Макеты страниц § 7. ИЗМЕРЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ОБЛАСТИ САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН С ПОМОЩЬЮ ВОЛНОВОДАВ этом параграфе мы остановимся на определении высокочастотной магнитной проницаемости методом измерения импеданса волновода в области длин волн от 1 до 60 см. Этот метод, предложенный в работе [33], получил название метода короткого замыкания — холостого хода. Его обычно применяют при исследовании ферромагнитных материалов с низкой проводимостью типа ферритов. Однако его можно использовать и для изучения ферромагнитных металлов, если последние взяты в виде порошка [13, 34, 35]. Известно, что ферромагнитные соединения типа ферритов обладают низкой проводимостью, поэтому высокочастотное магнитное поле проникает в них значительно глубже, чем в металл. Магнитную проницаемость
где Блок-схема установки для измерения электрических и магнитных характеристик ферромагнитных материалов в области сантиметровых волн показана на рис. 108. При исследовании на длинах волн 20—60 см удобно использовать специальный волновод диаметром внешнего проводника
Рис. 108. Блок-схема установки для измерения комплексной магнитной проницаемости в области сантиметровых волн: 1 — блок питания, 2 — генератор, 3 — постоянный аттенюатор, 4 — выходное контрольное устройство, 5 — переменный аттенюатор, Внутренний проводник делают из тонкостенной трубки и поддерживают тремя полистироловыми стержнями, которые находятся друг от друга на расстоянии С коаксиальным волноводом через кабель соединяется триодный генератор. При измерении на длинах волн в диапазоне Когда производят измерение на длинных волнах зависят от критической длины пустого волновода, которая равна его двойной ширине, их определяют из соотношений:
Здесь Таким образом, если известны
где Для коаксиального волновода с основным типом колебаний имеем
Величину у определяют из формулы (13.80), а полные входныё сопротивления
где Коэффициент стоячей волны рассчитывают по формуле
где Обычно дробь
Величины I и определяют опытным путем, а произведение После соответствующих преобразований из (13.79) и (13.80) можно найти формулу для вычисления комплексной диэлектрической
или
и
где Расчеты В работе [6] даны упрощенные формулы для определения указанных величин. Эти формулы можно получить из (13.89) и (13.90), если предположить, что тангенс угла диэлектрических и магнитных потерь сравнительно небольшой — меньше 0,1. Тогда полученные формулы приобретают вид
и
где определяется из равенства
Установка для измерения температурной зависимости комплексной магнитной проницаемости ферритов при помощи коаксиальных линий описана в работе [45]. Эта установка дает возможность проводить измерения в диапазоне волн 30—3 см в широком температурном интервале от 100 до 600° К. В установке используются как стандартная аппаратура, так и специально сконструированные узлы: приставка с короткозамыкающим поршнем и устройство для получения низких и высоких температур. Заданную температуру получают методом обдува газообразным азотом исследуемого образца. Измерять комплексную диэлектрическую и магнитную проницаемости на сантиметровых волнах можно также с помощью метода «двух толщин», который используют как в резонаторных, так и волноводных методах [6, 23, 25]. Если применяют цилиндрический резонатор, то обычно берут два образца в виде дисков, при этом толщина одного из них в два раза больше толщины другого. При измерении определяют положения поршня в момент резонанса для случаев, когда нет образцов и при наличии их. Принимая во внимание, что измеряемые образны имеют малые потери, в работе
где Метод «двух толщин» можно применить и к короткозамкнутому волноводу [7]. В этом случае измеряют коэффициенты стоячей волны Для расчета Коэффициент у вычисляют из уравнения
В другом варианте этого метода [17] измеряют коэффициент отражения волны для двух образцов и рассчитывают входное сопротивление волновода. Магнитную и диэлектрическую проницаемости определяют в этом случае по формулам
где а — размер широкой стенки прямоугольного волновода. Эти параметры материала можно определять также по методу трех реактивных нагрузок, который подробно описан в работе [9], и по методу короткого замыкания и согласованной нагрузки [23].
|
Оглавление
|