[发明专利]积分型脉冲磁场测量系统信号注入标定方法

说明书

技术领域

本发明属于脉冲磁场测量领域，尤其涉及积分型脉冲磁场测量系统的测量系数标定方法。

背景技术

随着电子技术的发展，电磁兼容问题在各行各业彰显重要。雷电电磁脉冲和各种脉冲放电过程等都涉及到脉冲磁场的测量。脉冲磁场测量在电磁兼容测量中是个难题。脉冲磁场测量可通过巨磁阻（GMR）传感器测量。但巨磁阻传感器灵敏度较低，如果被测的脉冲磁场太弱，信号经放大后信噪比就降低了。还可以由光纤传感器测量脉冲磁场，但光纤传感器太复杂，成本高，使用不方便。常用的成本低、使用方便的脉冲磁场测量是用小环天线作传感器测量脉冲磁场，信号传输使用电缆或光纤传输系统来完成。使用环天线测量脉冲磁场时，得到的是脉冲磁场的微分信号，需要积分器对微分信号积分，还原成原来的磁场信号。这就是积分型脉冲磁场测量系统。

脉冲磁场测量系统测量到的往往是电压信号，需要乘上一个磁场测量系数才能得到以磁场单位（比如特斯拉，T）为量纲的磁场信号。这个磁场测量系数需要标定才能确定。一般的标定方法是研制（或购买）一套已知的标准脉冲磁场信号源，用于产生标准的脉冲磁场，用被标定的脉冲磁场测量系统来测量这个标准磁场，将其测量值与标准值进行比对，就可得到磁场测量系数。产生标准脉冲磁场的磁场源体积庞大，成本非常高，操作复杂，使用不方便。脉冲磁场测量系统有一定的体积，放到标准的脉冲磁场源中会对其产生的标准脉冲磁场产生扰动，产生标定误差。脉冲磁场源往往是高电压、大电流设备，使用这些设备有一定的触电风险。脉冲磁场对人体照射会产生一些生物效应，因此经常使用脉冲磁场源会影响操作人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种使用方便、安全，且成本低廉的积分型脉冲磁场测量系统小信号注入标定方法，得到磁场测量系数。

本发明的积分型脉冲磁场测量系统信号注入标定方法，包括下列步骤：

1) 卸下积分型脉冲磁场测量系统的外接磁场环天线，并测量磁场环天线的面积A；

2) 卸下外接磁场环天线后，在测量系统输入端注入角频率为ω的正弦波小信号u_i(t)，在系统输出端得到同频率的正弦波小信号u_o(t)，用示波器同时测量u_i(t)和u_o(t)，其频域表达式为U_i(jω)和U_o(jω)；

3) 由U_i(jω)和U_o(jω)的幅度和角频率ω，通过公式

计算积分型脉冲磁场测量系统特征系数k；

4) 由磁场环天线的匝数n、面积A以及积分型脉冲磁场测量系统的特征系数k，通过公式

计算磁场测量系统的测量系数k_m ，也就是积分型脉冲磁场测量系统的标定参数。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、成本低廉，不需要昂贵标准脉冲磁场源，只要小信号源和示波器即可。

2、操作方便，只需测量系统的注入和输出的小信号幅度即可，不必回到实验室就能在测量地进行现场标定。

3、克服了传统的标定方法中的磁场探头对标定磁场的扰动引起的误差问题。

4、使用小信号注入标定，避免了标定人员受到脉冲磁场照射和触电风险，人身安全有保障。

附图说明

图1是本发明的测量磁场的磁场环天线等效电路图。

图2是本发明的脉冲磁场RC积分等效电路图。

图3是本发明的积分型脉冲磁场测量系统信号注入标定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明作进一步地详细说明。

实施例1