]本發(fā)明同時(shí)提供了一種有效線寬自動(dòng)測試方法，包括以下步驟:(A)系統(tǒng)初始化；(B)加載磁場；(C)測試參數(shù)；(D)重復(fù)第B-C步驟；(E)求解有效線寬；所述步驟(A)中，樣品及支撐結(jié)構(gòu)(I)位于諧振腔(2 )中心，諧振腔(2 )放置于偏置磁場(3 )磁頭中間，控制器(6 )通過數(shù)據(jù)總線(8 )向偏置磁場(3 )、網(wǎng)絡(luò)特性分析儀(4 )、特斯拉計(jì)(5 )發(fā)送初始化控制指令；所述步驟(B)中，控制器(6)通過數(shù)據(jù)總線(8)發(fā)送指令調(diào)節(jié)偏置磁場(3)，并回讀特斯拉計(jì)(5)測試值，該測試值和設(shè)定值比較獲得誤差量，該誤差量用于調(diào)整電流，最終將偏置磁場調(diào)節(jié)到設(shè)定磁場強(qiáng)度He ;所述步驟(C)中，控制器(6)通過數(shù)據(jù)總線(8)發(fā)送指令控制網(wǎng)絡(luò)特性分析儀(4 )，并回讀中心頻率fO和Q值；所述步驟(D )中，通過改變磁場，獲得Q，f0和偏置磁場He的對應(yīng)關(guān)系；所述步驟(E)中，控制器(6)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和擬合，并計(jì)算出有效線寬，保存數(shù)據(jù)并作圖。
[0027]根據(jù)測試要求調(diào)整可調(diào)諧振腔(2)腔體尺寸，使其諧振頻率位于測試頻率。
[0028]調(diào)節(jié)偏置磁場(3)，通過特斯拉計(jì)(5)獲取當(dāng)前磁場強(qiáng)度。
[0029]在一實(shí)施例中，如圖1，，一種有效線寬測試系統(tǒng)，包括樣品及支撐結(jié)構(gòu)1、諧振腔2、電磁鐵及電源3、矢量網(wǎng)絡(luò)特性分析儀4、特斯拉計(jì)5、計(jì)算機(jī)6，GPIB總線7，RS232 8等:所述樣品為YIG (釔鐵石榴石鐵氧體)材料制作的小球，小球直徑為2.3_，采用聚四氟乙烯桿支撐，諧振腔材料為純銅，表面鍍銀，諧振腔工作于TEOll模式，其諧振頻率約10GHz，電磁鐵采用恒流源驅(qū)動(dòng)，可產(chǎn)生磁場強(qiáng)度范圍0~10000Gs，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀最高工作頻率14GHz，通過GPIB總線和計(jì)算機(jī)相連，特斯拉計(jì)測量范圍為0-30000Gs，通過RS232和計(jì)算相連，計(jì)算機(jī)內(nèi)運(yùn)行專用軟件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)處理等。
[0030]樣品采用YIG材料，但不排除其它磁性材料。
[0031]樣品采用球形，但不排除使用其他形狀，如圓盤，薄膜等形狀。
[0032]樣品尺寸為直徑2.3mm，但不排除其它尺寸，只需滿足腔微擾理論要求即可。
[0033]樣品支撐采用聚四氟乙烯桿，但不排除其它材料，如鈹陶瓷，銅、鋁等金屬材料等。
[0034]諧振腔采用純銅，以獲得高Q值和強(qiáng)度，但不排除其它金屬材料，如鋁，銀等。
[0035]諧振腔表面采用鍍銀處理，以提高Q值和增強(qiáng)耐腐蝕能力，但不排除其它金屬，如鍍金、鍍銀等?？烧{(diào)諧振腔諧振頻率調(diào)節(jié)范圍為8GHz-10GHz，但不排除其它頻率范圍，如10GHz-12GHz,需根據(jù)測試要求確定。
[0036]諧振腔工作于TEOll模式，但不排除其它模式。
[0037]諧振腔諧振頻率為10GHz，但不排