软磁材料静态磁参数的测量
1．
实验目的
? 学习磁滞回线的测量方法。
? 了解磁性材料的基本特性。
2．
实验内容
(1) 测静态磁化曲线及磁滞回线。 (2) 根据磁滞回线确定材料的c r m H B B ,,,max μ等参数。
3． 实验原理
? 磁滞特性
磁性材料大体上可以分为永磁材料和软磁材料。永磁材料包含稀土永磁(钕铁硼、钐钴等)，金属永磁（AlNiCo ）和铁氧体永磁；软磁材料包含金属软磁（硅钢Fe-Si ，坡莫合金Fe-Ni 、金属铁粉芯FeNiAl 等），铁氧体软磁（锰锌、镍锌、镁锌、锂锌）和其它软磁材料。本实验主要讨论软磁材料磁参数的测量。铁磁性材料除了具有高的磁导率以外，还有一个磁滞特性。当一个材料磁化时磁感应强度不仅与当时的磁场强度H 有关，而且与该材料以前的磁化状态有关。如图1所示，曲线OA 表示铁磁性材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随磁场强度H 增加而增加，称为磁化曲线。当H 增加到H S 时，磁感应强度B 达到B S ，基本上不再随H 的增加而增加，即达到磁饱和。称B S 为饱和磁感应强度，H S 为饱和磁场强度。当磁性材料磁化以后，如果使H 减小，B 将不沿着原路返回，而是沿着另一条曲线AR
下降。如果H 从H S 变到－H S ，再从－H S 变到H S ，B 将随着H 的变化而形成一条如图1所示的磁滞回线ARC ’A ’R ’CA 。其中，当0=H 时，r B B =，r B 称为剩余磁感应强度。要使磁感应强度下降到零，就必须加一反向磁场C H -，C H 称为矫顽力。一般来说，矫顽力小的磁性材料称为软磁材料，矫顽力大的磁性材料称为硬磁材料。必须指出的是：在反复磁化
（S S S H H H →-→）的开始几个循环内，每一次循环的B-H 曲线不一定沿着相同的路径进行，只有经过十几次反复磁化以后，每次循环的路径才趋于相同，形成一个稳定的磁化曲线，把这一过程称为“磁锻炼” 。只有经过“磁锻炼”后所形成的磁滞回线才能代表该材料的磁滞性质。
在主要磁化曲线的各点上求出B 与μ０H 之比，即可得到μ和H 之间的关系曲线（图１上没有画出）。
? 磁滞回线的测量
为了使大家深入了解软磁测量的物理过程，在介绍软磁自动测量软件之前，我们首先介绍手动测量磁滞回线的方法。由于软磁材料在较低的磁场下就能达到饱和磁化，所以在研究软磁材料的磁性时，往往将样品做成如图2所示的具有闭合磁路的环形，在样品磁环上均匀地绕以磁化线圈，把这种磁化线圈称为螺绕环。螺绕环产生的磁场不强，最多为几千安培/米，但是对软磁材料来说完全可以使其达到饱和。一个均匀绕制的螺绕环等效于一个首尾相接的螺线管，因此，沿着轴线方向的磁场是均匀的。如果样品的内半径为R 1，外半径为R 2，磁环的平均半径为R ，螺绕环的匝数为N 1，通过的电流为I ，则螺绕环内的磁场为
()121I R N H π=
上式中N 1和R 在实验过程中均为已知的结构参数，因此可以通过对磁化电流I 的测量来得到磁场强度H 。
磁化曲线和磁滞回线的测量可以归结为各磁化电流下磁感应强度B 的测量。图3（a ）给出了冲击法测量磁参数的电路图。用冲击法测量磁感应强度B 就是在被测磁环样品C 上再绕上匝数为N 2的探测线圈(也称为“次级线圈”)，探测线圈N 2与冲击电流计G 串联，当磁化线圈N 1（亦称“初级线圈”）中的磁化电流突然改变I ?时，磁场强度改变为H ?，样品的磁感应强度也相应地改变B ?，在探测线圈中的磁通量变化为B S N ?=?Φ2，S 是样品的横截面积。通过测量冲击电流计最大偏转量max n ，就可以用下式求出B ?：
()2max 2n S N C B Φ=?
式中C Φ是磁性测量中常用的冲击常数，它表示冲击电流计单位最大偏转量所对应的探测线圈中磁通量的改变量。图3（a ）中M 是标准互感，R 1、R 2、R 3是可变电阻器，R 4是电阻箱，E 是直流电源，K ，K 1…K 5是转换开关。
① 饱和磁感应强度的测量：由于磁滞回线的对称性，+B S 与－B S 大小是相等的，所以外磁场突然由+H S 变到－H S （通过K 使电流反向）时，磁感强度B 由+B S 变到－B S ，由ΔB 可以求出B S 的绝对值：
()S S S B B B B 2=--=?，
()32B
B S ?=
软磁材料在饱和以后磁感强度B 基本不再变化并趋于B S ，利用这一事实可以判断材料是否已经饱和，从而确定饱和磁化电流I S 及对应的磁场强度H S 。
② 剩磁感应强度B r 的测量：以B S 为起点，K 突然断开，磁场由H S 突然降为零。令ΔB Ar 表示该过程中磁感应强度的变化，则
Ar S r B B B ?-=
③ 磁滞回线上其它各点B 的测量：根据磁滞回线的特点，测量过程必须沿着磁滞回线的路径，即图３（b ）中A-d 1-r-d 2-A ’-d 3-r ’-d 4-A 的顺序进行。整个操作过程就在于合理地利用开关K ，K 2和变阻器R 1、R 2、R 3来达此目的。其中，K 2的作用是关键。合上K 2时，R 2、R 3不起作用。如果先合上K 2，调节R 1使磁场达到H S ，然后突然打开K 2，使R 2、R 3起作用，磁化电流减小，H 由H S 下降到H 1，即从A 点到d 1点，这样就可以测出1Ad B ?，由图可得：11Ad S d B B B ?-=。记下这时的磁化电流数值，可求得对应的H 1。将开关K 反向，H 由H 1变到－H 1，即从曲线上的d 1点到d 2点，与之对应的电流计的偏转可以不记。再以d 2为起点，突然合上开关K 2，使磁场从－H 1下降到－H S （磁场强度实际上向负的方向增强），即从曲线上的d 2点到A ’点。由此可以测量得到'2A d B ?，所以
S A d d B B B -?='22。同理，以A ’为起点，打开K 2，可以测得3
'd A B ?，将K 反向，不计电流计的偏转，再以d 4为起点，合上K 2，可以得到A d B 4?。可以看出：对应于H 的一个绝对值H 1，就可以测出曲线上4321,,,d d d d B B B B 四个点，改变变阻器R 2、R 3又可以得到另外一个励磁电流I 2，即得到另外一个磁场强度的绝对值H 2，又可以用同样的方法测得曲线上另外四个点，如此继续下去，就可以测出整个磁滞回线了。注意：在磁滞回线的陡直部分（即H C 附近），磁化电流取值的间隔要小，以增加测量点的数目；实验操作必须按照磁滞回线的路径进行，一旦操作顺序发生错误，必须重新进行“磁锻炼”才能继续进行测量（错误操作前的数据仍然有效）。在进行“磁锻炼”时一定要把K 4断开，只有在准备测量B ?时才将K 4合上。
④ 冲击常数ΦC 的测量：将图3（a ）中的K 3合向标准互感器M 一侧，利用反向开关K 使
互感M 的初级线圈电流有一个瞬时的变化量002I I =?，于是在互感器次级内就得到磁通的改变量002MI I M =?=?Φ。互感器次级线圈与冲击电流计、电阻R 4及N 2组成一个回路，假如磁通量的变化?Φ在冲击电流计中引起的最大偏转量是0n ，则0n C Φ=?Φ，因此，002n I M C =Φ。因为M 是已知参量，所以，只要读出I 0和n 0就可以得出冲击常数ΦC 。由于ΦC 与冲击电流计回路的总电阻有关，因此要保证在测量B 时和在测量ΦC 时电流计回路的总电阻保持不变。注意：I 0的选取不要超过互感M 初级线圈的额定电流。
４． 实验仪器与设备
? MATS 磁性材料自动测试系统简介
在知道了手动测量软磁材料磁滞回线的具体方法以后，下面就来了解软磁材料的自动测量过程。MATS 是磁性材料自动测试系统（AUTO TEST SYSTEM OF MAGNETIC MATERIALS ）的英文缩写，MA TS-2010是MATS 的一个系列。MA TS-2010SD 是软磁直流测量装置的简称，SMTest 是与它配套的软磁测量软件。与前述手动测量磁滞回线不同，MATS-2010SD 能自动测量软磁材料在静态（直流）条件下的基本磁化曲线和磁滞回线、起始磁导率、最大磁导率、饱和磁感应强度、剩磁、矫顽力和迟滞损耗。依照上述冲击法的测量原理，采用计算机控制技术和A/D 、D/A 相结合，以电子积分器取代传统的冲击检流计，实现微机控制下的模拟冲击法测量。
MATS-2010SD 软磁直流测量装置的方框图见图４。励磁电源、电子积分器和电流采样电路全部集中在一台仪器中，A/D 、D/A 转换和量程控制通过一块安装在电脑中的PCI 卡来完成。
? SMTest 软件直流测试功能及操作
① 双击桌面上的SMTest 图标即可进入软磁测量主界面（见图5）。
② 在主界面的样品参数区（见图6）选择测试样品类型（可选EE 型、EI 型、环形、双孔
型和其它），输入样品参数。注意：Sx/De 栏具有双重意义，当输入数字小于10时，代表材料的密度（单位：g/cm 3）,否则代表叠片系数Sx （%）。当输入数字
等于零时，表示叠片系数和材料密度都没有指定，这时取叠片系数为100来计算。W(g)栏为样品质量，单位为克，当输入数字等于零时，表示没有指定质量。磁场强度的计算公式：e L I N H ?=，式中，H 为磁场强度，单位为安培/米，N 为励磁线圈匝数，I 为励磁电流，单位为安培，L e 为被测样品的有效磁路长度，单位为米。磁感应强度计算公式：()e A N B ?Φ=，式中，B 为磁感应强度，单位为Wb/m 2，Φ为感应磁通（测
量值），单位为 Wb ，N 为感应线圈匝数，A e 为被测样品的有效截面积，单位为m 2 。 ③ 当EE 型、EI 型、环形或双孔型样品输入了样品参数后，单击“其它” ，可在表
格中得到该样品的有效磁路长度、有效截面积和有效体积。这一功能可作为磁性零件有效尺寸参数计算工具使用。
④ 线圈匝数设定：每一次测试过程都有一个最大磁场H max 和最小磁场H min 的设定值，
同时也有一个最大磁感B max 和最小磁感B min 的测试值。考虑到电流（及磁通）的余量和分辨率，励磁线圈N 1匝数范围为()()2~10max max min min I L H I L H e e ???；感应线圈N 2匝数范围为)()e e A B A B ??Φ??Φ2~10max max min min 。测试未知样品时，N 1和N 2的匝数按上面的说明来估算。然而最大磁感B max 和最小磁感B muin 的测试值必须在经过测试后才能知道。这样就需要测试者预先估计磁感的值，通过测试后再来调整N 2的匝数。在测试过程中，可以根据状态栏中的提示以及磁通信号（测试波形中的绿线）和磁场信号（测试波形中的红线）的强弱来调整下次测试时N 1和N 2的匝数。
⑤ 与MATS-2010SD 相关的测试功能区见图７。测试方法可选“模拟冲击法”和“磁
场扫描法”。Tsw 是设定模拟冲击法每测试一个点所需的时间，一般取２秒；Tsp 是设定磁场扫描法每个测试点之间的时间间隔，一般取0.1秒。i μ为起始磁导率，它表示材料处于磁中性状态，磁场强度趋于无限小时，磁导率的极限值；μm 为最大磁导率，即正常磁化曲线上各点磁导率的最大值。
⑥ 选择被测参数：当采用模拟冲击法时，可选“测磁化曲线”和“测磁滞回线”，也
可单独选择“测i μ”、测“m μ”、“测S B ”、“测r B ”和“测C H ”；当采用磁场扫描法时，则只能选择“测磁滞回线”，并求得磁滞回线上的磁特性参数。 ⑦ 设定测试条件：当测试点设定为零时，表示由软件通过B 速反馈自动确定每一个测
试点的磁场。这时，可根据测试方法和被测参数的要求设定相应的测试条件，即H i 、H j 、H S 和dB 。H i 是磁场变化的小步长（可取H S /100）；H j 是磁化曲线拐点处的磁场强度，也是磁场变化的大步长；H S 是饱和磁场的大小（一般是H C 的５０～１００倍）；dB 是测量磁化曲线或磁滞回线时，每点B 变化的步长，一般取B S /100。 ⑧ 自动检测未知样品的测试条件：当测试点设定为零时，移动鼠标指针到“测试点”，“测试点”标记会改变为“设定”按钮，用
鼠标点击该按钮，可以启动样品检测程序，
只要按测试要求接好样品，通过检测后，系
统会自动确定测试条件的设定值H i 、H j 、
H S 和dB 。注意：本功能仅仅是给没有经验
的测试者提供一种辅助手段，并不能代替标
准测试条件。
⑨ 直接指定磁场测试点：当设定测试点大于零
时，可直接定义每一个磁场测试点的值。这
时每一个测试点的磁场由软件锁定在指定
的值。这样就可以更精确地测量整条曲线以及曲线上每一个特定点的磁性参数。 ⑩
填写样品的记录参数：记录参数区如图8所示，它抱括编号、材料、温度、日期（可由系统自动输入）和测试员等。
5．测试前的准备工作及注意事项
?将被测样品按照磁路要求绕好线圈并接入仪器的测试接口。感应线圈N2可用直径0.3mm 左右的漆包线或纱包线均匀地绕制在磁路的里层，注意不要损坏导线的绝缘层；励磁线圈N1可用直径为0.5mm以上的漆包线均匀地绕在N2线圈的外层。
?调整磁通计的漂移：接好
线圈后，不要马上测试，也
不要急于调整。先让磁通计
稳定约15秒后，按下仪器面
板上的请零按钮（见图9），
使磁通计表头（图10右侧，
位于计算机显示屏上）的读
数归零。如果读数不稳定，
可调节面板上的调零旋纽，
使读数稳定。当读数往正的
方向增大时，应逆时针旋转
调零旋纽；往负的方向增加时，应顺时针旋转调零旋纽。当读数变化快时可往相反的方向快调，当读数变化慢时，可往相反的方向慢调，当读数快调稳时，则只能往相反的方向慢慢地微调。注意：磁通调零旋纽是将读数调稳定，不是将读数调到零，要将读数调到零必须按下清零按钮；如果按下清零按钮后磁通计读数不是零，而是接近于零的一个数字，这也是正常的，因为磁通计的零点可通过软件来修正。
?确定数字表头区（见图10）电流表头和磁通表头上的“自动”按钮已按下。电流表头显示励磁电流，磁通表头显示磁通量，二者的量程均可自动或手动来设置。
?样品退磁与退磁后放置时间的选择：采用冲击法测μi前，系统将提示退磁对话框，如果样品曾有过磁化经历，则应选择退磁程序。在退磁完成后，系统不会马上进入测试程序，而是提示一个3秒~30分钟的倒计时对话框。倒计时对话框具有时间记忆功能，在倒计时状态按下“Enter”键，立即开始测试，同时记下倒计时时间。如果在倒计时状态按下“Esc”键，则取消后面的测试过程，同时将倒计时时间恢复为30分钟。
6．MATS-2010SD操作
?开机顺序
①依次打开显示器、电脑主机电源。
②运行SMTest软磁测量软件进入图5的主界面。
③打开MATS-2010SD软磁直流测量装置电源。
④接入被测样品，在主界面的样品参数区、直流测试功能区和记录参数区输入相应的数据
后，点击右下角的“测试”按钮，弹出退磁对话框，点击“是”，进入测试。
⑤注意：仪器开机后，要预热10分钟后再开始测试。因为磁性参数与温度有关，所以在
进行数据对比时应在相同的温度下进行测试。
?关机顺序
①将样品从测试接口上撤出。
②关闭MATS-2010SD软磁直流测量装置电源。
③点击主界面右下角“关闭系统”按键，退出SMTest软磁测量软件。
④关闭操作系统后，电脑主机自动断电，最后关闭显示器。
磁性材料基本参数详解 磁性是物质的基本属性之一，磁性现象与各种形式的电荷的运动相关联，物质内部电子的运动和自旋会产生一定大小的磁矩，因而产生磁性。 自然界物质按其磁性的不同可分为：顺磁性物质、抗磁性物质、铁磁性物、反铁磁性物质以及亚铁磁性物质，其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质，通常将这两类物质统称为“ 磁性材料” 。 铁氧体颗粒料: 是已经过配料、混合、预烧、粉碎和造粒等工序，可以直接用于成形加工的铁氧体料粒。顾客使用该料可直接压制成毛坯，经烧结、磨削后即可制成所需磁芯。本公司生产并销售高品质的铁氧体颗粒料，品种包括功率铁氧体JK 系列和高磁导率铁氧体JL 系列。 锰锌铁氧体: 主要分为高稳定性、高功率、高导铁氧体材料。它是以氧化铁、氧化锌为主要成分的复合氧化物。其工作频率在1kHz 至10MHz 之间。主要用着开关电源的主变压器用磁芯. 。 随着射频通讯的迅猛发展，高电阻率、高居里温度、低温度系数、低损耗、高频特性好（高电阻率ρ、低损耗角正切tg δ）的镍锌铁氧体得到重用，我司生产的Ni-Zn 系列磁芯，其初始磁导率可由10 到2500 ，使用频率由1KHz 到100MHz 。但主要应用于1MHz 以上的频段、磁导率范围在7-1300 之间的EMC 领域、谐振电路以及超高频功率电路中。磁粉芯: 磁环按材料分为五大类：即铁粉芯、铁镍钼、铁镍50 、铁硅铝、羰基铁。使用频率可达100KHZ ，甚至更高。但最适合于10KHZ 以下使用。 磁场强度H ： 磁场“ 是传递运动电荷或者电流之间相互作用的物理物” 。 它可以由运动电荷或者电流产生，同时场中其它运动或者电流发生力的作用。 均匀磁场中，作用在单位长磁路的磁势叫磁场强度，用H 表示； 使一个物体产生磁力线的原动力叫磁势，用F 表示：H=NI/L, F = N I H 单位为安培/ 米（A/m ），即: 奥斯特Oe ；N 为匝数；I 为电流，单位安培（A ），磁路长度L 单位为米（m ）。 在磁芯中，加正弦波电流，可用有效磁路长度Le 来计算磁场强度： 1 奥斯特= 80 安/ 米 磁通密度，磁极化强度，磁化强度 在磁性材料中，加强磁场H 时，引起磁通密度变化，其表现为： B= ц o H+J= ц o (H+M) B 为磁通密度( 磁感应强度) ，J 称磁极化强度，M 称磁化强度，ц o 为真空磁导率，其值为4 π× 10 ˉ 7 亨利/ 米（H/m ） B 、J 单位为特斯拉，H 、M 单位为A/m, 1 特斯拉=10000 高斯（Gs ） 在磁芯中可用有效面积Ae 来计算磁通密度：
第四章 DAC 静态电参数测试 本文要点： DAC 电参数义的定 DAC 规静态电参数测试计常方法及算公式 DAC 测试统系的典型硬件配置 DAC 数规据范（Data Sheet）样例 选择输码减如何入代以少DAC 测试时间的 如何提高DAC 电参数测试的精度及稳定性 关键词释解 调误失差Eo（Offset Error）转换线实际值与值值：特性曲的起始理想起始（零）的偏差。 误增益差E G （Gain Error）转换线实际与资：特性曲的斜率理想斜率的偏差。（在有些料误称为满误上增益差又刻度差） 线误性差Er（Linearity Error）转换线与拟线间：特性曲最佳合直的最大偏差。（NS 公司义定）或者用：准确度E A （Accuracy 转换线与转换线）：特性曲理想特性曲的最大偏差（AD 义公司定）。 线误微分性差E DL （Differential Linearity Error）值满值围内邻输：在起始到刻度的范相入数码对应拟输电压实际值与的模出之差的1LS 值简单说个理想得最大偏差。的，就是在整转换围内范每一步距（1LSB）的最大偏差。 满围刻度范（FSR）：DAC 输电压围的出范。 最小有效位（LSB）：DAC 输变时输电压变入化一位，出的化量。 单调性（Monotonic）：DAC 输号个变时输个变的入信朝一方向化，出也向一方向化或保持常量 分辨率（Resolution）：DAC 总的输数义为入位，定2 n 一、 DAC 静态电参数义测试简定及介 在图4.1中，Summing Junction 和 I out 连没电过电端接在一起，如果有流流阻R∑输，电压出Vout 为电压当零刻度；DAC 电过电的最大流流阻R∑输电压，出Vout 为满电压刻度。
第２章 检测系统的基本特性 2.1 检测系统的静态特性及指标 2.1.1检测系统的静态特性 一、静态测量和静态特性 静态测量：测量过程中被测量保持恒定不变（即dx/dt=0系统处于稳定状态）时的测量。 静态特性（标度特性）：在静态测量中，检测系统的输出－输入特性。 n n x a x a x a x a a y +++++= 332210 例如：理想的线性检测系统： x a y 1= 如图2-1-1(a)所示 带有零位值的线性检测系统：x a a y 10+= 如图2-1-1(b)所示 二、静态特性的校准（标定）条件――静态标准条件。 2.1.2检测系统的静态性能指标 一、测量范围和量程 1、 测量范围：（x min ，x max ） x min ――检测系统所能测量到的最小被测输入量（下限） x max ――检测系统所能测量到的最大被测输入量（上限）。 2、量程： min max x x L -= 二、灵敏度S dx dy x y S x =??=→?)( lim 0 串接系统的总灵敏度为各组成环节灵敏度的连乘积 321S S S S = 三、分辨力与分辨率 1、分辨力：能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量min x ?。 2、分辨率：全量程中最大的min x ?即min max x ?与满量程L 之比的百分数。 四、精度（见第三章） 五、线性度e L max .. 100%L L F S e y ?=± ? max L ?――检测系统实际测得的输出－输入特性曲线（称为标定曲线）与其拟合直线之
间的最大偏差 ..S F y ――满量程（F.S.）输出 注意：线性度和直线拟合方法有关。 最常用的求解拟合直线的方法：端点法 最小二乘法 图2-1-3线性度 a.端基线性度； b.最小二乘线性度 四、迟滞e H %100. .max ??= S F H y H e 回程误差――检测系统的输入量由小增大（正行程），继而自大减小（反行程）的测试 过程中，对应于同一输入量，输出量的差值。 ΔHmax ――输出值在正反行程的最大差值即回程误差最大值。 迟滞特性 五、稳定性与漂移 稳定性：在一定工作条件下，保持输入信号不变时，输出信号随时间或温度的变化而出 现缓慢变化的程度。 时漂： 在输入信号不变的情况下，检测系统的输出随着时间变化的现象。 温漂： 随着环境温度变化的现象（通常包括零位温漂、灵敏度温漂）。 2.2 检测系统的动态特性及指标 动态测量：测量过程中被测量随时间变化时的测量。 动态特性――检测系统动态测量时的输出－输入特性。 常用实验的方法： 频率响应分析法――以正弦信号作为系统的输入；
一.磁性材料的基本特性 1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 ?饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列； ?剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs； ?矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）； ?磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关； ?初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp； ?居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度； ?损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r； ?在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换
GPS静态测量 ,就是利用测量型GPS接收机进行定位测量得一种。主要用于建立各种级别得控制网。进行GPS 静态测量时,认为GPS接收机得天线在整个观测过程中得位置就是静止,在数据处理时,将接收机天线得位置作为一个不随时间得改变而改变得量,通过接收到得卫星数据得变化来求得待定点得坐标。在测量中,GPS静态测量得具体观测模式就是多台(3台以上)接收机在不同得测站上进行静止同步观测,时间由40分钟到十几小时不等。 使用GPS进行静态测量前,先要进行点位得选择,其基本要求有以下几点: 1、周围应便于安置接收设备与操作,视野开阔,市场内障碍物得高度角不宜超过15度; 2、远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),其距离不小于200米;远离高压输电线与微波无线电信号传送通道,其距离不小于50米; 3、附近不应有强烈反射卫星信号得物件(如大型建筑物、大面积水域等); 4、地面基础稳定,易于点得保存; 5、充分利用符合要求得旧有控制点。 GPS点位选好后,就可以架站进行静态数据采集了。在采集静态数据时,一定要对中整平,在采集得过程中需要做好记录,包括每台GPS各自所对应得点位、不同时间段得静态数据对应得点位、采集静态数据时GPS得天线高(S86量测高片高,S82量斜高)。 用GPS采集完静态数据后,就要对所采集得静态数据进行处理,得出各个点得坐标。下面以为临城建设局做得GPS静态测量为例,介绍静态数据处理得过程。 打开GPS数据处理软件,在文件里面要先新建一个项目,需要填写项目名称、施工单位、负责人,并设置坐标系统与控制网等级,基线得剔除方式。在这里由于利用得旧有控制点所属得坐标系统就是1954北京坐标系3度带,因此坐标系统设置成1954北京坐标系3度带。控制网等级设置为E级,基线剔除方式选着自动。
1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M～H曲线或 B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 饱和磁感应强度 Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料；
一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2）
[实验二] 望远系统特性参数的测量一、实验目的 通过对望远系统特性参数的实际测量，进一步掌握望远系统的基本成像原理，同时加深对其各参数的理解。 二、实验内容 实际测量望远系统的出瞳及出瞳距的大小。 三、实验仪器 平行光管、待测望远系统（经纬仪或水平仪）、倍率计等。 四、测量原理 对于望远系统来而言，物镜框就是孔径光阑，也为入瞳；物镜框经后面的目镜所成的像即为望远系统的出瞳D′，出瞳 ′ 到望远系统目镜最后一面的顶点的距离就是出瞳距离，如 P 图2－1所示。
图 2－1 利用倍率计可以简单而比较精确的测量出出瞳直径及出瞳距。倍率计的结构原理如图2－2所示，其光学系统是一个低倍的显微镜，物镜的放大率是1倍，目镜是倍，分划板上刻有用来测量出瞳像直径的标尺，其刻划范围为。此外，显微镜可以在外筒内前后移动，在显微镜筒上有一根长度标尺，刻划范围为，格值为（在外筒上有一窗口可见到此标尺）。当显微镜在外筒内移动时，标尺可指示出它的位置，以方便的测量出出瞳距。 5.12mm 10mm 80~0mm 1 图 2－2 五、测量步骤 （一）望远系统出瞳直径的测量 1、测量前将被测望远系统的目镜视度调整到零，使仪器处于正常工作状态。 2、将平行光管、被测望远系统、倍率计如图2－3依次放置，并调整三者共轴等高。
图2－3 3、通过倍率计观察望远系统物镜框所成之像，并对出瞳亮斑调焦，从而使被测系统的出瞳在倍率计分划板中心部位上成清晰的像，此时从倍率计分划板上的刻线值即可正确地读出被测系统的出瞳直径的大小。 D′ （二）望远系统出瞳距离的测量 1、当倍率计调焦在出瞳面上时，从倍率计外筒窗口上也 a 可以读得一个读数，此读数即为沿轴方向的出瞳面的位置。 1 2、然后，沿倍率计外筒拉动显微镜，将它调焦在被测系统目镜的最后一个表面顶点上，此时再次记下外筒窗口上的读 a p′。 数。两次读数之差就是被测系统的出瞳距 2 六、思考 1、如何测量望远镜的入瞳及入瞳距？ 2、为什么大多数望远系统的孔径光阑都是位于物镜上？
第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为1 21 )(+=ωωj j H ，输入信号2sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2 224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题 1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、 两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性 为 。 （1） )()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）) ()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。 （1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。 （1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 。 （1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比 7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经过的 时间作为时间常数。 （1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 （三）判断对错题（用√或×表示） 1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。（ ） 2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。（ ） 3、 当输入信号)(t x 一定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，而与该系统
1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M～H曲线或B ～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 ?设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料； ?合理确定磁芯的几何形状及尺寸；
磁性材料 一.磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H 曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。
磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度T c：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗P h及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe f2 t2 / ∝，ρ降低， 磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类 1.软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳
重要的电特性参数，但在高分辨率成像应用中却具有重要意义。 [Maxim Corperation. ADC and DAC Glossary. Application Note． Dec 2000. ] [10 位高速流水线模数 转换器的研究 ] 差分非线性(DNL)误差： 定义：差分非线性误差定义为 ADC 实际转移曲线的转移量化台阶与理想量化台阶之差的最大值。
2. 积分非线性(INL)误差： 定义：积分非线性误差定义为模数转换器的实际转移曲线与理想转移曲线的最大偏差，它表示了实际转移曲线偏离理想曲线的程度。
3. 失调（Offset）： 4. 增益误差（Gain Error） 5. 线性误差 6. 转换时间 动态参数
1. 信噪比(SNR) 理想的信噪比：SNR = 6.02N + 1.76 dB 2. 总谐波失真(THD) 指的是基波信号的均方根值与其谐波(一般仅前5次谐波比较重要)的和方根的平均值之比。ADC的THD虽然可以用任何电平来规定，但是一般也用接近满量程的输入信号来规定 3. 总谐波失真加噪声 (THD+N) 指的是基波信号的均方根值与其谐波加上所有噪声成分(直流除外)的和方根的平均值之比。必须说明噪声测量的带宽。对于FFT，带宽为DC至f s/2。如果测量带宽为DC 至f s/2(奈奎斯特带宽)，则THD + N等于下文所述的SINAD。不过应注意，在音频应用中，测量带宽不一定是奈奎斯特带 4. 无杂散动态范围 (SFDR) 指的是信号的均方根值与最差杂散信号(无论它位于频谱中何处)的均方根值之比。最差杂散可能是原始信号的谐波，也可能不是。在通信系统中，SFDR是一项重要指标，因为它代表了可以与大干扰信号(阻塞信号)相区别的最小信号值。SFDR可以相对于满量程(dBFS)或实际信号幅度(dBc)来规定。图4以图形化方式说明了SFDR的定义。 5. 信纳比(SINAD)
能积和矫顽力，可吸起相当于自身重量的640倍的重物。高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。 钕铁硼的优点是性能价格比高，具良好的机械特性，易于切削加工；不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，从而达到实际应用的要求。 钕铁硼的制造采用粉末冶金工艺，将含有一定配比的原材料如：钕、镝、铁、钴、铌、镨、铝、硼铁等通过中频感应熔炼炉冶炼成合金钢锭，然后破碎制成3～5μm 的粉料，并在磁场中压制成型，成型后的生坯在真空烧结炉中烧结致密并回火时效，这样就得到了具有一定磁性能的永磁体毛坯。毛坯经过磨削、钻孔、切片等加工工序后，再经表面处理就得到了用户所需的钕铁硼成品。 表征磁性材料参数分别是： 1、磁能积（BH）： 定义：在永磁体的退磁曲线的任意点上磁通密度(B)与对应的磁场强度(H)的乘积。它是表征永 磁材料单位体积对外产生的磁场中总储存能量的一个参数。 单位：兆高·奥（MGOe）或焦/米3（J/m3） 简要说明：退磁曲线上任何一点的B和H的乘积即BH我们称为磁能积，而B×H的最大值称之为最大磁能积，为退磁曲线上的D点。磁能积是衡量磁体所储存能量大小的重要参数之一。在磁体使用时对应于一定能量的磁体，要求磁体的体积尽可能小。 2、剩磁Br： 定义：将铁磁性材料磁化后去除磁场，被磁化的铁磁体上所剩余的磁化强度。 3、矫顽力（Hcb、Hcj） Hcj（内禀矫顽力）使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。 Hcb(磁感矫顽力)给磁性材料加反向磁场时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。 4、温度系数 剩磁可逆温度系数αBr：当工作环境温度自室温T0升至温度T1时，钕铁硼的剩磁Br也从B0降至B1；当环境温度恢复至室温时，Br并不能恢复到B0，而只能到B0'。此后当环境温度在
第三章测试装置的基本特性 第一节测试装置的组成及基本要求 一、对测试系统的基本要求 测试过程是人们获取客观事物有关信息的认识过程。在这一过程中，需要利用专门的测试系统和适当的测试方法，对被测对象进行检测，以求得所需要的信息及其量值。对测试系统的基本要求自然是使测试系统的输出信号能够真实地反映被测物理量的变化过程，不使信号发生畸变，即实现不失真测试。任何测试系统都有自己的传输特性，如果输入信号用x(t)表 示，测试系统的传输特性用h(t)表示，输 出信号用y(t)表示，则通常的工程测试问 题总是处理x(t)、h(t)和y(t)三者之间的 关系，如图2-1所示，即 1)若输入x(t)和输出y(t)是已知量， 图3-1 则通过输入、输出可推断出测试系统的传 输特性h(t)。 2)若测试系统的传输特性h(t)已知，输出y(t)亦已测得，则通过h(t)和y(t)可推断出对应于该输出的输入信号x(t)。 3)若输入信号x(t)和测试系统的传输特性h(t)已知，则可推断出测试系统的输出信号y(t)。 本章主要讨论系统传递(传输)特性的描述方法。 二、测试系统的组成 一个完善的测试系统是由若干个不同功能的环节所组成的，它们是实验装置、测试装置(传感器、中间变换器)、数据处理装置及显示或记录装置，如图2-2所示。 当测试的目的和要求不同时，以上四个部分并非必须全部包括。如简单的温度测试系统只需要一个液柱式温度计，它既包含了测量功能，又包含了显示功能。而用于测量 图3-2
机械构件频率响应的测试系统，则是一个相当复杂的多环节系统，如图2-3所示。 实验装置是使被测对象处于预定状态下，并将其有关方面的内在特性充分显露出来，它是使测量能有效进行的一种专门装置。例如，测定结构的动力学参数时，所使用的激振系统就是一种实验装置。它由信号发生器、功率放大器和激振器组成。信号发生器提供正弦信号，其频率可在一定范围内变化，此正弦信号经功率放大器放大后，去驱动激振器。激振器产生与信号发生器的频率相一致的交变激振力，此力通过力传感器作用于被测对象上，从而使被测对象处于该频率激振下的强迫振动状态。 测试装置的作用是将被测信号(如激振力、振动产生的位移、速度或加速度等)通过传感器变换成电信号，然后再经过后接仪器的再变换、放大和运算等，将其变成易于处理和记录的信号。测试装置是根据不同的被测机械参量，选用不同的传感器和相应的后接仪器而组成的。例如图中采用测力传感器和测力仪组成力的测试装置，同时又采用测振传感器和测振仪组成振动位移(或振动速度、振动加速度)的测试装置。 数据分析处理装置是将测试装置输出的电信号进一步分析处理，以便获得所需要的测试结果。如图中的双通道信号分析仪，它可对被测对象的输入信号(力信号)x (t )与输出信号(被测对象的振动位移信号)y (t )进行频率分析、功率谱分析、相关分析、频率响应函数分析、相干分析及概率密度分析等，以便得到所需要的明确的数据和资料。 显示或记录装置是测试系统的输出环节，它将分析和处理过的被测信号显示或记录(存储)下来，以供进一步分析研究。在测试系统中，现常以微处理机、打印机和绘图仪等作为显示和记录的装置。 在测试工作中，作为整个测试系统，它不仅包括了研究对象，也包括了测试装置，因此要想从测试结果中正确评价研究对象的特性，首先要确知测试装置的特性。 理想的测试装置应该具有单值的、确定的输入、输出关系。其中以输出和输入成线性关系为最佳。在静态测量中，虽然我们总是希望测试装置的输入输出具有这种线性关系，但由于在静态测量中，用曲线校正或输出补偿技术作非线性校正尚不困难，因此，这种线性关系并不是必须的；相反，由于在动态测试中作非线性校正目前还相当困难，因而，测试装置本身应该力求是线性系统，只有这样才能作比较完善的数学处理与分析。一些实际测试装置 ，
GPS（RTK）实习报告 一:实习目的：通过实习进一步深入了解GPS原理以及在测绘中的应用,巩固 课堂所学的知识.熟练掌握GPS仪器的使用方法,学会GPS进行控制测量的基本方法并掌握GPS数据处理软件的使用方法 . 二:实习地点：扬州环境资源职业技术学院 三:实习内容：测量学校 四:实验原理：GPS定位的原理是GPS 卫星发射的测距信号和导航电文,导航 电文中含有卫星位置的信息,用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星,测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台GPS 接收机,对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站,用户站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站点的三维坐标. 五:实验过程: (一). 参考站要求 参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。 1．.周围应视野开阔，截止高度角应超过15度,周围无信号反射物（大面积 水域、大型建筑物等），以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰。 2．参考站应尽量设置于相对制高点上，以方便播发差分改正信号。 3．参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外，要远离高压输电线路、通讯线路50米外。 ４．RTK作业期间，参考站不允许移动或关机又重新启动，若重启动后必须重新校正。
根据以上要求在校园里选择合适的已知点,将天线架设是该点做为基准站,同时开机.打开主机和电台，主机开始自动初始化和搜索卫星，当卫星数和卫星质量达到要求后（大约１分钟），主机上的ＤＬ指示灯开始５秒钟快闪２次，同时电台上的ＲＸ指示灯开始每秒钟闪１次。这表明基准站差分信号开始发射，整个基准站部分开始正常工作。 (二)．移动站要求 １．将移动站主机接在碳纤对中杆上，并将接收天线接在主机顶部，同时将手簿夹在对中杆的适合位置。 ２．打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后， 主机上的ＤＬ指示灯开始１秒钟闪１次（必须在基准站正常发射差分信号的前提下），表明已经收到基准站差分信号。 ３．打开手簿，启动工程之星软件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面 上，如手簿冷启动后则桌面上的快捷方式消失，这时必须在Ｆlashdisk中启动原文件（我的电脑→Ｆlashdisk→ＳＥＴＵＰ→ERTKPro2.0.exe）。 ４．启动软件后，软件一般会自动通过蓝牙和主机连通。如果没连通则首先需要进行设置蓝牙（工具→连接仪器→选中“输入端口：７”→点击“连接”）。 ５．软件在和主机连通后，软件首先会让移动站主机自动去匹配基准站发 射时使用的通道。如果自动搜频成功，则软件主界面左上角会有信号在闪动。如果自动搜频不成功，则需要进行电台设置（工具→电台设置→在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道→点击“切换”）。 ６．在确保蓝牙连通和收到差分信号后，开始新建工程（工程→新建工程）， 依次按要求填写或选取如下工程信息：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、四参数设置（未启用可以不填写）、七参数设置（未启用可以不填写）和高程拟合参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。 六．进行校正: 利用控制点坐标库（设置→控制点坐标库）求参数.
实验一 单级放大电路静态参数的测试 （验证性实验） 一、实验目的 1. 熟悉模拟电子技术实验箱的结构，学习电子线路的搭接方法。 2. 学习测量和调整放大电路的静态工作点，观察静态工作点设置对输出波形的影响。 二、实验仪器 1. 低频信号发生器 SG1026 1台 2. 双踪示波器 SS7802或COS5020BF 1台 3. 万用表 VC9802A 1块 三、实验说明 图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui 后，在放大器的输出端便可得到一个与ui 相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。 图1 共射极单管放大器实验电路 在图1电路中，旁路电容CE 是使RE 对交流短路，而不致于影响放大倍数，耦合电容C1和 C2 起隔直和传递交流的作用。当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T 的基极电流IB 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算 CC B2 B1B1 B U R R R U +≈ U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E ） C E BE B E I R U U I ≈-≈
电压放大倍数 be L C V r R R β A // -= 输入电阻 R i ＝R B1 / R B2 / r be 输出电阻 R O ≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC 以及各电极对地的电位UB 、UC 和UE 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE 或UC ，然后算出IC 的方法，例如，只要测出UE ，即可用 E E E C R U I I =≈算出IC （也可根据C C CC C R U U I -=，由UC 确定IC ）， 同时也能算出UBE ＝UB －UE ，UCE ＝UC －UE 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC （或UCE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO 的负半周将被削底，如图2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui ，检查输出电压uO 的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图2 静态工作点对uO 波形失真的影响 改变电路参数UCC 、RC 、RB （RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。
磁性材料的基本特性及分类参数 https://www.doczj.com/doc/6d14928477.html,/来源：日期：2006年04月25日 一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类
第二章测试装置的基本特性 本章学习要求 1.建立测试系统的概念 2.了解测试系统特性对测量结果的影响 3.了解测试系统特性的测量方法 为实现某种量的测量而选择或设计测量装置时，就必须考虑这些测量装置能否准确获取被测量的量值及其变化，即实现准确测量，而是否能够实现准确测量，则取决于测量装置的特性。这些特性包括静态与动态特性、负载特性、抗干扰性等。这种划分只是为了研究上的方便，事实上测量装置的特性是统一的，各种特性之间是相互关联的。系统动态特性的性质往往与某些静态特性有关。例如，若考虑静态特性中的非线性、迟滞、游隙等，则动态特性方程就称为非线性方程。显然，从难于求解的非线性方程很难得到系统动态特性的清晰描述。因此，在研究测量系统动态特性时，往往忽略上述非线性或参数的时变特性，只从线性系统的角度研究测量系统最基本的动态特性。 2.1 测试系统概论 测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。当测试的目的、要求不同时，所用的测试装置差别很大。简单的温度测试装置只需一个液柱式温度计，而较完整的动刚度测试系统，则仪器多且复杂。本章所指的测试装置可以小到传感器，大到整个测试系统。 玻璃管温度计 轴承故障检测仪 图2.1-1 在测量工作中，一般把研究对象和测量装置作为一个系统来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统传输特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。常见系统分析分为如下三种情况： 1)当输入、输出能够测量时(已知)，可以通过它们推断系统的传输特性。－系统辨识 2)当系统特性已知，输出可测量，可以通过它们推断导致该输出的输入量。－系统反求 3)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的输出量。－系统预测 图2.1-2 系统、输入和输出 2.1.1 对测试系统的基本要求 理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输出关系。对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。许多实际测量装置无法在较大工作范围内满足线性要求，但可以在有效测量范围内近似满足线性测量关系要求。一般把测试系统定常线性系统考虑。 2.1.2 线性系统及其主要性质 若系统的输入x(t)和输出y(t)之间的关系可以用常系数线性微分方程来描述 a n y(n)(t)+a n-1y(n-1)(t)+…+a1y(1)(t)+a0y(0)(t) = b m x(m)(t)+b m-1x(m-1)(t)+b1x(1)(t)+b0x(0)(t) (2.1-1)