1、磁屏蔽理論和實踐(1)    摘要：在低頻（到）磁屏蔽中，設計低成本屏蔽體的最關鍵因素是對磁屏蔽的透徹理解。其目的是要達到減少所規定的磁場，這樣使其對所屏蔽的器件或系統不形成威脅。一旦這一目標被確定，就應考慮會影響到屏蔽體的低成本設計的一些基本設計因素。這些包括：材料的選擇、主要設計參數和加工工藝 關鍵詞：電磁屏蔽 材料選擇 設計 生產技術 本篇論文是由3COME文檔頻道的網友為您在網絡上收集整理餅投稿至本站的，論文版權屬原作者，請不要用于商業用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否者后果自負，如果此文侵犯您的合法權益，請聯系我們。 利用母材并使用縫隙和連接點

2、的氬弧焊或疊層縫隙的點焊，就可以組裝多個屏蔽元件。氬弧焊可使組裝的屏蔽體得到最佳化的磁連續性，它可用于使用高屏蔽性能方面。對于大部分應用，與氬弧焊相比，法蘭和疊層連接的點焊可獲得更高級的磁連續性。 為使典型的屏蔽合金（如Mumetal）達到最佳性能，還要進行特殊的被稱為氫退火的熱處理循環。一旦所有加工過程完成，就可以進行退火過程。但在退火以后，對屏蔽體進行沖擊和振動試驗，將降低材料的性能。嚴格遵守所規定的退火周期，不但能保證獲得最佳磁屏蔽性能，而且還可以將未退火材料的磁導率平均提高倍。、結論對所規定的屏蔽任務的了解有助于最好的材料、結構和加工藝的選擇。這種評價可在最佳成本下保持最好的屏蔽性能。

3、    磁屏蔽的解決方案    GMR傳感器作為一種靈敏度非常高的磁性傳感器，可以預見未來的廣泛應用。但用戶極其關心的一個問題是抗磁干擾問題。為解決此問題有多種方案，但最主要的是磁屏蔽，以下是關于磁屏蔽的相關論述。（資料主要來源：The MuShield Company,Inc. 僅供參考，不負相關責任。）    如果你要設計自己的磁屏蔽系統，你會發現以下的信息是很有用的。    磁屏蔽目的：通常是保護電子線路免于受到諸如永磁體、變壓器

4、、電機、線圈、電纜等產生磁場的干擾，當然屏蔽強的磁干擾源使它免于干擾附近的元器件功能也是一個重要的應用目的。 磁屏蔽材料參數及材料劃分：磁屏蔽體由磁性材料制成，衡量材料導磁能力的參數是磁導率，通常以數字來表示相對大小。真空磁導率為1，屏蔽材料的磁導率從200到350000；磁屏蔽材料的另一個重要參數是飽和磁化強度。磁屏蔽材料一般分為三類，即高導磁材料、中導磁材料和高飽和材料。    高飽和磁導率材料的磁導率在80000-350000之間，經熱處理后其飽和場可達7500Gs；中磁導率材料通常和高導材料一起使用，其磁導率值從12500-150000，飽和場1

5、5500Gs；高飽和場的磁導率值為200-50000，飽和場可達18000-21000Gs。    以下是一些常用量的定義：     Gs：磁通密度的單位，相當于每平方厘米面積上有一條磁力線通過。    磁通量：由磁場產生的所有磁力線的總和。    飽和磁場：即材料磁感應強度漸趨于一恒定值時對應的磁場。    B：屏蔽體中的磁通密度，單位Gs。    d：屏

6、蔽體直徑（注：當屏蔽體為矩形時指最長邊的尺寸）。    Ho：外場強度，單位Oe。    ：材料磁導率。    A：衰減量（相對值）。    t：屏蔽體厚度。    磁場強度：屏蔽體中磁場強度估算用下面公式：     B=2.5dHo/2t（Gs）     如用厚度為0.060的材料制成直徑為1.5的屏蔽體，在80Gs

7、的磁場中其內部磁場為2500Gs。    屏蔽體厚度：用以下公式估算：     t=Ad/（英寸）     如用磁導率為80000的材料制成直徑為1.5的屏蔽體，當要求實現1000/1的衰減量時，屏蔽體的厚度為     t=1000×1.5/80000=0.019     厚度設計還應綜合考慮性價比的因素，一般屏蔽材料的磁導率應不低于80000，否則就要增加厚度以達到同樣的屏蔽效果，則會

8、導致費用的增加。    當場強很強時，厚度的選取應使材料工作于磁導率最大的場強下。如當材料的磁導率在場強為2300-2500Gs時磁導率最大，則所需厚度為     t=1.25dHo/B（英寸）     如直徑1.5，長度6的屏蔽體置于80Gs的磁場中，所需的厚度是0.060。    磁場衰減率：用下式估算：     A=t/d     用此式對上面的數據計

9、算可得到，當材料磁導率為350000時，其衰減率為14000。    磁通密度：被屏蔽空間內磁通密度為     B=Ho/A（Gs）    同樣利用以上數據，則被屏蔽空間的磁場為0.0057Gs。     更多的設計要點：    *開始設計前要正確估算干擾場的大小和頻率，其次，正確評價能承受的干擾場的大小。    *用以屏蔽很強的磁場時，可采用多層屏蔽的結構

10、。如果可能，兩層屏蔽體間保留1/2的間隙。     *在屏蔽如真空泵產生的強磁場時，要采用多層屏蔽結構。其中內層用低磁導率材料，中間層用中磁導率材料，外層用高磁導率材料。     *用單層結構屏蔽如CRTs等及其敏感的設備時，應在離設備5處形成一個完整的屏蔽體；當型號很大時，只需對關鍵部分如磁軛等部位進行屏蔽即可。     *對于極低場的要求，通常采用3層屏蔽的方式，其中外層屏蔽用高磁導率材料，在內外屏蔽層間是Cu層。在Cu層上通以強的交流電流可對內屏蔽層消磁，同時Cu層還可

11、以屏蔽靜磁場的干擾。     *對于磁屏蔽結構，在材料厚度允許的時候可采用搭接點焊，交接尺寸至少3/8。在直徑發生變化或結構拐角的地方，應采用氦弧焊。     使用片狀材料的要點：在屏蔽小元件時，剛性結構加工應用都不方便，這時片狀材料是一個很好的選擇，但要注意以下事項：     *為減少磁散射發生，結構中應避免出現 尖銳的拐角；如果結構上需要開孔或縫，則應力求其邊角采用圓弧形式。     *當屏蔽圓柱形物體時，每一層的搭接尺寸不少于3/

12、4，而且第一層的接口位于180°的位置，則下一層的接口位于90°的位置，再下一層又位于180°的位置，如此等等。     *為了提高屏蔽效果，每兩層屏蔽間保留3-4倍于薄片厚度的空間。    *因為薄片材料具有極高的磁導率，因此使用中應避免連續螺旋狀卷繞它，否則將有可能在屏蔽體中產生相當于磁極的結構。     *當在薄片材料上鉆孔時，應確保是在正確的加工片狀金屬的條件下進行，而不是在普通的金屬加工條件下操作，因為普通的操作方式會產生螺絲起子效應導

13、致薄片發生彎曲，從而屏蔽就是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散；用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。    （1）當干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率的金屬材料中產生的渦流，形成對外來電