اخبار

Giovanni D'Amore درباره استفاده از آنالایزرهای امپدانس و فیکسچرهای حرفه ای برای مشخص کردن مواد دی الکتریک و مغناطیسی بحث کرد.
ما عادت کرده‌ایم در مورد پیشرفت تکنولوژی از نسل‌های مدل تلفن همراه یا گره‌های فرآیند تولید نیمه‌رسانا فکر کنیم.
هر کسی که یک تلویزیون CRT را جدا کرده یا یک منبع تغذیه قدیمی را روشن کرده باشد یک چیز را می داند: شما نمی توانید از قطعات قرن بیستم برای ساخت وسایل الکترونیکی قرن بیست و یکم استفاده کنید.
به عنوان مثال، پیشرفت های سریع در علم مواد و فناوری نانو، مواد جدیدی با ویژگی های مورد نیاز برای ساخت سلف ها و خازن های با چگالی بالا و کارایی بالا ایجاد کرده است.
توسعه تجهیزات با استفاده از این مواد مستلزم اندازه گیری دقیق خواص الکتریکی و مغناطیسی، مانند گذردهی و نفوذپذیری، در طیف وسیعی از فرکانس های کاری و محدوده دما است.
مواد دی الکتریک در اجزای الکترونیکی مانند خازن ها و عایق ها نقش کلیدی دارند.
اندازه گیری خواص دی الکتریک مواد جدید در اوایل چرخه توسعه اجزا برای پیش بینی عملکرد آنها بسیار مهم است.
خواص الکتریکی مواد دی الکتریک با گذردهی پیچیده آنها مشخص می شود که از بخش های واقعی و خیالی تشکیل شده است.
بخش واقعی ثابت دی الکتریک که ثابت دی الکتریک نیز نامیده می شود، نشان دهنده توانایی یک ماده برای ذخیره انرژی در هنگام قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی است. در مقایسه با مواد با ثابت دی الکتریک پایین تر، مواد با ثابت دی الکتریک بالاتر می توانند انرژی بیشتری را در واحد حجم ذخیره کنند. ، که آنها را برای خازن های با چگالی بالا مفید می کند.
مواد با ثابت دی الکتریک کمتر می توانند به عنوان عایق های مفید در سیستم های انتقال سیگنال استفاده شوند، دقیقاً به این دلیل که نمی توانند مقادیر زیادی انرژی را ذخیره کنند و در نتیجه تأخیر انتشار سیگنال از طریق سیم های عایق شده توسط آنها به حداقل می رسد.
بخش خیالی گذردهی پیچیده نشان دهنده انرژی استهلاک شده توسط مواد دی الکتریک در میدان الکتریکی است. این نیاز به مدیریت دقیق برای جلوگیری از اتلاف بیش از حد انرژی در دستگاه هایی مانند خازن های ساخته شده با این مواد دی الکتریک جدید دارد.
روش های مختلفی برای اندازه گیری ثابت دی الکتریک وجود دارد. روش صفحه موازی ماده مورد آزمایش (MUT) را بین دو الکترود قرار می دهد. معادله نشان داده شده در شکل 1 برای اندازه گیری امپدانس ماده و تبدیل آن به گذردهی پیچیده استفاده می شود. به ضخامت ماده و مساحت و قطر الکترود اشاره دارد.
این روش عمدتا برای اندازه گیری فرکانس پایین استفاده می شود. اگرچه اصل ساده است، اندازه گیری دقیق به دلیل خطاهای اندازه گیری، به ویژه برای مواد کم تلفات، دشوار است.
گذردهی پیچیده با فرکانس متفاوت است، بنابراین باید در فرکانس کاری ارزیابی شود. در فرکانس‌های بالا، خطاهای ناشی از سیستم اندازه‌گیری افزایش می‌یابد و در نتیجه اندازه‌گیری‌های نادرست می‌شود.
فیکسچر تست مواد دی الکتریک (مانند Keysight 16451B) دارای سه الکترود است. دو عدد از آنها یک خازن را تشکیل می دهند و سومی یک الکترود محافظ را فراهم می کند. الکترود محافظ ضروری است زیرا وقتی یک میدان الکتریکی بین دو الکترود برقرار می شود، بخشی از میدان الکتریکی از طریق MUT نصب شده بین آنها جریان می یابد (شکل 2 را ببینید).
وجود این میدان حاشیه ای می تواند منجر به اندازه گیری اشتباه ثابت دی الکتریک MUT شود. الکترود حفاظتی جریان عبوری از میدان حاشیه را جذب می کند و در نتیجه دقت اندازه گیری را بهبود می بخشد.
اگر می خواهید خواص دی الکتریک یک ماده را اندازه گیری کنید، مهم است که فقط ماده را اندازه گیری کنید نه چیز دیگری. الکترود
دو راه برای رسیدن به این هدف وجود دارد. اولی اعمال الکترودهای لایه نازک بر روی سطح ماده مورد آزمایش از مواد
الکترود محافظ به بهبود دقت اندازه‌گیری در فرکانس‌های پایین کمک می‌کند، اما ممکن است بر میدان الکترومغناطیسی در فرکانس‌های بالا تأثیر نامطلوب بگذارد. برخی از آزمایش‌کننده‌ها وسایل دی‌الکتریک اختیاری را با الکترودهای فشرده ارائه می‌کنند که می‌تواند محدوده فرکانس مفید این تکنیک اندازه‌گیری را افزایش دهد. نرم‌افزار همچنین می‌تواند به از بین بردن اثرات خازن حاشیه ای کمک می کند.
خطاهای باقیمانده ناشی از فیکسچرها و آنالایزرها را می توان با مدار باز، اتصال کوتاه و جبران بار کاهش داد. برخی از آنالایزرهای امپدانس این تابع جبران را تعبیه کرده اند که به اندازه گیری دقیق در محدوده فرکانس وسیع کمک می کند.
ارزیابی چگونگی تغییر خواص مواد دی الکتریک با دما مستلزم استفاده از اتاق های کنترل شده با دما و کابل های مقاوم در برابر حرارت است. برخی از آنالیزورها نرم افزاری را برای کنترل سلول داغ و کیت کابل مقاوم در برابر حرارت ارائه می دهند.
مانند مواد دی الکتریک، مواد فریت به طور پیوسته در حال بهبود هستند و به طور گسترده در تجهیزات الکترونیکی به عنوان اجزای القایی و آهنرباها و همچنین اجزای ترانسفورماتورها، جاذب های میدان مغناطیسی و سرکوبگرها استفاده می شوند.
ویژگی‌های کلیدی این مواد شامل نفوذپذیری و از دست دادن آنها در فرکانس‌های عملیاتی بحرانی است. یک آنالایزر امپدانس با فیکسچر مواد مغناطیسی می‌تواند اندازه‌گیری‌های دقیق و قابل تکرار را در یک محدوده فرکانس وسیع ارائه دهد.
مانند مواد دی الکتریک، نفوذپذیری مواد مغناطیسی یک مشخصه پیچیده است که در قسمت های واقعی و خیالی بیان می شود. عبارت واقعی بیانگر توانایی ماده برای هدایت شار مغناطیسی است و عبارت خیالی نشان دهنده اتلاف در مواد است. مواد با نفوذپذیری مغناطیسی بالا می توانند برای کاهش اندازه و وزن سیستم مغناطیسی استفاده می شود. جزء تلفات نفوذپذیری مغناطیسی را می توان برای حداکثر بازده در کاربردهایی مانند ترانسفورماتورها به حداقل رساند یا در کاربردهایی مانند محافظ به حداکثر رساند.
نفوذپذیری پیچیده توسط امپدانس سلف تشکیل شده توسط مواد تعیین می شود. در بیشتر موارد، با فرکانس متفاوت است، بنابراین باید در فرکانس کاری مشخص شود. در فرکانس های بالاتر، اندازه گیری دقیق به دلیل امپدانس انگلی دشوار است. برای مواد کم تلفات، زاویه فاز امپدانس بسیار مهم است، اگرچه دقت اندازه گیری فاز معمولاً کافی نیست.
نفوذپذیری مغناطیسی نیز با دما تغییر می کند، بنابراین سیستم اندازه گیری باید بتواند ویژگی های دما را در یک محدوده فرکانس وسیع ارزیابی کند.
نفوذپذیری پیچیده را می توان با اندازه گیری امپدانس مواد مغناطیسی به دست آورد. این کار با پیچاندن چند سیم به دور ماده و اندازه گیری امپدانس نسبت به انتهای سیم انجام می شود. نتایج ممکن است بسته به نحوه پیچش سیم و برهمکنش متفاوت باشد. میدان مغناطیسی با محیط اطراف آن
فیکسچر تست مواد مغناطیسی (شکل 3 را ببینید) یک سلف تک چرخشی فراهم می کند که سیم پیچ حلقوی MUT را احاطه کرده است. هیچ شار نشتی در اندوکتانس تک دور وجود ندارد، بنابراین میدان مغناطیسی در فیکسچر را می توان با تئوری الکترومغناطیسی محاسبه کرد. .
هنگامی که همراه با یک آنالایزر امپدانس/ماده استفاده می شود، شکل ساده فیکسچر کواکسیال و MUT حلقوی را می توان به دقت ارزیابی کرد و می توان به پوشش فرکانسی وسیعی از 1 کیلوهرتز تا 1 گیگاهرتز دست یافت.
خطای ناشی از سیستم اندازه گیری را می توان قبل از اندازه گیری حذف کرد. خطای ناشی از تحلیلگر امپدانس را می توان از طریق تصحیح خطای سه مدت کالیبره کرد. در فرکانس های بالاتر، کالیبراسیون خازن با تلفات کم می تواند دقت زاویه فاز را بهبود بخشد.
فیکسچر می تواند منبع خطا دیگری را ارائه دهد، اما هر اندوکتانس باقی مانده را می توان با اندازه گیری فیکسچر بدون MUT جبران کرد.
همانند اندازه‌گیری دی‌الکتریک، یک محفظه دما و کابل‌های مقاوم در برابر حرارت برای ارزیابی ویژگی‌های دمایی مواد مغناطیسی مورد نیاز است.
تلفن‌های همراه بهتر، سیستم‌های کمک راننده پیشرفته‌تر و لپ‌تاپ‌های سریع‌تر همگی به پیشرفت‌های مستمر در طیف وسیعی از فناوری‌ها متکی هستند. مورد استفاده قرار دهد.
آخرین پیشرفت‌ها در علم مواد و فناوری نانو، تولید موادی با خواص دی‌الکتریک و مغناطیسی بهتر نسبت به قبل را ممکن ساخته است. با این حال، اندازه‌گیری این پیشرفت‌ها فرآیندی پیچیده است، به‌ویژه به این دلیل که نیازی به برهم‌کنش بین مواد و وسایلی که روی آن‌ها وجود دارد، وجود ندارد. آنها نصب شده اند.
ابزارها و وسایل اندیشیده شده می توانند بر بسیاری از این مشکلات غلبه کنند و اندازه گیری های قابل اعتماد، تکرارپذیر و کارآمد خواص مواد دی الکتریک و مغناطیسی را برای کاربرانی که تخصص خاصی در این زمینه ها ندارند به ارمغان بیاورند. نتیجه باید به کارگیری سریعتر مواد پیشرفته در سراسر جهان باشد. اکوسیستم الکترونیکی
"Electronic Weekly" با RS Grass Roots همکاری کرد تا بر معرفی باهوش ترین مهندسان الکترونیک جوان امروز در بریتانیا تمرکز کند.
اخبار، وبلاگ ها و نظرات ما را مستقیماً به صندوق ورودی خود ارسال کنید! برای خبرنامه هفتگی الکترونیکی ثبت نام کنید: سبک، استاد ابزار، و جمع بندی روزانه و هفتگی.
مکمل ویژه ما را به مناسبت شصتمین سالگرد هفته نامه الکترونیک بخوانید و منتظر آینده این صنعت باشید.
اولین شماره هفته نامه الکترونیک را آنلاین بخوانید: 7 سپتامبر 1960. ما اولین نسخه را اسکن کرده ایم تا بتوانید از آن لذت ببرید.
مکمل ویژه ما را به مناسبت شصتمین سالگرد هفته نامه الکترونیک بخوانید و منتظر آینده این صنعت باشید.
اولین شماره هفته نامه الکترونیک را آنلاین بخوانید: 7 سپتامبر 1960. ما اولین نسخه را اسکن کرده ایم تا بتوانید از آن لذت ببرید.
به این پادکست گوش دهید و به صحبت های Chetan Khona (مدیر صنعت، چشم انداز، بهداشت و درمان و علوم، Xilinx) در مورد نحوه پاسخگویی Xilinx و صنعت نیمه هادی به نیازهای مشتری گوش دهید.
با استفاده از این وب سایت، شما با استفاده از کوکی ها موافقت می کنید. هفته نامه الکترونیک متعلق به گروه بین المللی متروپلیس، یکی از اعضای گروه متروپلیس است.شما می توانید سیاست حفظ حریم خصوصی و کوکی ما را در اینجا مشاهده کنید.