CN112731230B - 极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置及方法，结构简单，测量方便，尤其适用于量子精密测量装置中使用的铁氧体复数磁导率测试，有助于提高铁氧体虚部起始磁导率的测量精度、降低屏蔽桶磁噪声测算误差。采用匀线圈外壳确保测量线圈绕制均匀，最大限度排除干扰因素；采用L型架体将所述铁氧体待测盒放入磁屏蔽桶中心位置保证了实际使用过程中的极弱磁环境；采用约旦分离的方式可确保分离出极低频条件下的剩余损耗，最后利用推导出的虚部磁导率与所述剩余损耗的关系得出铁氧体环的虚部起始磁导率。

Description

极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置及方法

技术领域

本发明涉及磁导率测量技术领域，具体涉及一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测量装置及方法，特别适用于量子精密测量装置中使用的铁氧体磁性材料的低频复数磁导率测量。

背景技术

弱磁环境是目前量子精密测量装置实现超高灵敏度的一个必要条件，用高导磁材料制成磁屏蔽体是实现弱磁环境的一个有效途径，因此一般采用3-5层坡莫合金桶对地磁环境进行屏蔽。另外，噪声的抑制对实现量子精密测量装置的超高灵敏度具有关键作用，尽管坡莫合金具有较高的磁导率，但其电阻率极低，极易产生约翰逊电流噪声进而降低装置灵敏度。

为了降低坡莫合金磁屏蔽桶的约翰逊电流噪声，一般会采用内嵌一层电阻率极高的铁氧体桶的方式对约翰逊电流噪声进行屏蔽，这样就只需考虑单层铁氧体桶的磁噪声。由于铁氧体材料属于软磁材料，利用软磁材料的低频虚部起始磁导率可以对磁屏蔽桶的磁噪声进行评估。起始磁导率是当磁场强度趋于无穷小时振幅磁导率的极限值，对于软磁材料来说，其起始磁导率的定义为：处于退磁状态的材料，受到振幅趋近于零的磁场磁化时的磁导率。但是通常无法产生振幅趋近于零的磁场，真正的起始磁导率只能结合瑞利公式，采用外推法来估定，这种估定方法对于起始磁导率的实部来讲相对准确，但对于起始磁导率的虚部来讲却没有相应理论支撑，因此现有方法测得的虚部磁导率不够严谨准确，进而对量子精密测量装置的噪声评估产生很大影响。由此可知，软磁材料的低频虚部起始磁导率是一项对评估屏蔽桶性能非常重要的参数，对其进行准确测量十分重要，这将促进量子精密测量装置相关科学问题的探索。

发明内容

本发明提供一种极弱磁极低频时的虚部起始磁导率测试装置及方法，有助于提高极弱磁、极低频条件下的虚部磁导率测量精度，进而降低磁屏蔽桶的磁噪声测算误差。

本发明技术方案如下：

一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置，包括LCR表、磁屏蔽桶和置于所述磁屏蔽桶中心位置的铁氧体待测盒，所述磁屏蔽桶中心位置的磁场强度不高于1纳特(10^-5高斯)，所述铁氧体待测盒包括匀线圈外壳、放置于所述匀线圈外壳内部的待测铁氧体环和均匀缠绕在所述匀线圈外壳外部的测量线圈；所述LCR表的测量端口穿过所述磁屏蔽桶与所述测量线圈相连接，并在恒定温度下测量不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下所述待测铁氧体环的磁损耗电阻R和电感L；其中，所述磁场频率f不大于100Hz，所述弱磁感应强度B不大于100高斯。所述磁屏蔽桶中心位置是指磁屏蔽桶内磁场最弱的位置，一般所述在磁屏蔽桶轴线上下正负3-5cm处的磁场相对均匀位置。

作为优选，所述匀线圈外壳为外表面均匀设有线圈缠绕槽的环状圆柱体。

作为优选，所述匀线圈外壳包括绝缘材料制成的上壳体和下壳体，所述上壳体的上表面和下壳体的下表面均匀设有所述线圈缠绕槽，所述线圈缠绕槽为倾斜设置，以保证所述测量项圈能够均匀无断裂地缠绕在所述线圈缠绕槽内；所述待测铁氧体环放置于相互嵌合的所述上壳体和下壳体之内。

作为优选，所述磁屏蔽桶包括单层或多层坡莫合金桶，所述磁屏蔽桶的桶壁中间位置沿其周向均匀开有多个径向通光孔，且所述磁屏蔽桶的两端盖中心开有轴向通光孔。

作为优选，所述铁氧体待测盒通过固定支架放置于所述磁屏蔽桶的中心位置，所述固定支架包括L型架体，所述铁氧体待测盒设于所述L型架体的短轴上，所述L型架体的短轴为直径与所述铁氧体待测盒的内径相匹配的圆柱形、长轴部分设有刻度线，按刻度线移动所述L型架体，使所述短轴刚好处于所述磁屏蔽桶的中心位置。

作为优选，所述L型架体的长轴至少存在一个可设置卡槽的平面，使得卡板在磁屏蔽桶的外壁卡接到所述卡槽内时，所述L型架体的短轴刚好处于所述磁屏蔽桶的中心位置；或所述L型架体的长轴均匀设置多个卡槽，使得卡板在磁屏蔽桶的外壁卡接到所述卡槽内时，所述L型架体的短轴刚好处于所述磁屏蔽桶的中心位置。

一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试方法，使用上述的极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置进行测量，包括如下步骤：

S1所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置的搭建；

S1.1将待测铁氧体环放置于所述匀线圈外壳内，并在所述匀线圈外壳外均匀缠绕测量线圈，制成所述铁氧体待测盒；或直接取内置有待测铁氧体环的铁氧体待测盒，且所述铁氧体待测盒的外部均匀缠绕有测量线圈；

S1.2对S1.1中的铁氧体待测盒进行消磁处理；

S1.3将消磁处理后的铁氧体待测盒置于所述磁屏蔽桶的中心位置；

S1.4将处于所述磁屏蔽桶外部的LCR表测量端口的连线穿过所述磁屏蔽桶与消磁处理后的铁氧体待测盒的测量线圈相连；

S2在恒定温度下进行数据采集；

S2.1放置温度监测装置，并在温度为室温且保持恒定时将所述LCR表设置不同的驱动电流I，以使所述测量线圈产生不同的低频交变磁场，所述低频交变磁场的弱磁感应强度B不大于100高斯；

S2.2将所述LCR表在每一个驱动电流I_n，进行低频范围内的扫频，得到不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下所述待测铁氧体环的磁损耗电阻R和电感L；其中，磁场频率f不大于100赫兹；

S3采用约旦分离的方式分离出剩余损耗c，利用推导出的虚部磁导率与所述剩余损耗c的关系得出所述待测铁氧体环的虚部起始磁导率μ”。

作为优选，所述S2.1中，弱磁感应强度B与驱动电流I的关系可表示为：

式中，μ’为实部起始磁导率，N为测量线圈匝数，I为驱动电流，l为待测铁氧体环的有效磁路长度。

作为优选，所述S3中，采用约旦分离的方式分离出剩余损耗c，具体步骤为：

S3.1在所述弱磁感应强度为B的低频交变磁场中，其总的磁损耗可用列格公式表示：

其中R为待测铁氧体环的磁损耗的电阻(以欧姆为单位)，f为磁场频率，L为待测铁氧体环的电感(以亨利为单位)，B为待测铁氧体环的所述弱磁感应强度(以高斯为单位)，δ为待测铁氧体环的损耗角；右侧等号的右式中第一项代表待测铁氧体环的涡流损耗，且e为待测铁氧体环的涡流损耗系数；第二项代表待测铁氧体环的磁滞损耗，a为损耗系数；c为剩余损耗，在低频磁场下剩余损耗c为不依赖于频率的常数；

S3.2将S2.2测量得到的不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下的磁损耗电阻R和电感L，进行数据拟合，得到以f为横坐标、以R/μ’fL为纵坐标的损耗曲线族，各曲线外推至f＝0时的纵截距便是aB+c，即aB+c＝(R/μ’fL)_f＝0；再以B为横坐标，以(R/μ’fL)_f＝0为纵坐标作一条曲线，则这条曲线的斜率即为a，截距即为c。

作为优选，所述S3中，利用推导出的虚部磁导率与所述剩余损耗c的关系得出所述待测铁氧体环的虚部起始磁导率μ”，具体步骤为：

S3.3对于待测铁氧体而言，由于其电阻率高，故涡流损耗很小，忽略不计；且所述低频交变磁场的弱磁感应强度B很小，磁滞损耗也忽略不计，故而，所述待测铁氧体环的磁损耗主要是剩余损耗部分；且铁氧体虚部磁导率就相当于剩余损耗，由于μ'＝μ_m cosδ，μ”＝μ_m sinδ，其中，μ_m为振幅磁导率，则有：

根据列格公式，比损耗因子：

剩余损耗的比损耗因子：

由于分离出的剩余损耗是在f＝0以及B＝0条件下得到的，故极弱磁、极低频条件下，认为：

故：

本发明的技术效果如下：

本发明与现有技术相比，优势在于：

1、本发明一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置及方法，可以测量实际应用中极弱磁、极低频条件下的虚部起始磁导率，从而提高极弱磁、极低频条件下铁氧体的虚部起始磁导率测量精度、降低屏蔽桶磁噪声测算误差。

2、本发明一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置及方法，测量过程简便快速，在量子精密测量装置采用的磁屏蔽桶中进行测量，更符合极弱磁、极低频的实际应用环境；测量只需LCR表，无复杂设备及结构。

3、本发明一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置及方法，采用匀线圈外壳确保测量线圈绕制均匀，最大限度排除干扰因素；采用L型架体将所述铁氧体待测盒放入磁屏蔽桶中心位置保证了实际使用过程中的极弱磁环境；采用约旦分离的方式可确保分离出极低频条件下的剩余损耗，最后利用推导出的虚部磁导率与所述剩余损耗的关系得出铁氧体环的虚部起始磁导率，为进一步提高量子精密测量装置的超高灵敏度提供理论指导。

附图说明

图1为本发明一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置中所述匀线圈外壳一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试装置中所述L型架体与卡板的结构配合示意图；

图4为本发明一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率测试的流程图。

附图标记列示如下：1—LCR表，2—坡莫合金磁屏蔽桶，21—径向通光孔，22—轴向通光孔，23—坡莫合金磁屏蔽桶的桶盖，3—铁氧体待测盒，31—匀线圈外壳，311—上壳体，312—下壳体，313—线圈缠绕槽，32—测量线圈，4—固定支架，41—L型架体，411—L型架体的短轴，412—L型架体的长轴，413—卡槽，42—卡板，5—温度监测装置。

具体实施方式

下面结合附图1-4和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率的测试装置，在极弱磁、极低频条件下进行铁氧体材料虚部起始磁导率的测试。所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部起始磁导率的测试装置包括LCR表1、坡莫合金磁屏蔽桶2和铁氧体待测盒3；所述铁氧体待测盒3通过固定支架4固定于所述坡莫合金磁屏蔽桶2的中心位置，所述坡莫合金磁屏蔽桶2的中心位置是指坡莫合金磁屏蔽桶2内磁场最弱的位置，一般在所述磁屏蔽桶轴线上下正负3-5cm处的磁场相对均匀位置。

所述铁氧体待测盒3包括待测铁氧体环、测量线圈32和如图2所示的匀线圈外壳31，所述匀线圈外壳31为外表面均匀设有线圈缠绕槽313的环状圆柱体，所述测量线圈32均匀缠绕在所述匀线圈外壳31的外表面均匀设置的线圈缠绕槽313内。所述LCR表1的两个测量端口穿过所述坡莫合金磁屏蔽桶2与所述测量线圈32相连接，并在温度恒定时测量不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下所述待测铁氧体环的磁损耗电阻R和电感L；其中，所述磁场频率f不大于100Hz(即0-100Hz)，所述弱磁感应强度B不大于100高斯(即0-100高斯)。

如图2所示，所述匀线圈外壳31包括绝缘材料制成的上壳体311和下壳体312，所述待测铁氧体环的内径与所述匀线圈外壳31的上壳体311和下壳体312的内径相匹配，使得所述待测铁氧体环刚好能够放置于相互嵌合的所述上壳体311和下壳体312之内，所述上壳体311和下壳体312的表面均匀分布有线圈缠绕槽313，以保证所述测量线圈的绕制是均匀的。

所述坡莫合金磁屏蔽桶2即为用于量子精密测量装置的3-5层坡莫合金屏蔽桶嵌套组成的复合磁屏蔽桶，其中心位置处的内部剩余磁场一般低于5nT，本实施例中采用3层坡莫合金屏蔽桶嵌套组成的复合磁屏蔽桶，其中心位置处的内部剩余磁场约为1nT。且其桶壁四周中间位置沿其周向均匀开有4个径向通光孔21，两端盖中心位置处各开有一个轴向通光孔22，基于超高灵敏极弱磁测量原理，可分别用以通过检测光束和抽运光束。

所述铁氧体待测盒3通过固定支架4放置于所述坡莫合金磁屏蔽桶2的中心位置，所述固定支架1如图3所示，包括L型架体41，所述铁氧体待测盒3设于所述L型架体的短轴411上，所述L型架体的短轴411为直径与所述铁氧体待测盒3的内径相匹配的圆柱形，所述L型架体的长轴部412设有刻度线，将所述铁氧体待测盒3的中心悬挂于所述L型架体的短轴411上，并将悬挂有铁氧体待测盒3的所述L型架体通过所述坡莫合金磁屏蔽桶2的某一径向通光孔21(优选为朝向上方的径向通光孔21)，按刻度线移动至所述磁屏蔽桶的中心位置并固定。

固定方式优选在所述L型架体41的短轴刚好处于所述磁屏蔽桶的中心位置时，在所述长轴412与所述坡莫合金磁屏蔽桶2的外壁相接触位置设置与所述坡莫合金磁屏蔽桶2的壁厚相等的卡槽413，直接将所述L型架体41通过该卡槽413卡接在所述磁屏蔽桶2的外壁上。为了方便设置刻度线和卡槽413，所述长轴412可设置为长方体形平板柱体，并在所述长方体形平板柱体的相对长侧面上设置所述刻度线和卡槽413。如在所述长方体形平板柱体的板前标刻度线、板后每隔一段距离设置一个配合所述坡莫合金磁屏蔽桶2的桶壁使用的卡槽413。

此外，所述固定支架4还可包括卡板42，且在所述长轴412上每隔1cm设置一个卡槽413，用以固定所述L型架体41，使其可灵活适应不同尺寸的坡莫合金磁屏蔽桶2。所述卡槽413与所述卡板42的厚度相匹配，所述L型架体的短轴处于所述坡莫合金磁屏蔽桶2的中心位置时，刚好可以将所述卡板42通过卡接到所述卡槽413内并固定于所述坡莫合金磁屏蔽桶2的桶壁外侧。

此时，可通过其余的径向通光孔21或轴向通光孔22将所述LCR表两接线端口分别与所述测量线圈32连接到一起。并在坡莫合金磁屏蔽桶2的附近放置温度监测装置5(一般为温度计)，以监测环境温度，保证测量温度保持在室温，以降低磁噪声测算的不利影响。

优选地，所述固定支架4也可为设置在所述坡莫合金磁屏蔽桶2内部的绝缘支架，或通过所述坡莫合金磁屏蔽桶2的轴向通光孔22伸入所述坡莫合金磁屏蔽桶2内部的其他形状的支架。只要能够固定铁氧体待测盒3并保证其位于坡莫合金磁屏蔽桶2的中心磁场最弱的位置，该位置可模拟极弱磁、极低频环境。

实施例2

一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试方法，其流程图如图4所示，使用上述的极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置进行测量，包括如下步骤：

S1所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置的搭建；

S1.1将待测铁氧体环放置于所述匀线圈外壳31内，并在所述匀线圈外壳31外均匀缠绕N匝测量线圈32，制成所述铁氧体待测盒3；或直接取内置有待测铁氧体环的铁氧体待测盒3，且所述铁氧体待测盒3的外部均匀缠绕有测量线圈32；

S1.2对S1.1中的铁氧体待测盒3进行消磁处理；

S1.3将处于所述坡莫合金磁屏蔽桶2外部的LCR表1测量端口的连线与所述铁氧体待测盒3上的测量线圈32相连，并同时将所述L型架体的长轴411通过L型架体的长轴412调节至坡莫合金磁屏蔽桶2中心位置并用卡板42固定；

S1.4将所述铁氧体待测盒3的环形中心孔悬挂入所述坡莫合金磁屏蔽桶2中心位置的所述L型架体的短轴411上；并封闭所述坡莫合金磁屏蔽桶的桶盖23。

S2在恒定温度下进行数据采集；

S2.1在环境中(坡莫合金磁屏蔽桶2外部的测量环境)放置温度监测装置5，并在温度恒定时将所述LCR表1设置不同的驱动电流I₁…I_n，以使所述测量线圈32产生不同的低频交变磁场，所述低频交变磁场的磁场强度H与驱动电流I的换算关系可表示为：

Hl＝NI

磁场强度H与弱磁感应强度B的关系可表示为：

B＝μH

对于铁氧体而言，弱磁感应强度B的大小主要由实部磁导率μ’决定，故：

B＝μ'H，

即

式中，μ’为实部起始磁导率，N为测量线圈匝数，I为驱动电流，l为待测铁氧体环的有效磁路长度。

S2.2将所述LCR表1在每一个驱动电流I_n，均进行低频范围(0-100Hz)内的扫频，即将所述LCR表1设置为sweep模式，得到不同磁场频率f(0-100Hz)和不同弱磁感应强度B(0-100高斯)下所述待测铁氧体环的磁损耗电阻R和电感L；

S3采用约旦分离的方式分离出剩余损耗c，利用推导出的虚部磁导率与所述剩余损耗c的关系得出所述待测铁氧体环的虚部起始磁导率μ”；

S3.1在所述弱磁感应强度为B的低频交变磁场中，其总的磁损耗可用列格公式表示为：

其中，R为待测铁氧体环的磁损耗的电阻(以欧姆为单位)，f为磁场频率，L为待测铁氧体环的电感(以亨利为单位)，B为所述磁感应强度(以高斯为单位)，δ为待测铁氧体环的损耗角；右侧式中第一项代表涡流损耗，e为待测铁氧体环的涡流损耗系数；第二项代表待测铁氧体环的磁滞损耗，a为损耗系数；c为剩余损耗，在低频磁场下剩余损耗c为不依赖于频率的常数；

S3.2将S2.2测量得到的不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下的磁损耗电阻R和电感L，进行数据拟合，得到以f为横坐标、以Y＝R/μ’fL为纵坐标的损耗曲线族，各曲线外推至f＝0时的纵截距W＝aB+c，即W＝aB+c＝(R/μ’fL)_f＝0；再以B为横坐标，以W为纵坐标作一条拟合曲线，则这条曲线的斜率即为a，截距即为剩余损耗c。

S3.3对于待测铁氧体而言，由于其电阻率高，故涡流损耗很小，涡流损耗可以忽略不计；且所述低频交变磁场的弱磁感应强度B很小，磁滞损耗也可忽略不计，故而，所述待测铁氧体环的磁损耗主要是剩余损耗部分；在许多情形下，铁氧体虚部磁导率μ”就相当于剩余损耗。这种损耗主要是由于畴壁位移或磁畴转动引起的，与各种弛豫机理有关。

由于μ'＝μ_m cosδ，μ”＝μ_m sinδ，其中，μ_m为振幅磁导率，则有：

根据列格公式，比损耗因子：

剩余损耗的比损耗因子：

由于分离出的剩余损耗是在f＝0以及B＝0条件下得到的，故极弱磁、极低频条件下，认为：

故：

将S3.2中获得的剩余损耗因子c代入上式，即可得到铁氧体虚部磁导率μ”。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (9)

1.一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置，其特征在于，包括LCR表、磁屏蔽桶和置于所述磁屏蔽桶中心位置的铁氧体待测盒，所述磁屏蔽桶中心位置的磁场强度不高于1纳特，所述铁氧体待测盒包括匀线圈外壳、放置于所述匀线圈外壳内部的待测铁氧体环和均匀缠绕在所述匀线圈外壳外部的测量线圈；所述LCR表的测量端口穿过所述磁屏蔽桶与所述测量线圈相连接，并在恒定温度下测量不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下所述待测铁氧体环的磁损耗电阻R和电感L；其中，所述磁场频率f不大于100Hz，所述弱磁感应强度B不大于100高斯；所述磁屏蔽桶中心位置是指磁屏蔽桶内磁场最弱的位置，在磁屏蔽桶轴线上下正负3-5cm处的磁场相对均匀位置；所述铁氧体待测盒通过固定支架放置于所述磁屏蔽桶的中心位置，所述固定支架包括L型架体，所述铁氧体待测盒设于所述L型架体的短轴上，所述L型架体的短轴为直径与所述铁氧体待测盒的内径相匹配的圆柱形、长轴部分设有刻度线，按刻度线移动所述L型架体，使所述短轴刚好处于所述磁屏蔽桶的中心位置。

2.根据权利要求1所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置，其特征在于，所述匀线圈外壳为外表面均匀设有线圈缠绕槽的环状圆柱体。

3.根据权利要求2所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置，其特征在于，所述匀线圈外壳包括绝缘材料制成的上壳体和下壳体，所述上壳体的上表面和下壳体的下表面均匀设有所述线圈缠绕槽，所述线圈缠绕槽为倾斜设置，以保证所述测量线圈 能够均匀无断裂的缠绕在所述线圈缠绕槽内；所述待测铁氧体环放置于相互嵌合的所述上壳体和下壳体之内。

4.根据权利要求1或2所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置，其特征在于，所述磁屏蔽桶包括单层或多层坡莫合金桶，所述磁屏蔽桶的桶壁中间位置沿其周向均匀开有多个径向通光孔，且所述磁屏蔽桶的两端盖中心开有轴向通光孔。

5.根据权利要求1所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置，其特征在于，所述L型架体的长轴至少存在一个可设置卡槽的平面，使得卡板在磁屏蔽桶的外壁卡接到所述卡槽内时，所述L型架体的短轴刚好处于所述磁屏蔽桶的中心位置；或所述L型架体的长轴均匀设置多个卡槽，使得卡板在磁屏蔽桶的外壁卡接到所述卡槽内时，所述L型架体的短轴刚好处于所述磁屏蔽桶的中心位置。

6.一种极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试方法，其特征在于，使用权利要求1-5之一所述的极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置进行测量，包括如下步骤：

S1所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试装置的搭建；

S1.1将待测铁氧体环放置于所述匀线圈外壳内，并在所述匀线圈外壳外均匀缠绕测量线圈，制成所述铁氧体待测盒；或直接取内置有待测铁氧体环的铁氧体待测盒，且所述铁氧体待测盒的外部均匀缠绕有测量线圈；

S1.2对S1.1中的铁氧体待测盒进行消磁处理；

S1.3将消磁处理后的铁氧体待测盒置于所述磁屏蔽桶的中心位置；

S1.4将处于所述磁屏蔽桶外部的LCR表测量端口的连线穿过所述磁屏蔽桶与消磁处理后的铁氧体待测盒的测量线圈相连；

S2在恒定温度下进行数据采集；

S2.1放置温度监测装置，并在温度为室温且保持恒定时将所述LCR表设置不同的驱动电流I，以使所述测量线圈产生不同的低频交变磁场，所述低频交变磁场的弱磁感应强度B不大于100高斯；

S2.2将所述LCR表在每一个驱动电流I_n，进行低频范围内的扫频，得到不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下所述待测铁氧体环的磁损耗电阻R和电感L；其中，磁场频率f不大于100赫兹；

S3采用约旦分离的方式分离出剩余损耗c，利用推导出的虚部磁导率与所述剩余损耗c的关系得出所述待测铁氧体环的虚部起始磁导率μ”。

7.根据权利要求6所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试方法，其特征在于，所述S2.1中，弱磁感应强度B与驱动电流I的关系可表示为：

式中，μ’为实部起始磁导率，N为测量线圈匝数，I为驱动电流，l为待测铁氧体环的有效磁路长度。

8.根据权利要求6所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试方法，其特征在于，所述S3中，采用约旦分离的方式分离出剩余损耗c，具体步骤为：

S3.1在所述弱磁感应强度为B的低频交变磁场中，其总的磁损耗可用列格公式表示：

其中R为待测铁氧体环的磁损耗的电阻，f为磁场频率，L为待测铁氧体环的电感，B为待测铁氧体环的所述弱磁感应强度，δ为待测铁氧体环的损耗角；右侧等号的右式中第一项代表待测铁氧体环的涡流损耗，且e为待测铁氧体环的涡流损耗系数；第二项代表待测铁氧体环的磁滞损耗，a为损耗系数；c为剩余损耗，在低频磁场下剩余损耗c为不依赖于频率的常数；

S3.2将S.2测量得到的不同磁场频率f和不同弱磁感应强度B下的磁损耗电阻R和电感L，进行数据拟合，得到以f为横坐标、以R/μ’fL为纵坐标的损耗曲线族，各曲线外推至f＝0时的纵截距便是aB+c，即aB+c＝(R/μ’fL)_f＝0；再以B为横坐标，以(R/μ’fL)_f＝0为纵坐标作一组曲线，则这条曲线的斜率即为a，截距即为c。

9.根据权利要求8所述极弱磁极低频时的铁氧体虚部磁导率测试方法，其特征在于，所述S3中，利用推导出的虚部磁导率与所述剩余损耗c的关系得出所述待测铁氧体环的虚部起始磁导率μ”，具体步骤为：

S3.3对于待测铁氧体而言，由于其电阻率高，故涡流损耗很小，忽略不计；且所述低频交变磁场的弱磁感应强度B很小，磁滞损耗也忽略不计，故而，所述待测铁氧体环的磁损耗主要是剩余损耗部分；且铁氧体虚部磁导率就相当于剩余损耗，由于μ'＝μ_mcosδ，μ”＝μ_msinδ，其中，μ_m为振幅磁导率，则有：

根据列格公式，比损耗因子：

剩余损耗的比损耗因子：

由于分离出的剩余损耗是在f＝0以及B＝0条件下得到的，故极弱磁、极低频条件下，认为：

故：

Images