Lajme

Giovanni D'Amore diskutoi përdorimin e analizuesve të rezistencës dhe pajisjeve profesionale për të karakterizuar materialet dielektrike dhe magnetike.
Ne jemi mësuar të mendojmë për përparimin teknologjik nga gjeneratat e modeleve të telefonave celularë ose nyjet e procesit të prodhimit të gjysmëpërçuesve. Këto ofrojnë përparime të dobishme stenografike, por të paqarta në teknologjitë e mundshme (siç është fusha e shkencës së materialeve).
Kushdo që ka shkëputur një TV CRT ose ka ndezur një furnizim të vjetër me energji elektrike, do të dijë një gjë: Nuk mund të përdorni komponentë të shekullit të 20-të për të bërë elektronikë të shekullit të 21-të.
Për shembull, përparimet e shpejta në shkencën e materialeve dhe nanoteknologjinë kanë krijuar materiale të reja me karakteristikat e nevojshme për të ndërtuar induktorë dhe kondensatorë me densitet të lartë dhe me performancë të lartë.
Zhvillimi i pajisjeve që përdorin këto materiale kërkon matje të sakta të vetive elektrike dhe magnetike, të tilla si lejueshmëria dhe përshkueshmëria, në një sërë frekuencash funksionimi dhe diapazoni të temperaturës.
Materialet dielektrike luajnë një rol kyç në komponentët elektronikë si kondensatorët dhe izolatorët. Konstanta dielektrike e një materiali mund të rregullohet duke kontrolluar përbërjen dhe/ose mikrostrukturën e tij, veçanërisht qeramikën.
Është shumë e rëndësishme të maten vetitë dielektrike të materialeve të reja në fillim të ciklit të zhvillimit të komponentëve për të parashikuar performancën e tyre.
Vetitë elektrike të materialeve dielektrike karakterizohen nga lejueshmëria e tyre komplekse, e cila përbëhet nga pjesë reale dhe imagjinare.
Pjesa reale e konstantës dielektrike, e quajtur edhe konstanta dielektrike, përfaqëson aftësinë e një materiali për të ruajtur energjinë kur i nënshtrohet një fushe elektrike. Krahasuar me materialet me konstante dielektrike më të ulëta, materialet me konstante dielektrike më të larta mund të ruajnë më shumë energji për njësi vëllimi. , gjë që i bën ato të dobishme për kondensatorët me densitet të lartë.
Materialet me konstante dielektrike më të ulëta mund të përdoren si izolues të dobishëm në sistemet e transmetimit të sinjalit, pikërisht sepse nuk mund të ruajnë sasi të mëdha energjie, duke minimizuar kështu vonesën e përhapjes së sinjalit përmes çdo teli të izoluar prej tyre.
Pjesa imagjinare e lejueshmërisë komplekse përfaqëson energjinë e shpërndarë nga materiali dielektrik në fushën elektrike. Kjo kërkon një menaxhim të kujdesshëm për të shmangur shpërndarjen e tepërt të energjisë në pajisje të tilla si kondensatorët e bërë me këto materiale të reja dielektrike.
Ka metoda të ndryshme për matjen e konstantës dielektrike. Metoda e pllakave paralele e vendos materialin nën provë (MUT) ndërmjet dy elektrodave. Ekuacioni i paraqitur në figurën 1 përdoret për të matur rezistencën e rezistencës së materialit dhe për ta kthyer atë në një lejueshmëri komplekse, e cila i referohet trashësisë së materialit dhe sipërfaqes dhe diametrit të elektrodës.
Kjo metodë përdoret kryesisht për matje me frekuencë të ulët. Edhe pse parimi është i thjeshtë, matja e saktë është e vështirë për shkak të gabimeve në matje, veçanërisht për materialet me humbje të ulët.
Leshmëria komplekse ndryshon me frekuencën, kështu që duhet të vlerësohet në frekuencën e funksionimit. Në frekuenca të larta, gabimet e shkaktuara nga sistemi i matjes do të rriten, duke rezultuar në matje të pasakta.
Pajisja e provës së materialit dielektrik (siç është Keysight 16451B) ka tre elektroda. Dy prej tyre formojnë një kondensator dhe e treta siguron një elektrodë mbrojtëse. Elektroda mbrojtëse është e nevojshme sepse kur vendoset një fushë elektrike midis dy elektrodave, një pjesë e fusha elektrike do të rrjedhë nëpër MUT të instaluar ndërmjet tyre (shih Figurën 2).
Ekzistenca e kësaj fushe skajore mund të çojë në matje të gabuar të konstantës dielektrike të MUT. Elektroda mbrojtëse thith rrymën që rrjedh nëpër fushën e skajit, duke përmirësuar kështu saktësinë e matjes.
Nëse dëshironi të matni vetitë dielektrike të një materiali, është e rëndësishme që të matni vetëm materialin dhe asgjë tjetër. Për këtë arsye, është e rëndësishme të siguroheni që mostra e materialit të jetë shumë e sheshtë për të eliminuar çdo boshllëk ajri midis tij dhe elektrodë.
Ka dy mënyra për ta arritur këtë. E para është aplikimi i elektrodave të filmit të hollë në sipërfaqen e materialit që do të testohet. E dyta është të nxirret lejueshmëria komplekse duke krahasuar kapacitetin ndërmjet elektrodave, i cili matet në prani dhe mungesë të materialeve.
Elektroda mbrojtëse ndihmon në përmirësimin e saktësisë së matjes në frekuenca të ulëta, por mund të ndikojë negativisht në fushën elektromagnetike në frekuenca të larta. Disa testues ofrojnë pajisje opsionale të materialit dielektrik me elektroda kompakte që mund të zgjerojnë gamën e dobishme të frekuencave të kësaj teknike matjeje. Softueri mund gjithashtu ndihmojnë në eliminimin e efekteve të kapacitetit të skajit.
Gabimet e mbetura të shkaktuara nga instalimet dhe analizuesit mund të reduktohen nga qarku i hapur, qarku i shkurtër dhe kompensimi i ngarkesës. Disa analizues të impedancës kanë të integruar këtë funksion kompensimi, i cili ndihmon për të bërë matje të sakta në një gamë të gjerë frekuencash.
Vlerësimi se si vetitë e materialeve dielektrike ndryshojnë me temperaturën kërkon përdorimin e dhomave të kontrolluara nga temperatura dhe kabllove rezistente ndaj nxehtësisë. Disa analizues ofrojnë softuer për të kontrolluar kompletin e kabllove me qelizë të nxehtë dhe rezistent ndaj nxehtësisë.
Ashtu si materialet dielektrike, materialet e ferritit po përmirësohen vazhdimisht dhe përdoren gjerësisht në pajisjet elektronike si përbërës induktivë dhe magnet, si dhe përbërës të transformatorëve, amortizues dhe shtypës të fushës magnetike.
Karakteristikat kryesore të këtyre materialeve përfshijnë përshkueshmërinë dhe humbjen e tyre në frekuencat kritike të funksionimit. Një analizues i impedancës me një pajisje magnetike të materialit mund të sigurojë matje të sakta dhe të përsëritshme në një gamë të gjerë frekuencash.
Ashtu si materialet dielektrike, përshkueshmëria e materialeve magnetike është një karakteristikë komplekse e shprehur në pjesë reale dhe imagjinare. Termi real përfaqëson aftësinë e materialit për të kryer fluksin magnetik, dhe termi imagjinar paraqet humbjen në material. Materialet me përshkueshmëri të lartë magnetike mund të jenë Përdoret për të zvogëluar madhësinë dhe peshën e sistemit magnetik. Komponenti i humbjes së përshkueshmërisë magnetike mund të minimizohet për efikasitet maksimal në aplikime të tilla si transformatorët, ose të maksimizohet në aplikime të tilla si mbrojtja.
Përshkueshmëria komplekse përcaktohet nga impedanca e induktorit të formuar nga materiali. Në shumicën e rasteve, ajo ndryshon me frekuencën, kështu që duhet të karakterizohet në frekuencën e punës. Në frekuenca më të larta, matja e saktë është e vështirë për shkak të rezistencës parazitare të fiksimi.Për materialet me humbje të ulët, këndi fazor i rezistencës së rezistencës është kritik, megjithëse saktësia e matjes së fazës është zakonisht e pamjaftueshme.
Përshkueshmëria magnetike gjithashtu ndryshon me temperaturën, kështu që sistemi i matjes duhet të jetë në gjendje të vlerësojë me saktësi karakteristikat e temperaturës në një gamë të gjerë frekuencash.
Përshkueshmëria komplekse mund të nxirret duke matur rezistencën e rezistencës së materialeve magnetike. Kjo bëhet duke mbështjellë disa tela rreth materialit dhe duke matur rezistencën e rezistencës në lidhje me fundin e telit. Rezultatet mund të ndryshojnë në varësi të mënyrës se si teli është mbështjellë dhe ndërveprimit të fushës magnetike me mjedisin rrethues.
Pajisja e provës së materialit magnetik (shih Figurën 3) siguron një induktor me një kthesë që rrethon bobinën toroidale të MUT. Nuk ka fluks rrjedhjeje në induktivitetin me një kthesë, kështu që fusha magnetike në pajisje mund të llogaritet nga teoria elektromagnetike .
Kur përdoret së bashku me një analizues impedance/materiali, forma e thjeshtë e pajisjes koaksiale dhe MUT toroidale mund të vlerësohen me saktësi dhe mund të arrijnë një mbulim të gjerë frekuence nga 1 kHz në 1 GHz.
Gabimi i shkaktuar nga sistemi i matjes mund të eliminohet përpara matjes. Gabimi i shkaktuar nga analizuesi i impedancës mund të kalibrohet përmes korrigjimit të gabimit me tre afate. Në frekuenca më të larta, kalibrimi i kondensatorit me humbje të ulët mund të përmirësojë saktësinë e këndit të fazës.
Pajisja mund të sigurojë një burim tjetër gabimi, por çdo induktivitet i mbetur mund të kompensohet duke matur pajisjen pa MUT.
Ashtu si me matjen dielektrike, kërkohet një dhomë e temperaturës dhe kabllo rezistente ndaj nxehtësisë për të vlerësuar karakteristikat e temperaturës së materialeve magnetike.
Telefonat celularë më të mirë, sistemet më të avancuara të ndihmës së shoferit dhe laptopët më të shpejtë të gjithë mbështeten në përparime të vazhdueshme në një gamë të gjerë teknologjish. Ne mund të matim përparimin e nyjeve të procesit gjysmëpërçues, por një sërë teknologjish mbështetëse po zhvillohen me shpejtësi për të mundësuar që këto procese të reja të vënë në përdorim.
Përparimet më të fundit në shkencën e materialeve dhe nanoteknologjinë kanë bërë të mundur prodhimin e materialeve me veti dielektrike dhe magnetike më të mira se më parë. Megjithatë, matja e këtyre përparimeve është një proces i ndërlikuar, veçanërisht sepse nuk ka nevojë për ndërveprim midis materialeve dhe pajisjeve në të cilat ato janë të instaluara.
Instrumentet dhe pajisjet e mirëmenduara mund të kapërcejnë shumë nga këto probleme dhe të sjellin matje të besueshme, të përsëritshme dhe efikase të vetive të materialit dielektrik dhe magnetik për përdoruesit që nuk kanë ekspertizë specifike në këto fusha. Rezultati duhet të jetë një vendosje më e shpejtë e materialeve të avancuara në të gjithë ekosistemin elektronik.
"Electronic Weekly" bashkëpunoi me RS Grass Roots për t'u fokusuar në prezantimin e inxhinierëve të rinj elektronikë më të zgjuar sot në MB.
Dërgoni lajmet, blogjet dhe komentet tona direkt në kutinë tuaj hyrëse! Regjistrohuni për buletinin elektronik javor: stili, mësuesi i veglave dhe përmbledhjet ditore dhe javore.
Lexoni suplementin tonë special që feston 60 vjetorin e Electronic Weekly dhe prisni të ardhmen e industrisë.
Lexoni numrin e parë të Electronic Weekly në internet: 7 shtator 1960. Ne kemi skanuar edicionin e parë që të mund ta shijoni.
Lexoni suplementin tonë special që feston 60 vjetorin e Electronic Weekly dhe prisni të ardhmen e industrisë.
Lexoni numrin e parë të Electronic Weekly në internet: 7 shtator 1960. Ne kemi skanuar edicionin e parë që të mund ta shijoni.
Dëgjoni këtë podcast dhe dëgjoni Chetan Khona (Drejtor i Industrisë, Vizionit, Kujdesit Shëndetësor dhe Shkencës, Xilinx) të flasë për mënyrën se si Xilinx dhe industria e gjysmëpërçuesve u përgjigjen nevojave të klientit.
Duke përdorur këtë faqe interneti, ju pranoni përdorimin e cookies. Electronics Weekly është në pronësi të Metropolis International Group Limited, një anëtar i Metropolis Group;ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë dhe të cookies këtu.