磁芯导磁性能变化对螺线管电学参数的影响(3)
1.1 相关背景
1.1.1磁性材料
随着工业水平的不断进步以及电子信息技术的发展，作为一种基础的功能材料，磁性材料在通信技术领域，工业控制领域，航空航天领域和与国民经济相关的其他领域都有着快速的发展，其使用的范围也越来越广泛[4]。常见的有各类滤波器、电感器、EMI变换器、磁放大器等产品，尤其在高频领域，磁性材料更是不可或缺。长期以来，各个国家对于磁性材料标准的制定都十分重视，磁性材料的成产、计量水平俨然已经成为一个国家工业技术水平的重要标志。
国内磁性材料随着市场需求的发展以及国家的重视，已经被视为重要功能材料。检验生产出来的磁性材料是否合格就需要通过测量磁性材料的相关参数来实现[34]。而对于磁性材料而言磁导率就是其最基本的参数之一，也是不可或缺的一个参数。因此如何提高磁导率测量的准确性以满足广大磁性器件使用者和设计者的需求就成为了急切需要考虑的问题。
目前对于磁导率测量的研究提出过许多新的方法，各自所采用的原理也不尽相同，如基于虚拟仪器技术的软磁材料测试仪[1]、软磁材料特性分选仪等[2]。国内的生产厂家由于一些原因长期以来都分成两类：一类设计的产品是为了满足专门的测试标准，而另一类则是由国外引进的设备。这些设备大都体积笨重而且价格昂贵，但随着工业技术的进步相信会有更加小型化、便捷化、且能实时测量的仪器出现。
1.1.2 螺线管
螺线管在电子、电气、无线电等领域中都有着广泛的应用，如何获得一个高品质的并且能够达到实际使用要求的螺线管则需要综合考虑其用途、形状尺寸、使用条件等各方面因素，那么研究时就需要计算螺线管的各项相关参数，电感就是其中之一[40]。
而对于螺线管电感的计算，目前大多数公式都只适用于空芯螺线管，即螺线管内部无铁磁性材料，视空气或者真空磁导率为螺线管的有效磁导率，由于这一磁导率不受外界环境的影响，因此可以说空芯螺线管的电感值基本为一定值，一旦螺线管的外形尺寸、匝数、绕组线圈直径等物理量确定后，其电感值就不会受到诸如温度、压力、绕组电流频率等因素的影响。而对于有芯螺线管的电感值目前则没有明确的公式来进行计算[3]，主要是由于有芯螺线管的有效磁导率受到磁芯内所包含的铁磁性材料磁导率的影响，致使磁芯有效磁导率极易发生改变，螺线管的磁通量也会随着改变，而与磁通量相关的电感自然也不是一个定值。
1.1.3 脉冲
脉冲通常在电子技术中指一种类似于脉搏的短暂起伏的电冲击(电压或电流)，脉冲是相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周期内没有信号，就像人的脉搏一样，在现在则一般指代数字信号。目前脉冲技术已广泛应用于电子计算机、通信、雷达、电视、自动控制、遥测遥控、无线电导航和测量技术等领域。
而对于螺线管而言，由于磁导率的容易改变，若能在瞬间大幅度的改变螺线管磁芯的有效磁导率就能使螺线管内磁通量发生剧烈变化，也就可以用来产生脉冲。利用火药气推力的脉冲发生器正是利用了这一原理，主要是利用火药发射原理将螺线管磁芯作为“炮管”,铁芯作为“炮弹”点燃火药后，火药气体在腔室内迅速膨胀提升内膛压力将”炮弹”——铁芯发射出去，导致铁芯在螺线管磁芯内迅速移动，螺线管磁芯的有效磁导率短时间内发生剧烈改变磁通量也随之改变，因此会在短时间内产生较高的感应电动势，这一信号就可以作为脉冲信号来进行采集、利用。
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