CN112068052A - 一种高精度多功能变温磁电测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度多功能变温磁电测试系统，该系统包括屏蔽盒、两霍姆赫兹线圈、励磁电源、控温仪表和电学测试仪表，屏蔽盒设于两霍姆赫兹线圈之间，两霍姆赫兹线圈通过引线与励磁电源连接，屏蔽盒内设有加热台，加热台上设有承载待测电学样品的绝缘样品台，电学测试仪表通过测试电线与待测电学样品连接，通过调节待测电学样品进行变磁场角度和强度条件下材料磁电性能测试，通过控温仪表与加热台连接进行温度控制，进行变温条件下材料磁电性能测试，通过向屏蔽盒内通入不同气氛环境，进行变气氛的材料磁电性能测试。本发明结构简单，可进行多种磁电性能测试，有效降低测试成本，并可实现对测试变量的精准控制，从而提高测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及磁电测试技术领域，特别涉及一种高精度多功能变温磁电测试系统。
背景技术
磁电效应，包括磁场的电效应和狭义的磁电效应。磁场的电效应是指磁场对通有电流的物体引起的电效应，如磁阻效应和霍耳效应；狭义的磁电效应是指物体由电场作用产生的磁化效应或由磁场作用产生的电极化效应如电致磁电效应或磁致磁电效应。外加磁场后，由磁场作用引起物质电阻率的变化。对于非铁磁性物质，外加磁场通常使电阻率增加，即产生正的磁阻效应。在低温和强磁场条件下，这效应显著。对于单晶，电流和磁场相对于晶轴的取向不同时，电阻率随磁场强度的改变率也不同，即磁阻效应是各向异性的。
磁电性能是材料的重要特性之一，磁电特性测量可以为许多电子应用提供电阻、磁阻、霍尔效应、电子迁移率和介电性能等关键信息。以上物理性质中除了电阻率外，其它性质的精确测试对测试系统的硬件要求都比较高。特别是磁电阻系数和霍尔系数需要有外加磁场，某些情况还需要样品在特殊气氛环境中进行测试。如果再加上变温系统和测试精度要求，现有的测试系统已不能满足要求。急需一种高精度且具有多种测试功能的变温磁电测试系统。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种结构简单、精度高、具有多种测试功能的高精度多功能变温磁电测试系统。
为了解决上述问题，本发明提供了一种高精度多功能变温磁电测试系统，其包括屏蔽盒、两霍姆赫兹线圈、励磁电源、控温仪表和电学测试仪表，所述屏蔽盒设于两霍姆赫兹线圈之间，所述两霍姆赫兹线圈通过引线与励磁电源连接，所述屏蔽盒内设有加热台，所述加热台上设有承载待测电学样品的绝缘样品台，所述电学测试仪表通过测试电线与待测电学样品连接，通过调节待测电学样品进行变磁场角度和强度条件下材料磁电性能测试，通过所述控温仪表与加热台连接进行温度控制，进行变温条件下材料磁电性能测试，通过向所述屏蔽盒内通入不同气氛环境，进行变气氛的材料磁电性能测试。
作为本发明的进一步改进，所述屏蔽盒内为真空。
作为本发明的进一步改进，还包括气泵，所述屏蔽盒设有抽气接口，所述气泵通过抽气管与抽气接口连接，对所述屏蔽盒内进行抽真空，然后向所述屏蔽盒内通入不同气氛环境，进行变气氛的材料磁电性能测试。
作为本发明的进一步改进，所述加热台底部与屏蔽盒之间设有隔热板。
作为本发明的进一步改进，所述加热台的四周与屏蔽盒之间设有间隙。
作为本发明的进一步改进，所述隔热板为陶瓷。
作为本发明的进一步改进，还包括高斯计或者特斯拉计，所述高斯计或者特斯拉计用于在测试前标定出不同旋转方向和外加电流情况下的磁场强度。
作为本发明的进一步改进，所述屏蔽盒上设有与控温仪表和电学测试仪表连接的接头，所述接头为Lemo接头或BNC接头。
作为本发明的进一步改进，所述测试电线为高频同轴电缆。
作为本发明的进一步改进，所述绝缘样品台为钢化玻璃、石英玻璃或石棉。
本发明的有益效果：
本发明高精度多功能变温磁电测试系统结构简单，可进行变磁场角度和强度条件下材料磁电性能测试，也可进行变温条件下材料磁电性能测试，也可以进行不同气氛环境下的材料磁电性能测试。有效降低测试成本，实现对测试变量的精准控制，从而提高测试精度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明优选实施例中高精度多功能变温磁电测试系统的结构示意图；
图2是本发明优选实施例中高精度多功能变温磁电测试系统测试系统在样品测试时获得的线圈磁场大小随励磁电流变化图；
图3是本发明优选实施例中高精度多功能变温磁电测试系统在样品测试时获得的标准电阻常温I-V曲线图；
图4是本发明优选实施例中高精度多功能变温磁电测试系统在样品测试时获得的标准霍尔期间常温霍尔电压与磁场的关系(V-H)曲线图；
图5是本发明优选实施例中高精度多功能变温磁电测试系统在样品测试时获得的电阻随温度变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明优选实施例中的高精度多功能变温磁电测试系统，该高精度多功能变温磁电测试系统包括屏蔽盒、两霍姆赫兹线圈、励磁电源、控温仪表和电学测试仪表。
上述屏蔽盒设于两霍姆赫兹线圈之间，两霍姆赫兹线圈通过引线与励磁电源连接，屏蔽盒内设有加热台，加热台上设有承载待测电学样品的绝缘样品台，电学测试仪表通过测试电线与待测电学样品连接，可通过调节待测电学样品进行变磁场角度和强度条件下材料磁电性能测试，并可通过控温仪表与加热台连接进行温度控制，进行变温条件下材料磁电性能测试。
优选的，屏蔽盒为金属屏蔽盒，屏蔽盒也选用铝合金等材质。
在本实施例中，加热台设有电加热棒和温度传感器，电加热棒和温度传感器均与控温仪表连接，通过电加热棒对加热台进行加热，并通过温度传感器实时检测温度，控温仪表通过控制加热棒实现温度调节。
在本实施例中，屏蔽盒内为真空。可以保证加热过程加热台表面热量集中，减少热量耗散。进一步的，该系统还包括气泵，屏蔽盒设有抽气接口，气泵通过抽气管与抽气接口连接，对屏蔽盒内进行抽真空，然后向屏蔽盒内通入不同气氛环境，进行变气氛的材料磁电性能测试。具体的，可通过该抽气接口向屏蔽盒内通气，也可通过在屏蔽盒上开设通气接口向屏蔽盒内通气。
在其中一实施例中，加热台底部与屏蔽盒之间设有隔热板。加热台的四周与屏蔽盒之间设有间隙。优选的，隔热板为陶瓷。
优选的，加热台为金属加热台，加热台采用铝或铜制作，保证其表面加热均匀，最高设计加热温度为650度。
优选的，加热台的形状为长方体或圆柱体，设计尺寸由屏蔽盒的尺寸决定，而屏蔽盒的尺寸由霍姆赫兹线圈之间的自由空间决定。因此，当采用小型霍姆赫兹线圈时，整个测试系统的尺寸可以做的很小。
在本实施例中，该测试系统还包括高斯计或者特斯拉计，高斯计或者特斯拉计用于在测试前标定出不同旋转方向和外加电流情况下的磁场强度。
在本实施例中，屏蔽盒上设有与控温仪表和电学测试仪表连接的接头，优选的，接头为带屏蔽功能的Lemo接头或BNC接头。
优选的，测试电线为高频同轴电缆。高频同轴电缆可以屏蔽外部静电和电磁波对电路的干扰，从而可以实现变温情况下的高精度磁电性能测试，比如介电和铁电性能测试。
优选的，绝缘样品台为钢化玻璃、石英玻璃或石棉等。用于隔绝待测电学样品与加热台之间的电学接触，绝缘性好，耐高温。
如图2所示，为该测试系统在样品测试时获得的线圈磁场大小随励磁电流变化图，其测试曲线与理论相吻合。如图3所示，为该测试系统在样品测试时获得的标准电阻常温I-V曲线图，获得的I-V曲线为线性，与理论相吻合，表明该测试系统的电阻测试性能可靠。如图4所示，为该测试系统在样品测试时获得的标准霍尔期间常温霍尔电压与磁场的关系(V-H)曲线图，测得的霍尔电压与磁场的关系(V-H曲线)为线性，与理论公式契合的很好，证明了本发明测试系统的可靠性。如图5所示，为该测试系统在样品测试时获得的电阻随温度变化曲线图，样品为NiFe金属，可以看出NiFe电阻随温度几乎线性变化，与理论相符。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，包括屏蔽盒、两霍姆赫兹线圈、励磁电源、控温仪表和电学测试仪表，所述屏蔽盒设于两霍姆赫兹线圈之间，所述两霍姆赫兹线圈通过引线与励磁电源连接，所述屏蔽盒内设有加热台，所述加热台上设有承载待测电学样品的绝缘样品台，所述电学测试仪表通过测试电线与待测电学样品连接，通过调节待测电学样品进行变磁场角度和强度条件下材料磁电性能测试，通过所述控温仪表与加热台连接进行温度控制，进行变温条件下材料磁电性能测试，通过向所述屏蔽盒内通入不同气氛环境，进行变气氛的材料磁电性能测试。
2.如权利要求1所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，所述屏蔽盒内为真空。
3.如权利要求2所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，还包括气泵，所述屏蔽盒设有抽气接口，所述气泵通过抽气管与抽气接口连接，对所述屏蔽盒内进行抽真空，然后向所述屏蔽盒内通入不同气氛环境，进行变气氛的材料磁电性能测试。
4.如权利要求1所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，所述加热台底部与屏蔽盒之间设有隔热板。
5.如权利要求4所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，所述加热台的四周与屏蔽盒之间设有间隙。
6.如权利要求4所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，所述隔热板为陶瓷。
7.如权利要求1所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，还包括高斯计或者特斯拉计，所述高斯计或者特斯拉计用于在测试前标定出不同旋转方向和外加电流情况下的磁场强度。
8.如权利要求1所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，所述屏蔽盒上设有与控温仪表和电学测试仪表连接的接头，所述接头为Lemo接头或BNC接头。
9.如权利要求1所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，所述测试电线为高频同轴电缆。
10.如权利要求1所述的高精度多功能变温磁电测试系统，其特征在于，所述绝缘样品台为钢化玻璃、石英玻璃或石棉。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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