磁屏蔽理论和实践
磁场的屏蔽问题.

磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题。
根据条件的不同,电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况,这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆。
静电屏蔽在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础。
因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。
(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响。
如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电(如图1)。
静电平衡时壳内无电场。
这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根发电场。
由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零。
因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。
壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。
如果把上述空腔导体外壳接地(图2),则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。
静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零。
如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场。
这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场(图3)。
此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响。
由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响。
(二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。
如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在(图4),此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。
也可以说是由壳外感应电荷直接产生的但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零(图5)。
可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地。
这与第一种情况不同。
这里还须注意:①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电。
假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷(图6)。
磁屏蔽实验报告

一、实验目的1. 了解磁屏蔽的基本原理和作用。
2. 掌握磁屏蔽材料的特性及其在电磁兼容(EMC)中的应用。
3. 通过实验验证磁屏蔽材料对电磁干扰(EMI)的屏蔽效果。
二、实验原理磁屏蔽是一种通过在电磁场中引入屏蔽材料,使电磁场在屏蔽材料内部产生感应电流,从而抵消或减弱电磁场对外部空间的影响的技术。
磁屏蔽材料主要有铁磁材料和铁氧体材料等。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:- 磁屏蔽实验装置- 信号发生器- 阻抗分析仪- 钳形电流表- 电磁场测量仪- 磁屏蔽材料(铁磁材料和铁氧体材料)2. 实验材料:- 铁磁材料:硅钢片- 铁氧体材料:铁氧体磁环四、实验步骤1. 准备实验装置,将信号发生器输出信号连接到磁屏蔽实验装置上。
2. 将铁磁材料和铁氧体材料分别放置在实验装置中,分别测量屏蔽效果。
3. 在不同频率下,通过改变铁磁材料和铁氧体材料的厚度,观察屏蔽效果的变化。
4. 比较铁磁材料和铁氧体材料的屏蔽效果,分析其优缺点。
5. 记录实验数据,绘制屏蔽效果曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果:(1)在相同厚度下,铁磁材料的屏蔽效果优于铁氧体材料。
(2)随着频率的增加,铁磁材料和铁氧体材料的屏蔽效果均有所下降。
(3)在相同频率下,铁磁材料的屏蔽效果比铁氧体材料更稳定。
2. 实验分析:(1)铁磁材料具有高磁导率,能有效降低磁通量,从而降低电磁干扰。
而铁氧体材料虽然磁导率较低,但其饱和磁感应强度高,能有效吸收电磁波能量,降低电磁干扰。
(2)随着频率的增加,电磁波穿透屏蔽材料的能力增强,导致屏蔽效果下降。
因此,在设计磁屏蔽系统时,应考虑电磁干扰的频率范围,选择合适的屏蔽材料。
(3)铁磁材料的屏蔽效果比铁氧体材料更稳定,因为铁磁材料的磁导率随频率变化较小,而铁氧体材料的磁导率随频率变化较大。
六、结论1. 磁屏蔽技术在电磁兼容(EMC)领域具有重要作用,能有效降低电磁干扰。
2. 铁磁材料和铁氧体材料均可用于磁屏蔽,但铁磁材料的屏蔽效果优于铁氧体材料。
磁屏蔽的基本原理和应用

磁屏蔽的基本原理和应用
磁屏蔽是一种用于减弱或阻挡磁场的技术,其基本原理是通过引入特定材料或结构,改变磁场的传播路径,从而减少磁场的影响。
以下是磁屏蔽的基本原理和应用:
基本原理:
1. 磁导屏蔽:利用高导磁性材料(如铁、镍、钴等)制造磁导屏蔽结构,吸收或重定向磁场线,使磁场绕过被屏蔽区域,从而减弱磁场的影响。
2. 磁反馈屏蔽:利用磁反馈原理,通过引入特定形状和材料的结构,使磁场线在屏蔽结构内部形成闭合回路,从而减少外部磁场的渗透。
3. 磁吸收屏蔽:利用吸收材料(如软铁粉、磁性聚合物等)吸收磁场的能量,将磁能转化为热能或其他形式的能量,从而降低磁场的强度。
应用:
1. 电子设备屏蔽:在电子设备制造中,磁屏蔽可用于减少或消除电子设备之间的磁干扰,保护设备的正常工作。
例如,在电子电路板中添加磁导屏蔽结构,可以防止磁场对电路的影响。
2. 医学领域:磁屏蔽技术在医学磁共振成像(MRI)中广泛应用。
由于MRI需要强大的磁场来生成图像,为了防止磁场泄漏对周围环境和其他设备造成干扰,需要采用磁屏蔽技术对MRI设备进行屏蔽。
3. 磁敏感实验室:在一些磁敏感的实验室或设备中,为了保护
实验的准确性和可重复性,需要使用磁屏蔽技术来减少外部磁场的影响。
4. 航空航天领域:在航空航天器、导弹和卫星等系统中,磁屏蔽技术可用于减少磁场对设备和电子系统的干扰,确保设备的可靠性和性能。
总之,磁屏蔽技术通过引入特定材料或结构
,改变磁场的传播路径或吸收磁能,从而减少或消除磁场的影响。
它在电子设备、医学、实验室和航空航天等领域有广泛的应用。
磁屏蔽现象探究

磁屏蔽现象探究磁屏蔽现象是指在某些材料中,当外部磁场作用于其表面时,能够抑制磁场的穿透和扩散,从而形成局部或全面的磁屏蔽效果。
这种现象在许多领域都有重要的应用,例如电子设备、电磁屏蔽材料等。
磁屏蔽现象的原理是由材料的磁导率决定的。
磁导率是材料对磁场的响应能力,可以分为两种情况:磁导率大于1的材料被称为磁性材料,磁导率小于1的材料被称为非磁性材料。
对于磁性材料,它们具有自己的磁性,当外部磁场作用于其表面时,磁性材料会发生磁化,形成一个与外部磁场相反的磁场,从而抵消外部磁场的作用。
这种磁化过程是由材料内部的微观磁性结构决定的,例如铁磁材料中的磁畴。
对于非磁性材料,它们不具有自己的磁性,但当外部磁场作用于其表面时,非磁性材料中的电荷会发生移动,从而形成一个与外部磁场相反的磁场,从而抵消外部磁场的作用。
这种移动的电荷是由材料中的自由电子或离子导致的。
根据磁屏蔽现象的原理,可以采取一些方法来增强磁屏蔽效果。
一种常用的方法是通过叠加多层磁性材料或非磁性材料来构建磁屏蔽结构。
另一种方法是通过改变材料的形状和结构来优化磁屏蔽效果。
例如,在电子设备中,可以采用多层金属屏蔽壳来抵消外部磁场的干扰。
磁屏蔽现象在电子设备中的应用非常广泛。
由于电子设备中的电子元器件对磁场非常敏感,外部磁场的干扰会导致设备性能下降甚至失效。
因此,必须采取措施来屏蔽外部磁场。
电子设备中常用的磁屏蔽材料包括铁磁材料、铜和铝等导电材料。
这些材料具有较高的磁导率,能够有效地屏蔽外部磁场。
除了电子设备,磁屏蔽现象还在其他领域有广泛的应用。
例如,在医学影像中,为了减少外部磁场对图像质量的影响,常常采用磁屏蔽设备来保护磁共振成像设备。
在航空航天领域,为了保护航天器免受地球磁场的干扰,常常使用磁屏蔽材料来构建磁屏蔽舱。
磁屏蔽现象是一种重要的物理现象,其原理和应用都具有一定的复杂性。
通过研究和应用磁屏蔽现象,可以有效地抵消外部磁场的干扰,保护电子设备和其他敏感设备的正常工作。
磁屏蔽的基本原理

磁屏蔽的基本原理
磁屏蔽是一种常见的电磁兼容(EMC)技术,用于减少电子设备对外部磁场的敏感度,或者减少电子设备产生的磁场对周围环境的影响。
磁屏蔽的基本原理是通过设计和应用磁性材料,来吸收、偏转或者反射磁场,从而达到减少磁场对设备的影响的目的。
磁屏蔽的基本原理主要包括以下几个方面:
1. 磁性材料的选择,磁屏蔽通常使用铁、镍、钴等具有良好磁导性能的材料。
这些材料能够有效地吸收和偏转磁场,从而减少磁场对设备的影响。
2. 磁屏蔽结构的设计,磁屏蔽结构的设计是磁屏蔽的关键。
通过合理的结构设计,可以使磁性材料得到最大程度的利用,从而达到最佳的磁屏蔽效果。
3. 磁屏蔽材料的应用,磁性材料通常以覆盖层、屏蔽罩、屏蔽板等形式应用在设备的关键部位,如电源线、传感器、电路板等。
这些磁屏蔽材料能够有效地减少磁场的影响,提高设备的抗干扰能力。
4. 磁屏蔽的测试和验证,磁屏蔽的效果需要通过测试和验证来进行评估。
常见的测试方法包括磁场测量、屏蔽效果测试等。
只有通过有效的测试和验证,才能确保磁屏蔽的效果达到预期的要求。
总之,磁屏蔽的基本原理是通过合理选择磁性材料,设计合理的屏蔽结构,并将磁性材料应用在设备的关键部位,从而达到减少磁场对设备的影响的目的。
通过测试和验证,可以确保磁屏蔽的效果达到预期的要求,提高设备的抗干扰能力,保障设备的正常工作和可靠性。
磁屏蔽技术在电子设备、航空航天、通信、医疗等领域都有广泛的应用,对提高设备的抗干扰能力和可靠性具有重要意义。
随着科技的不断进步,磁屏蔽技术也在不断创新和发展,为各行各业提供更加可靠和稳定的电子设备和系统。
电磁波屏蔽原理

电磁波屏蔽原理
电磁波是一种具有电场和磁场的波动,它在空间中传播并可以传递能量。
然而,电磁波也可能对人体和设备造成一定的危害,因此在某些场合需要对电磁波进行屏蔽。
电磁波屏蔽原理是指利用一定的材料或结构来阻止电磁波的传播,从而达到保护人体和设备的目的。
电磁波屏蔽原理的核心在于阻止电磁波的传播。
在实际应用中,常见的屏蔽材
料包括金属材料、导电涂料、金属网格等。
这些材料具有良好的导电性能,可以有效地吸收或反射电磁波。
此外,还可以通过设计特定的结构来实现电磁波的屏蔽,比如采用金属屏蔽罩、金属屏蔽门等。
电磁波屏蔽原理的关键在于选择合适的材料和结构。
一般来说,对于高频电磁波,金属材料是比较理想的屏蔽材料,因为金属具有良好的导电性能和较高的反射率。
而对于低频电磁波,导电涂料和金属网格等材料也可以起到较好的屏蔽效果。
此外,屏蔽结构的设计也非常重要,合理的结构可以提高屏蔽效果,减少电磁波的泄漏。
在实际应用中,电磁波屏蔽原理被广泛应用于电子设备、通信设备、医疗设备
等领域。
比如,在手机、电脑等设备中,常常使用金属屏蔽罩来屏蔽电磁波,以减少对人体的辐射。
在无线通信基站、雷达站等设备中,也会采用金属屏蔽罩来减少电磁波的泄漏,保护周围的人员和设备安全。
总之,电磁波屏蔽原理是通过选择合适的材料和结构来阻止电磁波的传播,从
而保护人体和设备的安全。
在实际应用中,需要根据具体的情况选择合适的屏蔽材料和结构,以达到最佳的屏蔽效果。
通过合理的屏蔽设计,可以有效地减少电磁波对人体和设备的危害,保障人们的健康和设备的正常运行。
磁屏蔽

磁屏蔽科技名词定义中文名称:磁屏蔽英文名称:magnetic shield定义:为减少齿部和压板(压圈)上漏磁通集中现象,以降低齿压板和边端铁心的温度,在铁心外侧和铁心压板之间设有的阶梯形的锥形叠片铁心。
用来吸收漏磁通的磁分路。
所属学科:电力(一级学科);汽轮发电机(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布磁屏蔽把磁导率不同的两种介质放到磁场中,在它们的交界面上磁场要发生突变,这时磁感应强度B的大小和方向都要发生变化,也就是说,引起了磁感线的折射。
目录电磁屏蔽及应用展开编辑本段磁屏蔽例如,当磁感线从空气进入铁时,磁感线对法线的偏离很大,因此强烈地收缩。
如右图,是磁屏蔽示意图。
图中A为一磁导率很大的软磁材料(如坡莫合金或铁铝合金)做成的罩,放在外磁场中。
由于罩壳磁导率μ比空气导磁率μ。
大得多,所以绝大部分磁场线从罩壳的壁内通过,而罩壳内的空腔中,磁感线是很少的。
这就达到了磁屏蔽的目的。
为了防止外界磁场的干扰,常在示波管、显像管中电子束聚焦部分的外部加上磁屏蔽罩,就可以起到磁屏蔽的作用。
电子设备中,有些部件需要防止外界磁场的干扰。
为解决这种问题,就要用铁磁性材料制成一个罩子,把需防干扰的部件罩在里面,使它和外界磁场隔离,也可以把那些辐射干扰磁场的部件罩起来,使它不能干扰别的部件。
这种方法称为磁屏蔽,如右图所示。
由于用铁制的屏蔽外壳磁阻很小,它就为外界干扰磁场提供了通畅的磁路,使磁力线都通过铁壳短路而不再影响被屏蔽在里面的部件。
这种现象也可以用下例说明,如图所示,把一块软铁放入磁场中,这块软铁由于被磁化而产生了磁场,其方向如右下图所示,在这块软铁的内部,外磁场和被磁化的软铁所产生新磁场方向一致,而在铁块外部,两个磁场方向相反,相互抵消,结果就使磁力线的分布变成如图(b)的样子。
屏蔽铁壳就是利用这种现象,把磁力线都吸引到铁壳中来,保护了罩内设备不受外界磁场的干扰,或者是防止了罩内的辐射磁场的部件去干扰罩外部件。
磁场屏蔽原理实验报告

一、实验目的1. 了解磁场屏蔽的基本原理。
2. 通过实验验证磁场屏蔽效果,并分析影响屏蔽效果的因素。
3. 掌握磁场屏蔽技术在实际应用中的重要性。
二、实验原理磁场屏蔽是指通过某种方式限制磁场在特定区域内的传播,以达到保护电子设备、传感器等不受干扰的目的。
常见的磁场屏蔽方法有电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。
本实验采用磁屏蔽方法,通过在实验装置中设置屏蔽体,来观察并分析屏蔽效果。
三、实验仪器与材料1. 磁场发生器2. 屏蔽体(铁磁性材料制成)3. 测量仪器(如磁强计)4. 实验装置四、实验步骤1. 将磁场发生器放置在实验装置中,打开磁场发生器,使磁场均匀分布。
2. 使用磁强计测量实验装置内的磁场强度,记录数据。
3. 将屏蔽体放置在磁场发生器与实验装置之间,重新打开磁场发生器,使磁场再次均匀分布。
4. 使用磁强计测量实验装置内的磁场强度,记录数据。
5. 改变屏蔽体的形状、尺寸和位置,重复步骤3-4,观察磁场屏蔽效果的变化。
五、实验结果与分析1. 实验结果表明,在未设置屏蔽体的情况下,实验装置内的磁场强度较高。
2. 在设置屏蔽体后,实验装置内的磁场强度明显降低,说明磁场屏蔽效果显著。
3. 通过改变屏蔽体的形状、尺寸和位置,发现以下规律:- 屏蔽体的形状和尺寸对屏蔽效果有较大影响。
形状越复杂、尺寸越大的屏蔽体,屏蔽效果越好。
- 屏蔽体与磁场发生器之间的距离对屏蔽效果也有一定影响。
距离越远,屏蔽效果越好。
- 屏蔽体的材料对屏蔽效果有直接影响。
高磁导率材料的屏蔽效果优于低磁导率材料。
六、实验结论1. 磁场屏蔽技术可以有效限制磁场在特定区域内的传播,保护电子设备、传感器等不受干扰。
2. 屏蔽体的形状、尺寸、材料以及与磁场发生器之间的距离等因素都会影响磁场屏蔽效果。
3. 在实际应用中,应根据具体情况选择合适的磁场屏蔽方案,以提高屏蔽效果。
七、实验讨论1. 磁场屏蔽技术在电子设备、传感器等领域的应用越来越广泛,对于提高设备性能、延长使用寿命具有重要意义。
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磁屏蔽理论和实践简介: 在低频(DC到100KHz)磁屏蔽中,设计低成本屏蔽体的最关键因素是对磁屏蔽的透彻理解。
其目的是要达到减少所规定的磁场,这样使其对所屏蔽的器件或系统不形成威胁。
一旦这一目标被确定,就应考虑会影响到屏蔽体的低成本设计的一些基本设计因素。
这些包括:材料的选择、主要设计参数和加工工艺……关键字:电磁屏蔽 材料选择 设计 生产技术1、引言在低频(DC到100KHz)磁屏蔽中,设计低成本屏蔽体的最关键因素是对磁屏蔽的透彻理解。
其目的是要达到减少所规定的磁场,这样使其对所屏蔽的器件或系统不形成威胁。
一旦这一目标被确定,就应考虑会影响到屏蔽体的低成本设计的一些基本设计因素。
这些包括:材料的选择、主要设计参数和加工工艺。
2、材料的选择对于屏蔽体来说,所选择的材料的类型对其性能和成本影响极大。
在设计屏蔽体时有一点是重要的,就是要深入了解普通使用的不同屏蔽合金的特性。
对这些不同性能的理解就可使你选择合适的材料,去满足目标要求。
磁屏蔽材料要根据各自的特性进行选择,特别是磁导率和磁饱和性能。
由于在变更低频磁场方向的效能,所以高磁导率材料(比如含80%的镍合金Mumetal,这是一种高磁导率铁镍合金)是经常使用的屏蔽材料。
这些合金可满足MIL-N-14411C部分1和ASTM A753-97样式4的要求。
其可得到的相对较薄的厚度为0.002到0.125英寸,并极易被有经验的屏蔽加工者加工出来。
在需要于极小空间内降低磁场时,典型上使用这些合金。
在需要提供比要求更高屏蔽时,或是磁场强度(在较高场强时更为典型)需要具有更高饱和值材料时,这些材料常被选中。
在屏蔽目标仅需要稍微减少场强时(减少1~1/4),或是当场强足以使高磁导率屏蔽体饱和时,超低碳钢(ULCS)可能是最佳的选择。
这些较低成本材料的碳含量典型小于0.01%;与其它钢相比,其有较高的磁导率和极优的饱和性能。
这些材料具有较小的柔韧性,并比硅钢较容易制造,这就允许在大面积屏蔽项目中容易安装和以同样的方式加工出小型组件。
ULCS可与高磁导率材料一起使用,以为需要高饱和保护和高衰减等级建立最佳的屏蔽体。
对于低温用的屏蔽体,Cryoperm 10(为德国Vaccumschmelze GmbHg 公司的注册商标)为一种最佳选择。
与Mumetal 一样,Cryoperm 10也是一种高磁导率镍铁合金,它是经特殊加工而成的,以提供在降低温度时磁导率增加。
标准的屏蔽合金(比如Mumetal )在低温时就失去了其大部分磁导率。
但是Cryoperm 10可在77.3到4.2°K时的磁导率却增加10倍。
表1示出了最常用的屏蔽材料的磁导率饱和值的比较。
饱和 磁导率材料 (高斯) μ(最大) μ(40)Amumetal (80%镍) 8,000 400,00 60,000 中国设计师网自控频道w ww .z k .s h e j i s .c o mAmunickel (48%镍)15,000 150,000 12,000Cryoperm10 9,000 250,000 65,000超低碳钢 22,000 4,000 1,000由于材料的成本占屏蔽体价格的一半,所以使用较薄的尺寸能满足所要求的屏蔽特性和结构性能是最好了。
厚度为0.002到0.010英寸的箔材是最低成本的选择。
这些箔材能以同等的化学组分和性能特性获得,并可作为标准的以镍为基础的和ULCS材料。
设计低成本屏蔽体的最重要的一步,就是对这些典型屏蔽材料特性及其对屏蔽性能影响的了解。
一旦合适的材料被选中,其重点要集中于基本的设计考虑,以使其不但性能最佳,而且对成本的影响最小。
3、设计考虑大部分屏蔽体用的公式和模型的开发是基于圆形或无限长的圆柱体几何形状的。
在实际应用中,所给定屏蔽体的实践形状由器件结构和屏蔽体自身的可利用空间所决定。
在设计一屏蔽体时,要了解的重要的结构是,要使磁力线旋转90°是困难的。
但是,圆形屏蔽体,比如要改变圆柱体或是具有圆形角的盒体的磁力线的方向要比具有方形角的屏蔽体容易一些。
类似地,对于包容已进入屏蔽材料的磁力线并改变其方向,圆角要比尖角好一些。
保持可提供低磁阻路径的屏蔽体形状简单或磁场运动的"最低磁阻路径"是很重要的。
屏蔽体的尺寸在屏蔽效率和成本方面的重要性极大。
屏蔽体的有效半径越小,其整体性能就越好。
但是,设计屏蔽体的目的是使其包络试图屏蔽的组件和空间,并应该靠得很近。
由于材料占屏蔽体设计的大部分成本,因此较小屏蔽体就可以在较低成本下获得较优的性能。
每当有可能,屏蔽体应与所有壁靠近,以避免场泄漏。
这种结构(即使是矩形)也是最接近于圆形的,它可以建立一个半闭合的磁路。
另外,全部箱体可在所有轴上获得屏蔽特性,这样就可以保证最好的屏蔽性能。
当特殊的性能和进出口需要时,可移动的盖板、罩和门均可组合到屏蔽体设计中去。
利用盖板、罩和门时或使用两块或多块板构建屏蔽体时,在多块板间保持磁连续性和电接触是很重要的。
可通过机械式(利用磨擦组件)或焊接保持磁连续性。
在拐角或过渡连接,使用焊接可获得最佳性能。
维持表面间的连续性就可以保证磁力线连续沿其低磁阻路径前进,这样可以提高屏蔽效能。
在交流场,保持磁连续性就允许较高的感应电流屏蔽,在直流场,对于适当的磁力线分路,连续性也是重要的。
如果你不能靠近屏蔽体的一端或两端,要特别注意开端的长一直径比。
屏蔽体的这种长-直径比至少应为4:1,以避免"端接效应"和磁力线穿透屏蔽体范围。
经验法则是,屏蔽体需要延伸到器件的外部,这样可以用与开孔半径相等部分进行保护。
由于增加了屏蔽体的长度同时保持直径不变,就可以用无限长圆柱体模型进行近似。
当圆柱型或矩形屏蔽体需要大的开孔时,垂直于屏蔽体壁的的管可用于由于开孔而引起屏蔽体的磁场强度的减少。
管的长度应正比于所屏蔽的开孔的直径。
在设计过程早期就应考虑这些问题,可使这些主要设计参数对屏蔽体的成本影响较小。
但是,这些因素要比材料本身对屏蔽体性能的影响要大。
这样,在设计屏蔽体时,最先保证这些基本参数通常是需要的。
中国设计师网自控频道w ww .z k .s h e j i s .c o m4、生产技术一种好的屏蔽体设计要涉及到加工过程,其可提供所需要的结构和特性。
在过去,大部分磁屏蔽体是用标准的精密片状金属加工技术通过剪切、穿孔、成型和焊接加工出来的。
现在,利用先进的激光切割系统,个别部件的剪切和计算机化的数字控制冲孔都由一步激光切割技术所代替。
主要的屏蔽元件的一步加工技术可使加工时间更快和降低加工成本,而无须高成本的加工方法。
特别是对于型材和特殊设备(比如专用切割和系列化),这种过程可为屏蔽设计者提供更大的灵活性。
利用母材并使用缝隙和连接点的氩弧焊或叠层缝隙的点焊,就可以组装多个屏蔽元件。
氩弧焊可使组装的屏蔽体得到最佳化的磁连续性,它可用于使用高屏蔽性能方面。
对于大部分应用,与氩弧焊相比,法兰和叠层连接的点焊可获得更高级的磁连续性。
为使典型的屏蔽合金(如Mumetal )达到最佳性能,还要进行特殊的被称为氢退火的热处理循环。
一旦所有加工过程完成,就可以进行退火过程。
但在退火以后,对屏蔽体进行冲击和振动试验,将降低材料的性能。
严格遵守所规定的退火周期,不但能保证获得最佳磁屏蔽性能,而且还可以将未退火材料的磁导率平均提高40倍。
5、结论对所规定的屏蔽任务的了解有助于最好的材料、结构和加工艺的选择。
这种评价可在最佳成本下保持最好的屏蔽性能。
磁屏蔽的解决方案GMR 传感器作为一种灵敏度非常高的磁性传感器,可以预见未来的广泛应用。
但用户极其关心的一个问题是抗磁干扰问题。
为解决此问题有多种方案,但最主要的是磁屏蔽,以下是关于磁屏蔽的相关论述。
(资料主要来源:The MuShield Company,Inc. 仅供参考,不负相关责任。
)如果你要设计自己的磁屏蔽系统,你会发现以下的信息是很有用的。
磁屏蔽目的:通常是保护电子线路免于受到诸如永磁体、变压器、电机、线圈、电缆等产生磁场的干扰,当然屏蔽强的磁干扰源使它免于干扰附近的元器件功能也是一个重要的应用目的。
磁屏蔽材料参数及材料划分:磁屏蔽体由磁性材料制成,衡量材料导磁能力的参数是磁导率,通常以数字来表示相对大小。
真空磁导率为1,屏蔽材料的磁导率从200到350000;磁屏蔽材料的另一个重要参数是饱和磁化强度。
磁屏蔽材料一般分为三类,即高导磁材料、中导磁材料和高饱和材料。
高饱和磁导率材料的磁导率在80000-350000之间,经热处理后其饱和场可达7500Gs ;中磁导率材料通常和高导材料一起使用,其磁导率值从12500-150000,饱和场15500Gs ;高饱和场的磁导率值为200-50000,饱和场可达18000-21000Gs 。
以下是一些常用量的定义:Gs :磁通密度的单位,相当于每平方厘米面积上有一条磁力线通过。
磁通量:由磁场产生的所有磁力线的总和。
饱和磁场:即材料磁感应强度渐趋于一恒定值时对应的磁场。
B :屏蔽体中的磁通密度,单位Gs 。
d :屏蔽体直径(注:当屏蔽体为矩形时指最长边的尺寸)。
Ho :外场强度,单位Oe 。
中国设计师网自控频道w ww .z k .s h e j i s .c o mμ:材料磁导率。
A :衰减量(相对值)。
t :屏蔽体厚度。
磁场强度:屏蔽体中磁场强度估算用下面公式:B=2.5dHo/2t (Gs )如用厚度为0.060″的材料制成直径为1.5″的屏蔽体,在80Gs 的磁场中其内部磁场为2500Gs 。
屏蔽体厚度:用以下公式估算:t=Ad/μ(英寸)如用磁导率为80000的材料制成直径为1.5″的屏蔽体,当要求实现1000/1的衰减量时,屏蔽体的厚度为t=1000×1.5/80000=0.019″厚度设计还应综合考虑性价比的因素,一般屏蔽材料的磁导率应不低于80000,否则就要增加厚度以达到同样的屏蔽效果,则会导致费用的增加。
当场强很强时,厚度的选取应使材料工作于磁导率最大的场强下。
如当材料的磁导率在场强为2300-2500Gs 时磁导率最大,则所需厚度为t=1.25dHo/B (英寸)如直径1.5″,长度6″的屏蔽体置于80Gs 的磁场中,所需的厚度是0.060″。
磁场衰减率:用下式估算:A=μt/d用此式对上面的数据计算可得到,当材料磁导率为350000时,其衰减率为14000。
磁通密度:被屏蔽空间内磁通密度为B=Ho/A (Gs )同样利用以上数据,则被屏蔽空间的磁场为0.0057Gs 。
更多的设计要点:*开始设计前要正确估算干扰场的大小和频率,其次,正确评价能承受的干扰场的大小。
*用以屏蔽很强的磁场时,可采用多层屏蔽的结构。