(5)电压钳位指示和声讯报警
与电压源受*大输出电流限制类似,电流源也受到*大输出电压的限制。F2030的*大有效输出电压为100V。输出电压由于负载直流电阻过大而达到此限制,例如在15欧姆负载上输出7A电流时,所需输出电压超出100V,输出电流的准确度和稳定度开始下降,而当输出电压达到开路输出电压时,电流源完全失去恒流能力而成为恒压源,输出电流为开路输出电压与负载直流电阻的比值。F2030的开路输出电压约为120V。
为避免这种情况,F2030提供电压钳位指示功能。由于负载直流电阻过大而开始失去恒流能力时,F2030控制前面板特定的指示灯闪烁,提示操作者。在操作者无法持续目视关注F2030时,F2030还提供可设置的与指示灯闪烁同步的声讯报警功能,从而为生产检测线的应用提供便利。在需要保持安静的应用场合中,声讯报警可按需关闭。
(6)输出端状态控制
输出电流大于0时,断开负载将导致F2030输出端呈现高达120V的开路直流输出电压。此高电压不仅在重新连接负载时产生火花和对负载的强烈冲击,还将作为危险电压在操作过程中对操作者造成可能的人身电击伤害。因此大多数励磁电源必须关机操作负载。
然而,大功率电源的启动通常很费时,因此更换负载经常是耗时而费力的工作。F2030提供的输出端状态控制功能使其具备开机更换负载的能力。操作负载之前,操作者首先控制输出端进入高阻状态,并在负载操作完成后使输出端恢复正常输出状态。进入高阻状态的输出端可提供足够高的绝缘电阻,从而有效抑制火花的产生和对负载的冲击,并保护操作者的人身**。
(7)灵活配置的磁场扫描功能
磁场扫描是励磁电源的一项重要应用。在传统的表头监测型电源中,扫描需要通过在模拟输入控制端输入扫描电压达成,因此需要额外配置可产生扫描电压的装置。同时,对模拟信号的远程操作将不可避免的引入噪声,并*终体现于磁场中。
F2030内部配置的微处理器可方便准确地完成扫描任务。用户可在扫描过程中随时暂停、继续或中止扫描流程。
一些扫描应用只需要测量初始磁化曲线,因此只需进行I象限扫描,另一类应用则需观察退磁现象,而需要进行I、III象限扫描。更为复杂的应用中,例如振动样品磁强计VSM,还需测量二次磁化参数,需要在I、III象限扫描的基础上追加对I象限的二次扫描。
为适应上述复杂的扫描要求,F2030提供3种对应的可选扫描模式,用户可根据实际应用灵活配置。此外,通过调节电流线性渐变速率,用户可**控制扫描时间,以适应各种负载的时间常数和不同的测量速率要求。
(8)电流换向
电流换向是励磁电源重要的必备功能。
在很多磁学测量中,例如霍尔效应测量,磁场换向是保证测量准确度的关键步骤。在VSM中,磁场换向则是测量退磁参数的必需手段。磁场换向的*简单方法为改变励磁电流的方向,即电流换向。
为实现电流换向,一些励磁电源采用双极方案,即通过互补的推挽输出级直接输出正、负电流。双极方案可提供零电流下的平滑换向,而不会在换向瞬间产生磁场尖峰影响测量曲线的连续性。但这种方案通常意味着更高的测量成本,以及惊人的重量和庞大的体积。此外,由于零电流误差,双极方案可能在正负电流之间存在可考的**值差异,这在例如霍尔效应测量中将造成不可忽略的测量误差。
为降低用户的测量成本,F2030采用成本更低的继电器换向方案。由于无需互补输出级,F2030的内部主电源和线性调整部分至少可节省50%的成本、重量和体积。此外,继电器换向方案可避免零点误差对正、负电流差异的影响,因此F2030可保证输出大小完全相同但方向相反的电流。
继电器换向由于换向瞬间可能产生的磁场尖峰而受到诟病,此问题来源于零点误差。存在零点误差时,即使设置输出电流为0,仍将产生毫安级的输出电流,在切换瞬间的输出端短暂开路期间于输出端产生高电压,切换结束后此高电压施加于负载产生电流尖峰,进而产生磁场尖峰。为解决此问题,F2030内部采用独特的方法,使零点误差限制于10微安以下,从而将换向瞬间产生的开路电压抑制在微小的范围内。在示波器上,F2030电流换向产生的电流冲击几乎无法察觉。