有效线宽自动测试系统及自动测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种有效线宽自动测试系统。
【背景技术】
[0002]随着微波磁性器件的广泛应用和低维磁性材料及磁电子器件等前沿技术的蓬勃发展，对磁性材料宽频\各种磁化状态以及各种物理形态的材料特性进行精确测量是不可或缺的。现在微波磁性材料特性参数测试方法一般采用手工测量的方法。这种方法一般需要手工调节仪器设备参数，采用纸质记录测试数据，采用人工进行有效线宽的拟合计算等，由于需要调节的仪器数量多，数据量大，导致效率很低，而且易出错。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种有效线宽自动测试系统，用以解决现有技术中微波磁性材料有效线宽测试系统效率低的问题。
[0004]本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是:设计和制造一种有效线宽自动测试系统，包括样品及支撑结构、谐振腔、偏置磁场、网络特性分析仪、测量偏置磁场大小的特斯拉计、控制器、数据总线；网络特性分析仪、特斯拉计和偏置磁场与所述控制器连接；所述样品及支撑结构和谐振腔位于所述偏置磁场中。
[0005]作为本发明的进一步改进:样品为微波铁氧体材料，其形状包括但不限于圆球、圆盘和薄膜。
[0006]作为本发明的进一步改进:所述谐振腔为金属材料，其表面电镀有金属层。
[0007]作为本发明的进一步改进:所述偏置磁场为电磁铁。
[0008]作为本发明的进一步改进:所述网络特性分析仪为矢量或标量网络特性分析仪。
[0009]作为本发明的进一步改进:所述网络特性分析仪、特斯拉计和偏置磁场分别通过数据总线与所述控制器连接。
[0010]作为本发明的进一步改进:所述有效线宽自动测试系统还采用点温计测量谐振腔的温度。
[0011]作为本发明的进一步改进:所述数据总线为GPIB、LAN、RS232、CAN或RS485。
[0012]作为本发明的进一步改进:样品及支撑结构位于谐振腔中心，谐振腔放置于偏置磁场中间。
[0013]本发明同时提供了一种有效线宽自动测试方法，包括以下步骤:(A)系统初始化；(B)加载磁场；(C)测试参数；(D)重复第B-C步骤；(E)求解有效线宽；所述步骤(A)中，样品及支撑结构(I)位于谐振腔(2 )中心，谐振腔(2 )放置于偏置磁场(3 )磁头中间，控制器(6 )通过数据总线(8 )向偏置磁场(3 )、网络特性分析仪(4 )、特斯拉计(5 )发送初始化控制指令；所述步骤(B)中，控制器(6)通过数据总线(8)发送指令调节偏置磁场(3)，并回读特斯拉计(5)测试值，该测试值和设定值比较获得误差量，该误差量用于调整电流，最终将偏置磁场调节到设定磁场强度He ;所述步骤(C)中，控制器(6)通过数据总线(8)发送指令控制网络特性分析仪(4 )，并回读中心频率fO和Q值；所述步骤(D )中，通过改变磁场，获得Q，fO和偏置磁场He的对应关系；所述步骤(E)中，控制器(6)进行数据处理和拟合，并计算出有效线宽，保存数据并作图。
[0014]本发明的有益效果是:通过自动控制实现测试过程全自动化，有利于提高工作效率，具有很强的实用价值。
【附图说明】
[0015]图1是本发明有效线宽自动测试系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]一种有效线宽自动测试系统，包括样品及支撑结构1、谐振腔2、偏置磁场3、网络特性分析仪4、测量偏置磁场大小的特斯拉计5、控制器6、数据总线8;网络特性分析仪4、特斯拉计5和偏置磁场3与所述控制器6连接；所述样品及支撑结构I和谐振腔2位于所述偏置磁场3中。
[0018]样品为微波铁氧体材料，其形状包括但不限于圆球、圆盘和薄膜。
[0019]所述谐振腔2为金属材料，其表面电镀有金属层。
[0020]所述偏置磁场3为电磁铁，在一实施例中，偏置磁场由电磁铁产生，电磁铁米用大功率直流电源驱动。
[0021]所述网络特性分析仪4为矢量或标量网络特性分析仪。
[0022]所述网络特性分析仪4、特斯拉计5和偏置磁场3分别通过数据总线与所述控制器6连接。
[0023]所述有效线宽自动测试系统还包括点温计以测量谐振腔2的温度。
[0024]所述数据总线为GPIB，LAN 或 RS232，CAN 或 RS485。
[0025]样品及支撑结构I位于谐振腔2中心，谐振腔2放置于偏置磁场3磁头中间。
[0026]本发明同时提供了一种有效线宽自动测试方法，包括以下步骤:(A)系统初始化；(B)加载磁场；(C)测试参数；(D)重复第B-C步骤；(E)求解有效线宽；所述步骤(A)中，样品及支撑结构(I)位于谐振腔(2 )中心，谐振腔(2 )放置于偏置磁场(3 )磁头中间，控制器(6 )通过数据总线(8 )向偏置磁场(3 )、网络特性分析仪(4 )、特斯拉计(5 )发送初始化控制指令；所述步骤(B)中，控制器(6)通过数据总线(8)发送指令调节偏置磁场(3)，并回读特斯拉计(5)测试值，该测试值和设定值比较获得误差量，该误差量用于调整电流，最终将偏置磁场调节到设定磁场强度He ;所述步骤(C)中，控制器(6)通过数据总线(8)发送指令控制网络特性分析仪(4 )，并回读中心频率fO和Q值；所述步骤(D )中，通过改变磁场，获得Q，f0和偏置磁场He的对应关系；所述步骤(E)中，控制器(6)进行数据处理和拟合，并计算出有效线宽，保存数据并作图。
[0027]根据测试要求调整可调谐振腔(2)腔体尺寸，使其谐振频率位于测试频率。
[0028]调节偏置磁场(3)，通过特斯拉计(5)获取当前磁场强度。
[0029]在一实施例中，如图1，，一种有效线宽测试系统，包括样品及支撑结构1、谐振腔2、电磁铁及电源3、矢量网络特性分析仪4、特斯拉计5、计算机6，GPIB总线7，RS232 8等:所述样品为YIG (钇铁石榴石铁氧体)材料制作的小球，小球直径为2.3_，采用聚四氟乙烯杆支撑，谐振腔材料为纯铜，表面镀银，谐振腔工作于TEOll模式，其谐振频率约10GHz，电磁铁采用恒流源驱动，可产生磁场强度范围0~10000Gs，矢量网络分析仪最高工作频率14GHz，通过GPIB总线和计算机相连，特斯拉计测量范围为0-30000Gs，通过RS232和计算相连，计算机内运行专用软件，实现自动控制和数据处理等。
[0030]样品采用YIG材料，但不排除其它磁性材料。
[0031]样品采用球形，但不排除使用其他形状，如圆盘，薄膜等形状。
[0032]样品尺寸为直径2.3mm，但不排除其它尺寸，只需满足腔微扰理论要求即可。
[0033]样品支撑采用聚四氟乙烯杆，但不排除其它材料，如铍陶瓷，铜、铝等金属材料等。
[0034]谐振腔采用纯铜，以获得高Q值和强度，但不排除其它金属材料，如铝，银等。
[0035]谐振腔表面采用镀银处理，以提高Q值和增强耐腐蚀能力，但不排除其它金属，如镀金、镀银等。可调谐振腔谐振频率调节范围为8GHz-10GHz，但不排除其它频率范围，如10GHz-12GHz,需根据测试要求确定。
[0036]谐振腔工作于TEOll模式，但不排除其它模式。
[0037]谐振腔谐振频率为10GHz，但不排