nuus

Giovanni D'Amore het die gebruik van impedansie-ontleders en professionele toebehore bespreek om diëlektriese en magnetiese materiale te karakteriseer.
Ons is gewoond daaraan om te dink aan tegnologiese vooruitgang vanaf selfoonmodelgenerasies of halfgeleiervervaardigingsprosesnodes. Dit bied nuttige snelskrif, maar obskure vooruitgang in bemagtigende tegnologieë (soos die veld van materiaalwetenskap).
Enigeen wat 'n CRT-TV uitmekaar gehaal het of 'n ou kragbron aangeskakel het, sal een ding weet: Jy kan nie 20ste-eeuse komponente gebruik om 21ste-eeuse elektronika te maak nie.
Byvoorbeeld, vinnige vooruitgang in materiaalwetenskap en nanotegnologie het nuwe materiale geskep met die eienskappe wat nodig is om hoëdigtheid, hoëprestasie-induktors en kapasitors te bou.
Die ontwikkeling van toerusting wat hierdie materiale gebruik, vereis akkurate meting van elektriese en magnetiese eienskappe, soos permittiwiteit en deurlaatbaarheid, oor 'n reeks bedryfsfrekwensies en temperatuurreekse.
Diëlektriese materiale speel 'n sleutelrol in elektroniese komponente soos kapasitors en isolators. Die diëlektriese konstante van 'n materiaal kan aangepas word deur die samestelling en/of mikrostruktuur daarvan te beheer, veral keramiek.
Dit is baie belangrik om die diëlektriese eienskappe van nuwe materiale vroeg in die komponentontwikkelingsiklus te meet om hul werkverrigting te voorspel.
Die elektriese eienskappe van diëlektriese materiale word gekenmerk deur hul komplekse permittiwiteit, wat uit werklike en denkbeeldige dele bestaan.
Die werklike deel van die diëlektriese konstante, ook genoem die diëlektriese konstante, verteenwoordig die vermoë van 'n materiaal om energie te stoor wanneer dit aan 'n elektriese veld onderwerp word. In vergelyking met materiale met laer diëlektriese konstantes, kan materiale met hoër diëlektriese konstantes meer energie per eenheid volume stoor , wat hulle nuttig maak vir hoë-digtheid kapasitors.
Materiale met laer diëlektriese konstantes kan as bruikbare isolators in seintransmissiestelsels gebruik word, juis omdat hulle nie groot hoeveelhede energie kan stoor nie, en sodoende die seinvoortplantingsvertraging deur enige drade wat daardeur geïsoleer word, tot die minimum beperk word.
Die denkbeeldige deel van die komplekse permittiwiteit verteenwoordig die energie wat deur die diëlektriese materiaal in die elektriese veld versprei word. Dit vereis noukeurige bestuur om te verhoed dat te veel energie in toestelle soos kapasitors wat met hierdie nuwe diëlektriese materiale versprei word, versprei word.
Daar is verskeie metodes om die diëlektriese konstante te meet. Die parallelle plaatmetode plaas die materiaal onder toets (MUT) tussen twee elektrodes. Die vergelyking wat in Figuur 1 getoon word, word gebruik om die impedansie van die materiaal te meet en dit om te skakel na 'n komplekse permittiwiteit, wat verwys na die dikte van die materiaal en die area en deursnee van die elektrode.
Hierdie metode word hoofsaaklik gebruik vir lae frekwensie meting. Alhoewel die beginsel eenvoudig is, is akkurate meting moeilik as gevolg van meetfoute, veral vir lae-verlies materiale.
Die komplekse permittiwiteit wissel met frekwensie, dus moet dit by die bedryfsfrekwensie geëvalueer word. By hoë frekwensies sal die foute wat deur die metingstelsel veroorsaak word, toeneem, wat lei tot onakkurate metings.
Die diëlektriese materiaal-toetsarmatuur (soos Keysight 16451B) het drie elektrodes. Twee daarvan vorm 'n kapasitor, en die derde verskaf 'n beskermende elektrode. Die beskermende elektrode is nodig, want wanneer 'n elektriese veld tussen die twee elektrodes gevestig word, is 'n deel van die elektriese veld sal vloei deur die MUT wat tussen hulle geïnstalleer is (sien Figuur 2).
Die bestaan ​​van hierdie randveld kan lei tot foutiewe meting van die diëlektriese konstante van die MUT. Die beskermingselektrode absorbeer die stroom wat deur die randveld vloei, waardeur die meetakkuraatheid verbeter word.
As jy die diëlektriese eienskappe van 'n materiaal wil meet, is dit belangrik dat jy net die materiaal meet en niks anders nie. Om hierdie rede is dit belangrik om te verseker dat die materiaalmonster baie plat is om enige luggapings tussen dit en die materiaal uit te skakel. elektrode.
Daar is twee maniere om dit te bereik. Die eerste is om dun film elektrodes aan te bring op die oppervlak van die materiaal wat getoets moet word. Die tweede is om die komplekse permittiwiteit af te lei deur die kapasitansie tussen die elektrodes te vergelyk, wat gemeet word in die teenwoordigheid en afwesigheid van materiaal.
Die beskermelektrode help om die metingsakkuraatheid by lae frekwensies te verbeter, maar dit kan die elektromagnetiese veld by hoë frekwensies nadelig beïnvloed.Sommige toetsers voorsien opsionele diëlektriese materiaaltoebehore met kompakte elektrodes wat die nuttige frekwensiereeks van hierdie meettegniek kan verleng.Sagteware kan ook help om die effekte van randkapasitansie uit te skakel.
Residuele foute wat deur toebehore en ontleders veroorsaak word, kan verminder word deur oopkring-, kortsluiting- en laskompensasie. Sommige impedansie-ontleders het hierdie kompensasiefunksie ingebou, wat help om akkurate metings oor 'n wye frekwensiereeks te maak.
Om te evalueer hoe die eienskappe van diëlektriese materiale met temperatuur verander, vereis die gebruik van temperatuurbeheerde kamers en hittebestande kabels.Sommige ontleders verskaf sagteware om die warmsel- en hittebestande kabelstel te beheer.
Soos diëlektriese materiale, verbeter ferrietmateriale geleidelik, en word wyd gebruik in elektroniese toerusting as induktansiekomponente en magnete, sowel as komponente van transformators, magnetiese veldabsorbeerders en onderdrukkers.
Die sleutelkenmerke van hierdie materiale sluit in hul deurlaatbaarheid en verlies by kritieke bedryfsfrekwensies. 'n Impedansie-ontleder met 'n magnetiese materiaal-toebehore kan akkurate en herhaalbare metings oor 'n wye frekwensiereeks verskaf.
Soos diëlektriese materiale, is die deurlaatbaarheid van magnetiese materiale 'n komplekse eienskap wat in werklike en denkbeeldige dele uitgedruk word. Die werklike term verteenwoordig die materiaal se vermoë om magnetiese vloed te gelei, en die denkbeeldige term verteenwoordig die verlies in die materiaal. Materiale met 'n hoë magnetiese deurlaatbaarheid kan wees gebruik om die grootte en gewig van die magnetiese stelsel te verminder. Die verlieskomponent van magnetiese deurlaatbaarheid kan geminimaliseer word vir maksimum doeltreffendheid in toepassings soos transformators, of gemaksimeer in toepassings soos afskerming.
Die komplekse deurlaatbaarheid word bepaal deur die impedansie van die induktor wat deur die materiaal gevorm word. In die meeste gevalle wissel dit met frekwensie, dus moet dit by die bedryfsfrekwensie gekenmerk word. By hoër frekwensies is akkurate meting moeilik as gevolg van die parasitiese impedansie van die bevestiging.Vir lae-verlies materiaal is die fasehoek van die impedansie krities, hoewel die akkuraatheid van die fasemeting gewoonlik onvoldoende is.
Magnetiese deurlaatbaarheid verander ook met temperatuur, so die meetstelsel behoort temperatuurkenmerke oor 'n wye frekwensiereeks akkuraat te kan evalueer.
Die komplekse deurlaatbaarheid kan afgelei word deur die impedansie van magnetiese materiale te meet. Dit word gedoen deur sommige drade om die materiaal te draai en die impedansie relatief tot die einde van die draad te meet. Die resultate kan verskil afhangende van hoe die draad gewikkel is en die interaksie van die magneetveld met sy omringende omgewing.
Die magnetiese materiaal-toetsarmatuur (sien Figuur 3) verskaf 'n enkeldraai-induktor wat die toroïdale spoel van die MUT omring. Daar is geen lekvloei in die enkeldraaiinduktansie nie, dus kan die magnetiese veld in die armatuur deur elektromagnetiese teorie bereken word .
Wanneer dit saam met 'n impedansie-/materiaalontleder gebruik word, kan die eenvoudige vorm van die koaksiale bevestiging en die toroïdale MUT akkuraat geëvalueer word en kan 'n wye frekwensiedekking van 1kHz tot 1GHz bereik.
Die fout wat deur die metingstelsel veroorsaak word, kan voor die meting uitgeskakel word. Die fout wat deur die impedansie-ontleder veroorsaak word, kan gekalibreer word deur drie-termyn foutkorreksie. By hoër frekwensies kan lae-verlies kapasitor kalibrasie fasehoek akkuraatheid verbeter.
Die armatuur kan 'n ander bron van foute verskaf, maar enige oorblywende induktansie kan vergoed word deur die armatuur sonder die MUT te meet.
Soos met diëlektriese meting, word 'n temperatuurkamer en hittebestande kabels benodig om die temperatuurkenmerke van magnetiese materiale te evalueer.
Beter selfone, meer gevorderde bestuurderbystandstelsels en vinniger skootrekenaars maak almal staat op voortdurende vooruitgang in 'n wye reeks tegnologieë. Ons kan die vordering van halfgeleierprosesnodusse meet, maar 'n reeks ondersteunende tegnologieë ontwikkel vinnig om hierdie nuwe prosesse in staat te stel om in gebruik geneem word.
Die jongste vooruitgang in materiaalwetenskap en nanotegnologie het dit moontlik gemaak om materiale met beter diëlektriese en magnetiese eienskappe as voorheen te vervaardig. Die meting van hierdie vooruitgang is egter 'n ingewikkelde proses, veral omdat daar geen behoefte is aan interaksie tussen die materiale en die toebehore waarop hulle is geïnstalleer.
Weldeurdagte instrumente en toebehore kan baie van hierdie probleme oorkom en betroubare, herhaalbare en doeltreffende diëlektriese en magnetiese materiaal-eienskapmetings bring aan gebruikers wat nie spesifieke kundigheid in hierdie velde het nie. Die resultaat behoort 'n vinniger ontplooiing van gevorderde materiale deurgaans te wees. die elektroniese ekosisteem.
“Electronic Weekly” het met RS Grass Roots saamgewerk om te fokus op die bekendstelling van die slimste jong elektroniese ingenieurs in die VK vandag.
Stuur ons nuus, blogs en opmerkings direk na jou inkassie!Sluit aan vir die e-weeklikse nuusbrief: styl, gadget-ghoeroe, en daaglikse en weeklikse opsommings.
Lees ons spesiale bylaag wat die 60ste bestaansjaar van Electronic Weekly vier en sien uit na die toekoms van die bedryf.
Lees die eerste uitgawe van Electronic Weekly aanlyn: 7 September 1960. Ons het die eerste uitgawe geskandeer sodat jy dit kan geniet.
Lees ons spesiale bylaag wat die 60ste bestaansjaar van Electronic Weekly vier en sien uit na die toekoms van die bedryf.
Lees die eerste uitgawe van Electronic Weekly aanlyn: 7 September 1960. Ons het die eerste uitgawe geskandeer sodat jy dit kan geniet.
Luister na hierdie podcast en luister hoe Chetan Khona (direkteur van nywerheid, visie, gesondheidsorg en wetenskap, Xilinx) praat oor hoe Xilinx en die halfgeleierbedryf op klante se behoeftes reageer.
Deur hierdie webwerf te gebruik, stem jy in tot die gebruik van koekies.Electronics Weekly word besit deur Metropolis International Group Limited, 'n lid van die Metropolis Group;jy kan ons privaatheid- en koekiebeleid hier sien.