一種電磁天平用的測量夾具的製作方法

2023-09-18 09:49:45 2

本實用新型涉及一種測量技術，具體是一種電磁天平用的測量夾具。

背景技術：

測量技術在科學研究與生產實踐中佔據極為重要的作用，「沒有測量就沒有科學」是人們經過長期實踐作出的科學總結。材料的電磁參數決定了材料與電磁場之問的交互作用，因此所有與電磁波和材料二者相關的應用和研究均需要知道材料的電磁參數。

在高頻測量軟磁材料磁導率的試驗中，一般使用方框線圈和短路同軸腔兩種方式，短路同軸腔的密閉特性避免了外部磁場對測量的幹擾，而且同軸接口易於連接電磁儀器的標準同軸測量埠，所以被廣泛使用。在測量過程中，由於同軸內外導體之間的空氣間隙，然而無論其大小，空氣間隙總是實際存在的，對介電常數和磁導率測量結果有一定的影響，所以需要一種實用簡單的夾具來輔助完成對材料磁導率的測量。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種電磁天平用的測量夾具，以解決上述背景技術中提出的問題，為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種電磁天平用的測量夾具，包括：外導體、內導體、和真空罐，所述外導體的上端外側連接一個N形螺母，N形螺母內設有一個限位圈，外導體下方內設有一個短路板，所述短路板的上方中心設有一同軸的內導體，所述內導體緊貼短路板上，所述短路板的下方連接在底板上；外導體下端的外側和短路板的外側設有一個鎖緊螺母，鎖緊螺母用來鎖緊外導體和短路板；所述底板的外端和真空罐底部之間設有固定板；所述真空罐的上端設有一個壓力表和一個抽氣閥，在真空罐的上端中央設有一個插口塞；插口塞和真空罐的接口處設有密封圈。

本實用新型的進一步的方案，所述N形螺母、限位圈、外導體、內導體、短路板、鎖緊螺母的材料為黃銅，表面鍍鉻。

本實用新型的有益效果是：易於安裝，可等效散電容測量方法，能減少空氣間隙介質對磁導率測量的影響，可輔助整體測量系統降低系統誤差，便於測量人員的使用。

附圖說明

圖1為一種電磁天平用的測量夾具的結構示意圖。

圖中，1-N形螺母、2-限位圈、3-外導體、4-內導體、5-短路板、6-鎖緊螺母、7-底板、8-固定板、9-真空罐、10-壓力表、11-插口塞、12-密封圈、13-抽氣閥。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

請參閱圖1，本實用新型實施例中，一種電磁天平用的測量夾具，包括：外導體3、內導體4、和真空罐9，所述外導體3的上端外側連接一個N形螺母1，N形螺母1內設有一個限位圈2，外導體3下方內設有一個短路板5，所述短路板5的上方中心設有一同軸的內導體4，所述內導體4緊貼短路板5上，所述短路板5的下方連接在底板7上；外導體3下端的外側和短路板5的外側設有一個鎖緊螺母6，鎖緊螺母6用來鎖緊外導體3和短路板5；所述底板7的外端和真空罐9底部之間設有固定板8；所述真空罐9的上端設有一個壓力表10和一個抽氣閥13，在真空罐9的上端中央設有一個插口塞11；插口塞11和真空罐9的接口處設有密封圈12。

在具體實施過程中，同軸腔的環形試樣緊貼短路板，A面為測量儀器的測量面，即測量端，測量時A面與測量儀器埠的延伸電纜相連，從插口活塞處插入同軸電纜線，連接至內導體的頂端，由限位圈固定，A面的特性阻抗與測量儀器的特性阻抗相等，且與測量埠無反射，測量時，測量儀器輸出的能量會輸入到B面和D面之間的同軸腔處。

B面是同軸外導體直徑突變的不連續面；

D面是短路面；

C面是環形待測試樣的上表面，使用非磁性、低介電常數的電介質材料製作，安裝時環形待測試樣和同軸腔的內導體緊密接觸。

外導體的內徑在B面中部上方，截面從小到大發生了尺寸上的階梯突變，由此會產生不連續性，根據電磁場理論，在直徑突變的截面上，電磁波會激勵出一個佇存的，不連續的磁場，外接的電磁天平分析儀再利用這種不連續場，進行等效電容的計算，便可測量出待測試樣的磁導率。

外接電磁天平的型號採用網絡頻譜自動分析儀HP8563ES，併集成化T/R或S參數測試裝置，掃描頻率範圍：30kHz-3或6GHz。

A面和B面之間部分參考N型同軸連接器標準((IEC61169.16-2006))設計成特性阻抗為500Ω的N型公接頭。

底板為直徑12cm的膠木板，其它的零件1～6均為黃銅製作，且表而鍍鉻。

使用時，測量電纜頭通過真空罐的插口塞處，連接A面，然後抽氣閥連接外置抽氣泵，排出一定量的測量環境中的空氣，由此可對待測試樣材料的特性進行不同真空度的測試，觀測空氣介質對磁導率的影響，同時真空環境也能有效的降低系統誤差。

內導體直徑4mm，外導體內直徑30mm，外導體上方的開頭內直徑為7mm，測量時的起始頻率和終止頻率，可分別設為1MHz和1GHz，測量點數為800，中頻帶寬為300Hz進行測試，理論計算時設定同軸腔的內外導體均為無損耗的良導體，而實際上這些金屬導體的導電率不可能為無窮大，因而具有損耗並且隨著頻率的升高損耗會逐漸增大。

對同樣材料，C面不規則試樣的磁導率測量結果進行了比較，較小的試樣使得同軸腔的輸入阻抗與測量儀器特性阻抗偏離較遠，所以可進一步減小測量頻率和試樣尺寸降低系統誤差。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。