GOST 12637-67

GOST 12637–67 Matériaux magnétiques doux à haute fréquence. Méthodes de test dans la gamme de fréquences de 200 à 2000 MHz

GOST 12637−67

Groupe P99*
__________________________________________
* Dans l'index "National Standards" 2008
groupe B89. — Note du fabricant de la base de données.

NORME D'ÉTAT DE L'URSS

MATÉRIAUX SOUPLE MAGNÉTIQUE HAUTE FRÉQUENCE

Méthodes de test dans la gamme de fréquences de 200 à 2000 MHz

Matériaux malléables magnétiques à haute fréquence.
Méthodes d'essai dans la plage de 200 à 2000 mc

Date de lancement 1969-01-01

APPROUVÉ par le Comité des normes, mesures et instruments de mesure du Conseil des ministres de l'URSS le 16/II 1967


Cette norme s'applique aux matériaux magnétiques doux à haute fréquence et établit des méthodes pour déterminer leurs caractéristiques magnétiques et diélectriques dans des champs électromagnétiques sinusoïdaux avec une intensité de champ magnétique ne dépassant pas 0,1 force coercitive, dans la gamme de fréquences de 200 à 2000 MHz.

La norme établit les méthodes suivantes pour déterminer les caractéristiques magnétiques et diélectriques des matériaux :

ligne de mesure;

résonateur coaxial.

Il est permis d'utiliser un résonateur demi-onde pour tester des matériaux avec une permittivité connue qui satisfait à la condition

.

1. INSTRUCTIONS GÉNÉRALES

1.1. Caractéristiques des matériaux magnétiques doux à haute fréquence

1.1.1. Les principales caractéristiques des matériaux magnétiques doux sont les suivantes : perméabilité magnétique et diélectrique complexe, tangente de perte magnétique, dépendance à la température de la perméabilité magnétique, coefficient de température de la perméabilité magnétique.

La liste des principales caractéristiques des matériaux à déterminer, les valeurs de fréquence auxquelles ces caractéristiques sont déterminées, ainsi que les erreurs de mesure tolérées sont données dans le tableau 1, et les symboles des valeurs acceptées sont en annexe. 1.

Tableau 1

Noter.

* Ces formules sont valables sous condition .

** L'erreur n'atteint 15 % qu'à des températures extrêmes.


La plage de mesure et l'erreur tolérée dans la mesure de la tangente de l'angle de perte magnétique sont déterminées par les composantes de la perméabilité magnétique. Le rapport des composants doit être tel que la tangente de l'angle de perte magnétique soit d'au moins 2 10 .

1.1.2. Perméabilité magnétique complexe comporte deux volets, dont le premier correspond à des processus quasi-élastiques réversibles, et le second - les processus associés à la dissipation d'énergie.

1.1.3. Permittivité complexe comporte deux volets, dont le premier correspond au courant de polarisation, et la seconde - courant de perte.

1.1.4. Perméabilité initiale - la limite à laquelle lorsque l'intensité du champ magnétique tombe à zéro. Dans des champs ne dépassant pas 0,1 force coercitive, la perméabilité est égal à .

1.1.5. Tangente de perte détermine l'énergie dissipée dans les processus irréversibles.

1.1.6. La dépendance à la température des composants de la perméabilité magnétique est exprimée sous forme de graphiques ou de tableaux.

Les limites de température auxquelles les échantillons sont testés sont déterminées par le domaine d'application des matériaux magnétiques doux.

1.1.7. Le coefficient de température est défini comme le coefficient de température moyen sur une certaine plage de température.

,

où:

est la valeur de la perméabilité magnétique initiale à une température ;

est la valeur de la perméabilité magnétique initiale à une température ;

est la température au début de l'expérience, en °K ;

est la température à la fin de l'expérience en °K.

1.1.8. La dépendance en fréquence des composants de la perméabilité magnétique et exprimées sous forme de graphiques ou de tableaux, mesurant et tous les 100 MHz.

Noter. Il est permis d'utiliser la dépendance de la tangente de l'angle de perte magnétique à la fréquence et à la température.

1.2. Équipement de test

1.2.1. Pour tester les matériaux magnétiques doux dans la gamme de fréquences de 200 à 2000 MHz, l'équipement suivant est utilisé :

résonateur coaxial de longueur variable ;

ligne de mesure;

générateur de hautes et ultra hautes fréquences;

fréquencemètre hétérodyne ;

amplificateur de mesure ;

atténuateur lisse;

filtre;

chambre thermique;

chambre cryogénique ;

unité de contrôle automatique de la température ;

potentiomètre électronique;

sonde et ligne d'étalonnage pour déterminer l'intensité du champ magnétique.

1.2.2. Les types d'appareils, leurs caractéristiques techniques et leurs numéros de plan sont donnés en annexes 2 et 3.

1.2.3. Le contrôle des appareils de mesure est effectué selon des échantillons normaux certifiés par les organismes métrologiques du Comité des normes, des mesures et des instruments de mesure relevant du Conseil des ministres de l'URSS.

1.3. Exigences pour les échantillons destinés aux essais

1.3.1. Avant les mesures, il est nécessaire d'effectuer une préparation magnétique de l'échantillon conformément aux exigences de GOST 12635–67 «Matériaux magnétiques doux à haute fréquence. Méthodes d'essai dans la gamme de fréquences de 10 kHz à 1 MHz.

1.3.2. Les échantillons sont réalisés sous forme de rondelles plates coaxiales. Les dimensions des éprouvettes doivent être choisies de telle sorte que le rapport du diamètre extérieur au diamètre intérieur soit de 3,59 ou 2,5. Dimensions optimales : diamètre extérieur 24, diamètre intérieur 6,87, hauteur 5 mm. Afin d'éliminer l'erreur due à l'écart entre l'échantillon et le résonateur, ainsi que de fixer de manière fiable l'échantillon dans les champs électriques et magnétiques maximaux, des anneaux de contact sont utilisés, dans lesquels l'échantillon à tester est pressé. Il est permis de monter l'échantillon dans des bagues collectrices sur de la colle. Un croquis de l'échantillon et des bagues collectrices est illustré à la Fig.1.

Merde.1. Croquis de l'échantillon et des bagues collectrices

Noter. Le non-parallélisme des surfaces planes de l'échantillon ne doit pas être supérieur à ± 0,01 mm.

1 - bague de contact externe ; 2 - échantillon ; 3 - bague collectrice intérieure

Merde.1

1.3.3. L'épaisseur des échantillons est déterminée selon le tableau 2, sur la base de la relation entre les parties réelle et imaginaire de la perméabilité magnétique.

Tableau 2

1.3.4. Les tests sont effectués à température ambiante 298±10 °K (25±10 °С), humidité relative ne dépassant pas 80% et pression atmosphérique 100000±4000 N/m (750 ± 30 mmHg).

1.3.5. Les méthodes de détermination des caractéristiques listées dans le tableau 1 consistent à mesurer l'évolution du module et de la phase de l'impédance d'entrée d'une section du résonateur ou d'une ligne coaxiale lorsqu'un échantillon est introduit dans le champ électromagnétique du résonateur (ligne coaxiale) avec calcul ultérieur des caractéristiques magnétiques selon les formules correspondantes.

Le schéma de principe de l'installation est présenté à la figure 2.

Merde.2. Schéma de principe de l'installation

Merde.2

2. MÉTHODES D'ESSAI

2.1. Méthode de la ligne de mesure

2.1.1. Les lignes de mesure disponibles dans le commerce (par exemple P1-5A) peuvent être utilisées pour une mesure relativement grossière et . Erreur de mesure de tous les composants et , égal à 10%, peut être atteint sur la ligne de mesure sans modification particulière de sa conception pour les échantillons à fortes pertes ( et plus de 0,05). A cet égard, il est recommandé d'utiliser la méthode de la ligne de mesure pour l'étude d'échantillons avec et supérieur à 0,0

5.

2.1.2. Pour tester l'échantillon, les opérations suivantes sont effectuées :

a) mesurer la position du minimum de tension et la largeur de la courbe de résonance à mi-niveau dans une ligne en court-circuit ;

b) placer l'échantillon près de l'extrémité court-circuitée de la ligne et mesurer le déplacement du minimum de la position initiale dans la ligne sans l'échantillon et la largeur de la courbe de résonance avec l'échantillon ;

c) déplacer le court-circuiteur de de l'échantillon et mesurer la position du minimum et la largeur de la courbe de résonance sans l'échantillon ;

d) insérer l'échantillon et mesurer le déplacement du minimum et la largeur de la courbe de résonance avec échantillon

.

2.1.3. Faire un calcul , et , selon les formules :

; ,

; .

Le calcul ci-dessus est valable à condition que et , sinon il est nécessaire de déterminer la résistance d'entrée de la ligne avec l'échantillon dans les modes court-circuit et circuit ouvert.

Le calcul de la permittivité magnétique et diélectrique est effectué selon les formules données en annexe 5.

2.2. Méthode du résonateur coaxial

2.2.1. La détermination de la perméabilité magnétique en mode court-circuit s'effectue comme suit.

Un court-circuit en laiton avec une boucle de communication est placé dans le connecteur central du résonateur.

Assemblez le circuit selon le dessin 3.

Merde.3. Schéma d'étalonnage de la section droite du résonateur

Schéma d'étalonnage de la section droite du résonateur

Merde.3

En déplaçant le piston indicateur, le côté droit du résonateur est accordé à la résonance, qui est notée par les lectures maximales de l'amplificateur de mesure.

Après réglage, un nombre entier d'alternances est établi entre le piston indicateur et le court-circuit. La longueur du résonateur du court-circuit au piston est déterminée par les dimensions géométriques de l'appareil et la course de travail du piston (lecture sur la règle indicatrice) selon la formule:

.

Le court-circuiteur est remplacé par des anneaux de contact (Fig. 4) et le côté gauche du résonateur est accordé à la résonance en déplaçant le piston du générateur.

Merde.4. Schéma d'étalonnage du résonateur

Schéma d'étalonnage du résonateur

Merde.4

Maintenant, un nombre entier de demi-ondes est défini entre les pistons du générateur et de l'indicateur

.

Avec cette séquence de travail, le plan gauche de l'échantillon (plan ) est situé à une distance du piston du générateur.

Par conséquent, les deux pistons sont décalés vers la gauche par l'épaisseur de l'échantillon et sont comptés à partir du plan gauche de l'échantillon.

2.2.2. Déterminez les propres paramètres du résonateur: son facteur de qualité et sa longueur de résonance. La largeur de la courbe de résonance est mesurée à un niveau de demi-puissance et le facteur de qualité est calculé comme le rapport de la longueur du résonateur à la non-concordance de demi-niveau du résonateur.

.

2.2.3. L'échantillon est placé dans le résonateur et le décalage du maximum de la courbe de résonance est mesuré ; largeur de la courbe de résonance à mi-puissance et calculer le facteur de qualité du résonateur avec l'échantillon.

.

2.2.4. Enregistrez le résultat de la mesure et déterminez et selon les formules données dans le tableau.1.

2.2.5. La détermination de la permittivité des matériaux magnétiques doux en mode repos s'effectue comme suit.

Les opérations énumérées à la clause 2.2.1 sont effectuées, puis les pistons générateur et indicateur sont déplacés d'un quart de la longueur d'onde, ce qui transfère l'échantillon au champ électrique maximal et mesure le facteur de qualité conformément à la clause 2.2.2.

L'échantillon est placé dans le résonateur et le décalage du maximum de la courbe de résonance est mesuré , largeur de la courbe de résonance et calculer le facteur de qualité du résonateur avec l'échantillon selon la formule :

.

Enregistrez le résultat de la mesure et déterminez et selon les formules données dans le tableau.1.

Pour déterminer et dans des échantillons avec le calcul est donné en annexes 4 et 6.

2.3. Détermination des caractéristiques de température des matériaux magnétiquement doux

2.3.1. Les caractéristiques de température sont prises dans la plage de température de 153 °K au point de Curie.

2.3.2. Pour déterminer la dépendance en fréquence des caractéristiques de température, la mesure est effectuée à deux ou trois fréquences.

2.3.3. Le test se déroule comme suit :

a) l'échantillon est placé dans une chambre de température ;

b) régler la vitesse d'écoulement de l'eau ;

c) régler l'unité de contrôle de la température à la température spécifiée, après avoir atteint une exposition de vingt minutes, observer les lectures des instruments toutes les minutes. La température est considérée comme stable si cinq mesures consécutives ont la même valeur.

2.3.4. Dans la plage de température de 153 à 523 °K, les paramètres du résonateur changent de manière insignifiante et il est permis de ne pas tester un résonateur vide dans cet intervalle. À des températures plus élevées, la modification de la longueur intrinsèque et du facteur de qualité du résonateur due à l'échauffement doit être prise en compte.

2.3.5. La plus forte augmentation des caractéristiques de température des ferrites est généralement observée dans la plage de 273 à 353 ° K, par conséquent, il est nécessaire de prendre le plus grand nombre de points dans cet intervalle (après 5 à 10 °). Ensuite, vous pouvez augmenter l'intervalle entre les points à 20−50°. A proximité du point de Curie, il est nécessaire d'enregistrer la caractéristique de température à intervalles rapprochés pour ne pas rater sa montée caractéristique, généralement observée avant une diminution de la perméabilité magnétique.

Pour les tests, le mode suivant est recommandé : chaque nouveau matériau est testé à des fréquences de 3 10 , 6 10 , 10 10 Hz dans la plage de température de 153 à 673 °K (la limite supérieure est limitée par la température du point de Curie). Dans la plage de température de 153 à 273 °K après 20 °, dans la plage de 273 à 353 °K après 10 °, dans la plage de 373 à 473 °K après 50 °, puis jusqu'au point de Curie après 10 °.

2.4. Détermination de l'intensité du champ magnétique de haute fréquence

2.4.1. Avant de commencer un cycle de mesures de perméabilité magnétique, l'amplitude de l'intensité du champ magnétique à haute fréquence à l'emplacement de l'échantillon est estimée.

2.4.2. La valeur de l'intensité du champ magnétique haute fréquence est estimée en comparant la force électromotrice induite sur une sonde de type inductive dans le test et des exemples de champs de même fréquence.

2.4.3. L'emplacement de la sonde par rapport aux champs de test et de référence doit être exactement le même et est déterminé par le maximum de l'amplificateur de mesure.

2.4.4. L'exemple de champ de calibrage est créé dans une ligne coaxiale en court-circuit dont l'entrée est adaptée à la sortie du générateur de signal étalon.

2.4.5. L'impédance de la ligne d'étalonnage et de la ligne de mesure ou du résonateur, dans lequel l'intensité du champ magnétique est estimée, doit être égale. S'ils ne sont pas égaux, une correction doit être introduite.

2.4.6. Si les conditions des clauses 2.4.2 et 2.4.4 sont remplies, les mêmes lectures de l'amplificateur de mesure auquel la sonde est connectée (lorsque la sonde est immergée à la fois dans le champ mesuré et dans l'exemple d'étalonnage) correspondent aux mêmes valeurs de l'amplitude du champ magnétique.

2.4.7. La procédure de mesure est la suivante :

assembler un schéma fonctionnel selon la Fig. 5 et préparer les appareils pour le fonctionnement conformément à leurs instructions de fonctionnement ;

une sonde est placée dans le champ mesuré et la profondeur requise de son immersion est réglée ;

prendre une lecture de l'amplificateur de mesure ;

placez la sonde dans la ligne d'étalonnage et ajustez la sortie du générateur de signal standard pour obtenir la même indication de l'amplificateur de mesure ;

enregistrer le résultat de la mesure.

Merde.5. diagramme

Merde.5

2.4.8. L'intensité du champ magnétique à haute fréquence est calculée par la formule :

.

Noter. La formule peut être simplifiée si la ligne d'étalonnage a un court-circuit mobile, qui peut être déplacé pour atteindre la condition , ce qui correspond aux lectures maximales de l'amplificateur de mesure.

ANNEXE 1. Conventions utilisées dans les formules de calcul

ANNEXE 1 à GOST 12637–67

ANNEXE 2. Equipement pour tester les matériaux magnétiques doux dans des conditions normales

ANNEXE 2 à GOST 12637–67

Noter. Il est permis d'utiliser des équipements dont les caractéristiques techniques ne sont pas pires que celles spécifiées.

Et mince. Récipient d'échantillon pour ligne de mesure

Récipient d'échantillon pour ligne de mesure

1 - corps; 2 - tige pour l'échantillon ; 3 - couverture; 4 - agneau.

APPENDICE 3. Equipement pour tester les matériaux magnétiques dans la plage de température de 153 à 673 °K

ANNEXE 3 à GOST 12637–67

ANNEXE 4. PROCÉDURE DE CALCUL DE LA PERMÉABILITÉ MAGNÉTIQUE DANS LES ÉCHANTILLONS À PERTE ÉLEVÉE ET FAIBLE

ANNEXE 4 à GOST 12637–67

1. Si l'échantillon présente des pertes importantes, il est nécessaire d'utiliser des formules générales de calcul. Dans ce cas, pour déterminer la perméabilité magnétique, il est nécessaire d'effectuer des mesures selon deux modes, puisque l'évolution de la longueur du résonateur et la largeur de la courbe de résonance sont fonction à la fois des permittivités magnétique et diélectrique. Pour calculer les quatre paramètres du matériau, quatre grandeurs mesurées sont nécessaires : une modification de la longueur de résonance lorsque l'échantillon est situé dans les modes court-circuit et inactif, et une modification de la largeur de la courbe de résonance dans les deux modes indiqués.

2. Au lieu de résistances d'entrée relatives et des quantités équivalentes sont introduites :

, ,

, .

Il est conseillé de le faire pour les raisons suivantes :

a) les formules de conception pour les conditions de ralenti et de court-circuit deviennent symétriques, ce qui permet de simplifier les calculs et de compiler un programme unique pour un calculateur électronique ;

b) en pratique, le cas le plus courant est proportionné et . Lors de l'utilisation des valeurs et le calculateur peut traiter des valeurs du même ordre, ce qui est essentiel pour le traitement en masse des résultats de mesure.

3. Avec de très grandes pertes, il n'est pas possible de mesurer la largeur de la courbe de résonance à mi-niveau, donc un niveau arbitraire est pris et un coefficient est introduit , où et - lecture sur l'indicateur au maximum et au niveau auquel la largeur est mesurée. Relation entre les composantes des grandeurs et s'exprime par les relations suivantes :

, (une)

où:

et - modifications de la longueur de résonance dans les modes de court-circuit et de ralenti ;

et est la largeur de la courbe de résonance dans les modes spécifiés.

4. Si la perte dans l'échantillon est importante , alors les pertes dans le résonateur peuvent être négligées. La partie imaginaire des quantités et exprimée par la formule :

. (2)

5. Si la perte dans l'échantillon est faible , alors le troisième terme du dénominateur (formule 2) peut être négligé. Partie réelle et défini :

. (3)

partie imaginaire et :

(quatre)

où:

est la longueur totale du résonateur ;

est la distance entre l'échantillon et le court-circuit.

Le premier terme entre crochets tient compte de la correction liée aux pertes dans le résonateur vide. Les deux termes restants déterminent la perte due à l'introduction d'un échantillon sans perte avec le même et celle d'une vraie ferrite.

6. À 0,01<<img alt="GOST 12637-67 Matériaux haute fréquence magnétiquement doux. Методы испытаний в диапазоне частот от 200 до 2000 МГц» src=«data:image/jpeg;base64,R0lGODdhIQAZAIABAAAAAP///ywAAAAAIQAZAAACTYyPqcvtD6OctFoIwH06dPk5XciBVJYZaHqgZwvH3vTV8myqckiKiHvrNTTEhU2HVLBWPFZS+EtAn6Xo8MZgVmfTCtO5wYaV47L5HCkAADs=»>, <0,05 calcul produire selon les formules (2) ou (4).

7. Pour de petites valeurs de pertes diélectriques et magnétiques, mais une grande valeur d'une des perméabilités ( ou ) lors du calcul des paramètres des échantillons, les formules (3) et (4) doivent être utilisées.

8. Dans la plupart des cas, les mesures sont prises à mi-hauteur 0,5. Alors dans les formules 1 et 2 le facteur une.

9. Sauter aux valeurs et effectué de la manière suivante :

, (5)

. (6)

10. Pour calculer , , et Les équations (5) et (6) sont résolues dans l'ordre suivant :

un) ;

; ,

alors:

.

La partie réelle de cette expression est :

.

Imaginaire:

.

b) ,

où:

,

.

Ces expressions sont utilisées à la fois pour calculer , et pour calculer .

c) calculer dois savoir

,

d'ici:

,

.

d) calculer défini :

,

; .

e) ce circuit permet, selon les valeurs mesurées, , et , trouver , , , à l'aide d'un calculateur électronique selon un programme compilé en langage Algol-60 (Annexe 6).

ANNEXE 5. CALCUL DE LA PERMÉABILITÉ MAGNÉTIQUE ET DIÉLECTRIQUE

ANNEXE 5 à GOST 12637–67

1. Les grandeurs mesurées dans la méthode de la ligne de mesure sont le rapport d'ondes stationnaires de tension (VST) et la distance du point de contrainte minimale à la face d'entrée de l'échantillon.

L'impédance d'entrée est exprimée par les formules :

,

.

2. Distance déterminé comme suit : mesurer la position du minimum la plus proche du court-circuit ; faire compter une ligne en millimètres ; un échantillon est introduit dans la ligne et la position du minimum le plus proche de l'échantillon est mesurée ; faire compter une ligne en mm, alors :

.

Dans le même temps, les valeurs sont liés au déplacement du minimum par la relation :

, .

3. Pour déterminer le c.s. dans. n.m. à >2 mesurer la largeur de la courbe de résonance en utilisant la méthode "fork" à un niveau de puissance arbitraire et déterminer le c. dans. n.m. selon la formule :

,

où:

- indication de l'indicateur lors de la mesure de la largeur de la courbe de résonance à un niveau arbitraire ;

- la lecture de l'indicateur est au minimum.

4. Quand <2 k.s. dans. n.m. déterminé par la méthode « maximum-minimum » et calculé par la formule :

.

5. Calcul et produit selon les formules de l'article 1 de l'annexe 5, et et - selon les formules des paragraphes 9 et 10 de l'annexe 4.

ANNEXE 6. Programme écrit en langage Algol-60

ANNEXE 6 à GOST 12637–67

Programme
pour le calcul , , , , écrit dans la langue Algol-60

1. Commencez vraiment , , , , , , , ,

;

2. , , , , , , ,

;

3. Tableaux réels [1:5], [1:8], [1:5], [1:4] ;

quatre. :=3.1415, entrée ( , , );

5. Commencez

6. ;

sept.

huit. .

9.

Dix.

Onze. ,

12. Sinon

13.

Quatorze. ;

quinze.

16. ;

17.

dix-huit.

19.

vingt.

21. ;

22. Sinon

23.

24. ;

25. ;

26. ;

27. ;

28. ;

29. ;

trente. ;

31. ;

32. ;

33. ;

34. ;

35. ;

36. ;

37. ;

38. ;

39. ;

40. ;

41. ;

42. ;

43. ;

44. ;

45. ;