Malzeme Karakterizasyonu Yöntemleri

Malzeme Karakterizasyonu Yöntemleri

 

Malzeme karakterizasyon testlerinde çok düşük sinyal seviyeleri, geniş akım ve voltaj aralıkları, doğruluk, uygun ölçüm yöntemini belirleme vb. gibi birçok zorlukla karşılaşılır. Keysight, test etmek istediğiniz malzemenin elektriksel ölçüm ihtiyaçlarını karşılamak için çeşitli ölçüm yöntemleri sunar. Her yöntemin, belirli bir uygulama için kendi güçlü yönleri ve sınırlamaları vardır. Size en uygun yöntemi belirleyebilmek için aşağıdaki temel malzeme ölçüm yöntemlerini birlikte inceleyelim.

İletim Hattı Yöntemi (Transmission Line Method)

 

İletim hattı yöntemi test düzeneği

Koaksiyel airline veya diktörgen dalga kılavuzu, iletim hattı yönteminde ölçüm yapılacak malzemenin numune tutucuları olarak kullanılır. Test edilecek malzemenin numune tutucunun içine hassas bir şekilde sığdırılımasıyla ölçüm gerçekleştirilir. Bu yöntem ile dielektrik(εr) ve manyetik geçirgenlik(μr) sabitlerinin ölçümü gerçekleştirilebilir.

İletim hattı yöntemiyle ölçüm yapmak için network analizöre, numune tutucuları olarak dalga kılavuzu veya koaksiyel airline ve konnektörlerine, test kablolarına ve ölçüm yazılımına ihtiyaç duyulacaktır.

 

Temassız Ölçüm Yöntemi (Free Space Method)

 

Temassız ölçüm yöntemi test düzeneği

Temassız bir test düzeneği olan bu yöntemde, malzeme iki anten arasına yerleştirilir. Bu yöntem, en iyi sonucu büyük düz katı malzemelerde verir fakat fikstür yardımı ile granül ve toz malzemeler de ölçülebilir. Temazsız bir test düzeneği olması sebebiyle çok yüksek sıcaklığa sahip malzemelerin ölçümü için uygun bir yöntemdir. Bu yöntem ile dielektrik(εr) ve manyetik geçirgenlik(μr) sabitlerinin ölçümü gerçekleştirilebilir.

Temassız ölçüm yöntemiyle ölçüm yapmak için network analizöre, antenlere, numune tutucularına, kalibrasyon kitine, test kablolarına ve ölçüm yazılımına ihtiyaç duyulacaktır.

 

Açısal Temassız Ölçüm Yöntemi (Arch Reflectivity Method)

 

Açısal temassız ölçüm yöntemi test düzeneği

Açısal temassız ölçüm yöntemi ile malzemenin açısal bağımlı soğurucu özellikleri test edilir.  Açısal temassız ölçüm yöntemi ile ölçüm yapmak için şekilde görüldüğü üzere, test edilen malzemenin düz bir parçasının üstüne (veya altına) sabitlenmiş iki uygun antene bağlanan bir network analizör ve ölçüm yazılımı gereklidir. Antenlerden biri sinyali iletirken diğeri ise yansıyan sinyali yakalar. Bu düzenekte test edilen malzeme antenlerden yeterli uzaklıkta olmalıdır.

 

Rezonant Kavite Yöntemi (Resonant Cavity Method)

Rezonant kavite yöntemi test düzeneği

Rezonant kavite yöntemi ince ve düşük kayıplı dielektrik malzemelerin ölçümlerinde kullanılır. Bu yöntem rezonant kavite fikstürünün frekansını ve Q değerini ölçmek için network analizörüne ihtiyaç duyar. Daha sonra dielektrik sabiti(εr) test edilen malzemenin hacmi ve rezonans boşluğu ile ilgili parametreler kullanılarak hesaplanabilir. Bu yöntem diğer tekniklerden çok daha hassas ve iyi bir çözünürlüğe sahiptir. Ölçümde gerekli olan fikstür çalışacak frekansa özel olarak yapılmaktadır. Bu nedenle frekans aralığının taranması gereken durumlarda farklı yöntemlerin kullanılması gerekir.

 

Koaksiyel Prob Yöntemi (Coaxial Probe Method)

 

Koaksiyel prob yöntemi test düzeneği

Koaksiyel prob yönteminde ölçümler probların sıvılara veya yarı katı maddelere daldırılmasıyla özel bir fikstür ve kap gerektirmeden gerçekleştirilir. Katı veya toz malzemeler de sıkıştırılarak bu yöntemle test edilebilir. Bu yöntem ile dielektrik(εr) sabitinin ölçümü gerçekleştirilebilir. Ölçümler tahribatsızdır ve gerçek zamanlı olarak yapılabildiğinden dielektrik prob kiti süreç analitik teknolojilerinde kullanılabilir.

Koaksiyel prob yöntemiyle ölçüm yapmak için network analizöre, prob kitine, kalibrasyon kitine, test kablolarına ve ölçüm yazılımına ihtiyaç duyulacaktır.

 

Paralel Plaka Yöntemi (Parallel Plate Method)

 

 Paralel plaka yöntemi test düzeneği

Üç terminal yöntemi olarak da adlandırılan paralel plaka yöntemi, kapasitör oluşturmak için iki elektrot arasında ince bir malzeme veya sıvı tabakasının yerleştirilmesiyle yapılır. Ölçülen kapasitans daha sonra geçirgenliği hesaplamak için kullanılır. Test düzeneğinde iki elektrot test fikstürü ile dielektrik malzeme araya alınarak ölçüm yapılır. Empedans analizör kapasitans (C), dağılma (D) vektör bileşenlerini ölçer ve yazılım ile bu değerlerden yararlanılarak geçirgenlik ve kayıp tanjantı hesaplanır. Bu yöntem, ince malzemeler veya sıvıların düşük frekanslı ölçümleri için en doğru sonucu verir.

Paralel plaka yöntemiyle ölçüm yapmak için empedans analizör veya LCR metre, dielektrik fikstürü ve ölçüm yazılımına ihtiyaç duyulacaktır.

 

Endüktans Ölçüm Yöntemi (Inductance Measurement Method)

Endüktans ölçüm yöntemi test düzeneği

Etkili geçirgenliği ölçmenin klasik metodu olan endüktans ölçüm yöntemi, çekirdeğin etrafına sarılı telin uçlarındaki değere göre endüktansı hesaplar. Endüktans ölçüm sonucundan etkili geçirgenlik hesaplanır.

Endüktans ölçümü yöntemiyle ölçüm yapmak için empedans analizörü, manyetik malzeme test fikstürü ve ölçüm yazılımına ihtiyaç duyulacaktır.

Keysight N1500A Materials Measurement Suite yazılımı ile birçok dielektrik ve manyetik malzemenin elektromanyetik özelliklerini belirleyebilirsiniz. N1500A yazılımı network analizörünü kontrol eder ve sonuçları hesaplar. Kullanılan Keysight network analizörüne ve malzeme tutucuya bağlı olarak, ölçümler MHz'den THz'e kadar geniş bir frekans aralığında gerçekleştirilebilir.

Keysight N1500A Materials Measurement Suite yazılımı karmaşık malzeme ölçümlerini otomatikleştirir. Ölçüm yapılacak methoda göre konfigürasyon seçeneği esnekliği bulunmaktadır. N1500A Materials Measurement Suite yazılımı yukarıda detayları verilen iletim hattı, temassız ölçüm, açısal temassız ölçüm, rezonant kavite, koaksiyel prob, paralel plaka, endüktans ölçüm yöntemlerinin hepsini desteklemektedir. Daha detaylı teknik bilgi için bu dökümanı inceleyebilirsiniz.

                   

            N1500A Materials Measurement Suite yazılımı opsiyonları 

Ölçüm yöntemleri ile ilgili detaylı bilgilere aşağıdan ulaşabilirsiniz.

İletim Hattı Yöntemi

Temassız Ölçüm Yöntemi

Rezonant Kavite Yöntemi

Koaksiyel Prob Yöntemi 

Paralel Plaka Yöntemi

Endüktans Ölçüm Yöntemi

 

 
 
Yönetici | 08.04.2020 2226 Görüntüleme
 

Yorumlar
 
Henüz yorum bulunmamaktadır. İlk yorumu sen yazabilirsin. Yorum yazmak için tıklayın
Bu Kategorideki Diğer Yazılar
Whatsapp Online Telefon Numarası