Giovanni D'Amore fjallaði um notkun á viðnámsgreiningartækjum og faglegum innréttingum til að einkenna raf- og segulmagnaðir efni.
Við erum vön að hugsa um tækniframfarir frá kynslóðum farsímagerða eða hnúta í framleiðsluferli hálfleiðara. Þetta veita gagnlegar styttingar en óljósar framfarir í tækni sem gerir kleift (eins og efnisvísindi).
Allir sem hafa tekið í sundur CRT sjónvarp eða kveikt á gömlum aflgjafa vita eitt: Þú getur ekki notað 20. aldar íhluti til að búa til 21. aldar rafeindatækni.
Til dæmis hafa örar framfarir í efnisvísindum og nanótækni skapað ný efni með þá eiginleika sem þarf til að byggja upp þétta, afkastamikla spólur og þétta.
Þróun búnaðar sem notar þessi efni krefst nákvæmra mælinga á rafmagns- og segulmagnaðir eiginleikar, svo sem losunarhæfni og gegndræpi, yfir svið rekstrartíðni og hitastigssviðs.
Rafmagnsefni gegna lykilhlutverki í rafeindahlutum eins og þéttum og einangrunartækjum. Hægt er að stilla rafstuðul efnis með því að stjórna samsetningu þess og/eða örbyggingu, sérstaklega keramik.
Það er mjög mikilvægt að mæla rafeiginleika nýrra efna snemma í þróunarferli íhluta til að spá fyrir um frammistöðu þeirra.
Rafeiginleikar rafeiginleika efna einkennast af flóknu leyfisleysi þeirra, sem samanstendur af raunverulegum og ímynduðum hlutum.
Raunverulegur hluti rafmagnsfastans, einnig kallaður rafstuðull, táknar getu efnis til að geyma orku þegar það verður fyrir rafsviði. Samanborið við efni með lægri rafstuðul geta efni með hærri rafstuðul geymt meiri orku á rúmmálseiningu , sem gerir þau gagnleg fyrir háþétta þétta.
Hægt er að nota efni með lægri rafstuðul sem gagnlegar einangrunarefni í merkjaflutningskerfum, einmitt vegna þess að þau geta ekki geymt mikið magn af orku, og lágmarkar þannig útbreiðslu seinkun merkja í gegnum hvaða víra sem þau eru einangruð.
Hinn ímyndaði hluti hins flókna leyfisleysis táknar orkuna sem rafmagnsefnið dreifir í rafsviðinu. Þetta krefst vandlegrar stjórnun til að forðast að eyða of mikilli orku í tækjum eins og þéttum sem eru búnir til með þessum nýju rafmagnsefnum.
Það eru ýmsar aðferðir til að mæla rafstuðulinn. Samhliða plötuaðferðin setur efnið sem er í prófun (MUT) á milli tveggja rafskauta. Jafnan sem sýnd er á mynd 1 er notuð til að mæla viðnám efnisins og breyta því í flókið leyfilegt þol, sem vísar til þykkt efnisins og flatarmáls og þvermál rafskautsins.
Þessi aðferð er aðallega notuð til að mæla lágtíðni. Þó að meginreglan sé einföld er nákvæm mæling erfið vegna mæliskekkna, sérstaklega fyrir efni sem tapast lítið.
Flókið leyfilegt er breytilegt eftir tíðni, þannig að það ætti að meta það á rekstrartíðni. Við háa tíðni munu villurnar af völdum mælikerfisins aukast, sem leiðir til ónákvæmra mælinga.
Rafmagnsprófunarbúnaðurinn (eins og Keysight 16451B) er með þremur rafskautum. Tvö þeirra mynda þétta og sú þriðja veitir hlífðarrafskaut. Hlífðarrafskautið er nauðsynlegt vegna þess að þegar rafsvið er komið á milli rafskautanna tveggja, er hluti af rafskautinu. rafsvið mun flæða í gegnum MUT sem er uppsett á milli þeirra (sjá mynd 2).
Tilvist þessa jaðarsviðs getur leitt til rangrar mælingar á rafmagnsfasta MUT. Varnarrafskautið gleypir strauminn sem flæðir í gegnum jaðarsviðið og bætir þar með mælingarnákvæmni.
Ef þú vilt mæla rafeiginleika efnis er mikilvægt að þú mælir aðeins efnið og ekkert annað. Af þessum sökum er mikilvægt að tryggja að efnissýnin sé mjög flatt til að koma í veg fyrir loftbil milli þess og rafskaut.
Það eru tvær leiðir til að ná þessu. Sú fyrri er að setja þunnfilmu rafskaut á yfirborð efnisins sem á að prófa. Hin síðari er að fá flókna leyfilegan styrk með því að bera saman rýmd milli rafskautanna, sem er mæld í nærveru og fjarveru af efnum.
Varnarrafskautið hjálpar til við að bæta mælingarnákvæmni við lága tíðni, en það getur haft skaðleg áhrif á rafsegulsviðið við háar tíðnir. Sumir prófunaraðilar bjóða upp á valfrjálsa rafskautsbúnað með þéttum rafskautum sem geta aukið gagnlegt tíðnisvið þessarar mælitækni. Hugbúnaður getur einnig hjálpa til við að útrýma áhrifum fringing rýmdar.
Hægt er að draga úr afgangsvillum af völdum innréttinga og greiningartækja með opnum hringrás, skammhlaupi og álagsuppbót. Sumir viðnámsgreiningartæki hafa innbyggða þessa uppbótaraðgerð, sem hjálpar til við að gera nákvæmar mælingar yfir breitt tíðnisvið.
Til að meta hvernig eiginleikar rafstýrðra efna breytast með hitastigi þarf að nota hitastýrða herbergi og hitaþolna kapla. Sumir greiningartæki bjóða upp á hugbúnað til að stjórna heitu klefanum og hitaþolnu kapalsettinu.
Eins og rafræn efni eru ferrítefni stöðugt að batna og eru mikið notuð í rafeindabúnaði sem sprautuíhlutir og seglar, svo og íhlutir spennubreyta, segulsviðsdeyfara og bæla.
Helstu eiginleikar þessara efna eru meðal annars gegndræpi þeirra og tap við mikilvægar notkunartíðnir. Viðnámsgreiningartæki með segulmagnaðir efnisfesting getur veitt nákvæmar og endurteknar mælingar yfir breitt tíðnisvið.
Eins og rafræn efni er gegndræpi segulmagnaðir efna flókið einkenni sem er gefið upp í raunverulegum og ímynduðum hlutum. Raunheitið táknar getu efnisins til að leiða segulflæði og ímyndaða hugtakið táknar tapið í efninu. Efni með mikla segulgegndræpi geta verið notað til að draga úr stærð og þyngd segulkerfisins. Hægt er að lágmarka tapþáttinn í segulgegndræpi til að fá hámarks skilvirkni í forritum eins og spennum, eða hámarka í forritum eins og hlífðarvörn.
Flókna gegndræpi ræðst af viðnám spólunnar sem myndast af efninu. Í flestum tilfellum er það breytilegt eftir tíðni, þannig að það ætti að einkennast af notkunartíðni. Við hærri tíðni er nákvæm mæling erfið vegna sníkjuviðnáms festing.Fyrir lágtapsefni er fasahorn viðnámsins mikilvægt, þó að nákvæmni fasamælingarinnar sé venjulega ófullnægjandi.
Segulgegndræpi breytist einnig með hitastigi, þannig að mælikerfið ætti að geta metið hitaeiginleika nákvæmlega yfir breitt tíðnisvið.
Hægt er að fá flókna gegndræpi með því að mæla viðnám segulmagnaðra efna. Þetta er gert með því að vefja nokkrum vírum utan um efnið og mæla viðnám miðað við enda vírsins. Niðurstöðurnar geta verið mismunandi eftir því hvernig vírinn er vafnaður og samspili. segulsviðsins með umhverfi sínu í kring.
Segulefnisprófunarbúnaðurinn (sjá mynd 3) veitir einbeygju spólu sem umlykur hringlaga spólu MUT. Það er ekkert lekaflæði í einbeygju spólunni, þannig að segulsviðið í festingunni er hægt að reikna út með rafsegulfræði. .
Þegar það er notað í tengslum við viðnáms-/efnisgreiningartæki er hægt að meta einfalda lögun koaxialbúnaðarins og hringlaga MUT nákvæmlega og geta náð víðtækri tíðniþekju frá 1kHz til 1GHz.
Hægt er að útrýma villunni af völdum mælikerfisins fyrir mælinguna. Villuna sem orsakast af viðnámsgreiningartækinu er hægt að kvarða með þriggja tíma villuleiðréttingu. Við hærri tíðni getur kvörðun þétta með litlum tapi bætt nákvæmni fasahornsins.
Festingin getur veitt aðra villuuppsprettu, en hægt er að bæta upp hvers kyns leifar af inductance með því að mæla festinguna án MUT.
Eins og með rafmagnsmælingu, þarf hitahólf og hitaþolna snúrur til að meta hitaeiginleika segulmagnaðir efna.
Betri farsímar, fullkomnari ökumannsaðstoðarkerfi og hraðari fartölvur treysta á stöðugar framfarir í margs konar tækni. Við getum mælt framfarir hálfleiðara vinnsluhnúta, en röð stuðningstækni er að þróast hratt til að gera þessum nýju ferlum kleift að vera tekin í notkun.
Nýjustu framfarir í efnisvísindum og nanótækni hafa gert það mögulegt að framleiða efni með betri raf- og segulmagnaðir eiginleikar en áður. Hins vegar er flókið ferli að mæla þessar framfarir, sérstaklega vegna þess að engin þörf er á samspili milli efnanna og búnaðarins sem þeir eru settir upp.
Vel ígrunduð tæki og innréttingar geta sigrast á mörgum af þessum vandamálum og fært notendum sem ekki hafa sérfræðiþekkingu á þessum sviðum áreiðanlegar, endurtekanlegar og skilvirkar mælingar á raf- og segulmagnaðir efniseiginleika. Niðurstaðan ætti að vera hraðari dreifing háþróaðs efnis í gegnum tíðina. rafræna vistkerfið.
„Electronic Weekly“ var í samstarfi við RS Grass Roots til að einbeita sér að því að kynna skærustu ungu rafeindaverkfræðinga í Bretlandi í dag.
Sendu fréttir okkar, blogg og athugasemdir beint í pósthólfið þitt! Skráðu þig á rafrænt vikulega fréttabréfið: stíll, græjugúrú og daglegar og vikulegar samantektir.
Lestu sérstaka viðbótina okkar til að fagna 60 ára afmæli Electronic Weekly og hlakka til framtíðar iðnaðarins.
Lestu fyrsta tölublað Electronic Weekly á netinu: 7. september 1960. Við höfum skannað fyrstu útgáfuna svo þú getir notið hennar.
Lestu sérstaka viðbótina okkar til að fagna 60 ára afmæli Electronic Weekly og hlakka til framtíðar iðnaðarins.
Lestu fyrsta tölublað Electronic Weekly á netinu: 7. september 1960. Við höfum skannað fyrstu útgáfuna svo þú getir notið hennar.
Hlustaðu á þetta hlaðvarp og hlustaðu á Chetan Khona (framkvæmdastjóri iðnaðar, framtíðarsýnar, heilsugæslu og vísinda, Xilinx) tala um hvernig Xilinx og hálfleiðaraiðnaðurinn bregðast við þörfum viðskiptavina.
Með því að nota þessa vefsíðu samþykkir þú notkun á vafrakökum.Electronics Weekly er í eigu Metropolis International Group Limited, meðlimur Metropolis Group; þú getur skoðað persónuverndar- og vafrastefnu okkar hér.
Birtingartími: 31. desember 2021