数字示波器和宽带功率放大器构成的磁化曲线 BH 分析仪
1 软磁材料的测量
磁性元件变压器和电感在开关电源和其他的电子设备里面大量使用。磁性元件主要由采用软磁材料的磁芯和线圈构成。软磁材料的性能决定了变压器和电感的性能。目前常用的电 桥只能测量在小信号下的磁性元件的性能：电感量和 q 值，不能直接反映磁性元件所用的 磁性材料的真实性能。
目前能够测试磁性材料的全面参数的仪器只有磁化曲线bh 分析仪。
bh 分析仪可以测试软磁材料在磁化过程中磁感强度b 与磁场强度h 之间关系的一系列bh 曲线。通过分析这些曲线，可以得到磁性材料在不同的激励频率下的磁参数bm,hm,br,hc, 初始磁导率 ，磁芯损耗pc，如下图
图 1 bh 曲线
bh 分析仪是一种昂贵的精密仪器，价格高达数十万元人民币。一般的企业、大学和研 究机构很少拥有bh 分析仪。仪器的缺乏使得这些单位对磁性元件的研究和教学工作停留在 书本上的知识，或者用电桥进行简单的测试。
因此本文介绍的一种低成本的bh 分析仪具有很大的实用价值。
2 数字示波器和宽带功率放大器构成的磁化曲线 bh 分析仪
bh 分析仪是由激励信号源，宽带功率功率放大器，被测磁性元件的电压和电流信号处 理电路，对应的 ad 采样和软件处理模块构成。
由于目前数字示波器的功能和价格已经非常*，我们不但可以利用它来实现ad 采样， 而且也可以使用数字示波器内部带有的信号源作为激励信号源。这样构成一套 bh 分析仪变得很简单，只有外加一台宽带功率放大器，被测磁性元件的电压和电流信号处理电路和软件处理用pc 即可。如图2 所示的框图
图 2 bh 分析仪框图
图3 bh 分析仪实物构成图
图 3 是实物图中，两通道数字示波器我们选择了美国是德(keysight)公司的 dsox1102g，这是一款入门级的示波器，面板上还有一个输出口可以产生20m 的正弦波信号，正好作为激励信号源。
由于bh 分析仪测试磁化曲线时，磁性元件需要用高频大电流进行激励才能达到真实的工作条件，所以对宽带功率放大器的功率带宽和输出电压电流能力要求很高。宽带功率放大器我们选择了知用(cybertek)公司的pa3018 功率放大器。它的*输出能力是260va，功率带宽高达1m，非常适合用来推动磁性元件的测试。
被测的磁性元件一般做成一个环形磁芯试样。在磁芯上我们绕两组线圈，分别是原边和付边。两个线圈连接到测试工装的4 个接线柱上。被测磁性元件的原边电流 i 和付边电压信号u 使用差分放大后输出到两通道数字示波器。
参考示波器厂家提供的编程手册,编写程序通过 usb 接口从示波器读取波形数据。然后根据数学公式，输入被测磁环的物理参数，转换成bh 曲线。
工作的时候，只要调整信号源的频率和幅值，就可以控制曲线的b 和h 的*值，并进一步计算磁环的损耗等指标。
3 bh 曲线的计算公式
我们设被测磁环的原边匝数 n1,电流 i1，付边匝数n2，电流i2
那么h= n1*i1*/l，其中 n1 是输入线圈的匝数;i1 是输入线圈的电流，单位是 a;l 是被测磁环的平均磁路长度，单位是 m;h 的单位是a/m。
其中 s 是被测磁环的截面积，单位是m2;n2 是输出线圈的匝数;u2 是输出线圈两端的电压，单位是v;b 的单位是t。
bm是*磁通密度，单位是t;hm 是*磁场强度，单位是 a/m。
其中μ0是真空磁导率, μ0= 4πx10-7 亨利/米。μa 是初始磁导率。
其中pc是磁芯损耗，单位是w。
其中 是i1rms的i1有效值， u2rms是u2的有效值，va 是视在功率，单位是 va
其中θ是相位角，单位是度。
4 测试结果
为了验证本设计的测试精度，我们采用相同的试样和测试条件，对比本设计和日本iwatsu sy-8232 型bh 分析仪的测试结果。
5 方案的优缺点：
(1)性价比很高，也能够达到一定测试精度。
(2)示波器采样数据是8 位的。在没有标定的前提下，*终数据的误差大约是5%以内，对于一般的应用应该足够了。
(3)受限于硬件条件，相位精度不够高。当频率比较高的时候(比如超过200khz)，或者磁环的相位角θ接近 90 度的时候，用这种方法计算的损耗误差相对比较大。
胶液固含量检测仪如何使用国标
全自动破裂机打印机的使用方法
拉伸膜自动缠绕包装机比人工缠膜包装优势
除氟剂含氟工业废水处理——低至0.5mg/L
霍尼韦尔UOP甲醇制烯烃技术被中国选用
数字示波器和宽带功率放大器构成的磁化曲线 BH 分析仪
江通物流 江通物流公司存在吗
无心磨床行业生产动向对于未来的展望
氙灯老化试验箱是啥
实验台中台面选择什么样的有较为关键?
香港仔南避风塘多船起火，波及30多艘船，目前大火已被扑灭
上海旦鼎代理瑞士梅特勒电子分析天平
磁力钻的作用有什么用处
防爆工业除尘器简单对付易燃易爆的工业粉尘
pir保冷材料哪里卖
交流安培表T69-50A
HQP-150A轨道混凝土切割机技术参数与使用方法
地埋式污水处理设备处理生活污水的类型应用
造纸工业废水的特点及处理的知识
热泵烘干机有哪些优势
磁性元件变压器和电感在开关电源和其他的电子设备里面大量使用。磁性元件主要由采用软磁材料的磁芯和线圈构成。软磁材料的性能决定了变压器和电感的性能。目前常用的电 桥只能测量在小信号下的磁性元件的性能：电感量和 q 值，不能直接反映磁性元件所用的 磁性材料的真实性能。
目前能够测试磁性材料的全面参数的仪器只有磁化曲线bh 分析仪。
bh 分析仪可以测试软磁材料在磁化过程中磁感强度b 与磁场强度h 之间关系的一系列bh 曲线。通过分析这些曲线，可以得到磁性材料在不同的激励频率下的磁参数bm,hm,br,hc, 初始磁导率 ，磁芯损耗pc，如下图
图 1 bh 曲线
bh 分析仪是一种昂贵的精密仪器，价格高达数十万元人民币。一般的企业、大学和研 究机构很少拥有bh 分析仪。仪器的缺乏使得这些单位对磁性元件的研究和教学工作停留在 书本上的知识，或者用电桥进行简单的测试。
因此本文介绍的一种低成本的bh 分析仪具有很大的实用价值。
2 数字示波器和宽带功率放大器构成的磁化曲线 bh 分析仪
bh 分析仪是由激励信号源，宽带功率功率放大器，被测磁性元件的电压和电流信号处 理电路，对应的 ad 采样和软件处理模块构成。
由于目前数字示波器的功能和价格已经非常*，我们不但可以利用它来实现ad 采样， 而且也可以使用数字示波器内部带有的信号源作为激励信号源。这样构成一套 bh 分析仪变得很简单，只有外加一台宽带功率放大器，被测磁性元件的电压和电流信号处理电路和软件处理用pc 即可。如图2 所示的框图
图 2 bh 分析仪框图
图3 bh 分析仪实物构成图
图 3 是实物图中，两通道数字示波器我们选择了美国是德(keysight)公司的 dsox1102g，这是一款入门级的示波器，面板上还有一个输出口可以产生20m 的正弦波信号，正好作为激励信号源。
由于bh 分析仪测试磁化曲线时，磁性元件需要用高频大电流进行激励才能达到真实的工作条件，所以对宽带功率放大器的功率带宽和输出电压电流能力要求很高。宽带功率放大器我们选择了知用(cybertek)公司的pa3018 功率放大器。它的*输出能力是260va，功率带宽高达1m，非常适合用来推动磁性元件的测试。
被测的磁性元件一般做成一个环形磁芯试样。在磁芯上我们绕两组线圈，分别是原边和付边。两个线圈连接到测试工装的4 个接线柱上。被测磁性元件的原边电流 i 和付边电压信号u 使用差分放大后输出到两通道数字示波器。
参考示波器厂家提供的编程手册,编写程序通过 usb 接口从示波器读取波形数据。然后根据数学公式，输入被测磁环的物理参数，转换成bh 曲线。
工作的时候，只要调整信号源的频率和幅值，就可以控制曲线的b 和h 的*值，并进一步计算磁环的损耗等指标。
3 bh 曲线的计算公式
我们设被测磁环的原边匝数 n1,电流 i1，付边匝数n2，电流i2
那么h= n1*i1*/l，其中 n1 是输入线圈的匝数;i1 是输入线圈的电流，单位是 a;l 是被测磁环的平均磁路长度，单位是 m;h 的单位是a/m。
其中 s 是被测磁环的截面积，单位是m2;n2 是输出线圈的匝数;u2 是输出线圈两端的电压，单位是v;b 的单位是t。
bm是*磁通密度，单位是t;hm 是*磁场强度，单位是 a/m。
其中μ0是真空磁导率, μ0= 4πx10-7 亨利/米。μa 是初始磁导率。
其中pc是磁芯损耗，单位是w。
其中 是i1rms的i1有效值， u2rms是u2的有效值，va 是视在功率，单位是 va
其中θ是相位角，单位是度。
4 测试结果
为了验证本设计的测试精度，我们采用相同的试样和测试条件，对比本设计和日本iwatsu sy-8232 型bh 分析仪的测试结果。
5 方案的优缺点：
(1)性价比很高，也能够达到一定测试精度。
(2)示波器采样数据是8 位的。在没有标定的前提下，*终数据的误差大约是5%以内，对于一般的应用应该足够了。
(3)受限于硬件条件，相位精度不够高。当频率比较高的时候(比如超过200khz)，或者磁环的相位角θ接近 90 度的时候，用这种方法计算的损耗误差相对比较大。
胶液固含量检测仪如何使用国标
全自动破裂机打印机的使用方法
拉伸膜自动缠绕包装机比人工缠膜包装优势
除氟剂含氟工业废水处理——低至0.5mg/L
霍尼韦尔UOP甲醇制烯烃技术被中国选用
数字示波器和宽带功率放大器构成的磁化曲线 BH 分析仪
江通物流 江通物流公司存在吗
无心磨床行业生产动向对于未来的展望
氙灯老化试验箱是啥
实验台中台面选择什么样的有较为关键?
香港仔南避风塘多船起火，波及30多艘船，目前大火已被扑灭
上海旦鼎代理瑞士梅特勒电子分析天平
磁力钻的作用有什么用处
防爆工业除尘器简单对付易燃易爆的工业粉尘
pir保冷材料哪里卖
交流安培表T69-50A
HQP-150A轨道混凝土切割机技术参数与使用方法
地埋式污水处理设备处理生活污水的类型应用
造纸工业废水的特点及处理的知识
热泵烘干机有哪些优势