基于虚拟仪器的非晶纳米晶软磁材料动态测量系统的研究

论文摘要

非晶和纳米晶软磁材料被广泛应用于电力、电子领域,对实现电子产品高频化、小型化、低损耗有着很大的推动作用,有代替目前广泛使用铁芯材料之趋势。非晶纳米晶软磁材料多用于动态磁化条件下工作的磁性器件,因此非晶纳米晶软磁材料产品的动态磁性测量至关重要。本文提出了由DDS励磁信号源、数据采集卡和计算机组成的硬件平台,在LabVIEW虚拟仪器软件开发环境下,进行测量系统的开发。系统分为DDS励磁信号源、数据采集、数据处理三部分。本文以AD9852芯片为核心,单片机C8051F020为控制芯片,采用LabVIEW软件为信号源的程控界面开发平台,设计了一种性能优良的信号发生器。通过RS232实现PC与单片机的通信,以实现DDS信号源的人机交互。数据采集部分采用RV03050数字示波器,采集两路电压数据,并完成数据的模数转换及存储。系统的数据处理部分,包括数据读取、数据分析、实时显示及数据存储。采用LabVIEW软件结合C语言完成数据处理部分的软件设计。将系统应用于实验,得到大量实验结果,通过对实验结果的分析,采用最小二乘法分析铁芯功率损耗P与最大磁感应强度Bm、剩磁Br、矫顽力Hc间的函数关系,得出了拟合关系函数。实验结果表明了系统能够可靠的测量非晶纳米晶软磁材料产品动态磁参数

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 现代磁性测量的发展历史概要
• 1.3 软磁材料交流磁特性测量方法
• 1.3.1 软磁材料交流磁特性测量方法的研究现状
• 1.3.1.1 示波器法
• 1.3.1.2 铁磁仪法
• 1.3.1.3 采样法
• 1.3.1.4 采用计算机控制的交流磁化特性测试方法
• 1.3.2 软磁材料交流磁特性测量方法的发展趋势
• 1.4 本文所做的工作
• 第二章 测量系统的分析及虚拟仪器
• 2.1 系统测量任务
• 2.2 测量原理
• 2.2.1 磁化场强度的测量
• 2.2.2 磁感应强度的测量
• 2.2.3 其它磁参数的测量
• 2.3 系统的总体设计方案
• 2.4 虚拟仪器系统
• 2.4.1 虚拟仪器介绍
• 2.4.2 虚拟仪器与传统仪器的比较
• 2.4.3 虚拟仪器系统结构
• 2.4.4 虚拟仪器的分类
• 2.4.5 虚拟仪器的软件开发平台
• 2.4.6 虚拟仪器的广泛应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于DDS技术的励磁信号源的设计
• 3.1 DDS信号发生器的指标要求
• 3.2 DDS原理及DDS芯片选取
• 3.2.1 DDS原理
• 3.2.2 DDS芯片选取
• 3.3 信号发生器的总体设计方案
• 3.4 信号发生器的硬件设计
• 3.4.1 电源电路设计
• 3.4.2 信号产生与控制电路设计
• 3.4.3 低通滤波器的设计
• 3.4.4 幅度控制电路
• 3.4.5 通信接口电路
• 3.4 信号源的软件设计
• 3.5.1 信号源单片机部分编程
• 3.5.2 信号源LabVIEW程控界面设计
• 3.5.2.1 LabVIEW简介
• 3.5.2.2 信号源LabVIEW程序设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统的数据采集及处理软件设计
• 4.1 系统的数据采集
• 4.1.1 数据采集部分的设计
• 4.1.2 RVO3050数字示波器介绍
• 4.2 系统的数据处理软件设计
• 4.2.1 测量系统数据处理软件总体设计
• 4.2.2 系统软件流程图
• 4.2.2.1 测试初始化程序流程图
• 4.2.2.2 读测量数据程序流程图
• 4.2.2.3 数据处理分析程序流程图
• 4.3 仪器面板的设计
• 4.4 软件功能的设计实现
• 4.4.1 虚拟仪器主程序框图
• 4.4.2 读测量数据程序
• 4.4.3 读测量数据程序
• 4.4.3.1 DLL的概念及创建
• 4.4.3.2 LabVIEW中对DLL的调用
• 4.5 本章小结
• 第五章 测量系统的实验测量结果分析
• 5.1 实验设计
• 5.2 测量结果
• 5.3 测量结果的分析
• 5.3.1 数据的线性最小二乘法拟合
• 5.3.2 测量结果准确度及误差分析
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 DDS信号源的实物图