[发明专利]一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法及系统

权利要求书

1.一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，包括以下步骤：

S101：将待标定脉冲磁场传感器、霍尔效应磁场传感器同步置于脉冲磁场发生器激发的脉冲磁场中进行信号采集；

S102：通过采集设备读取霍尔效应磁场传感器采集的第一信号的电压幅度，得到标准脉冲磁场幅度；

S103：通过积分器对待标定脉冲磁场传感器采集的第二信号进行积分处理，得到脉冲电信号；

S104：采集设备依据脉冲电信号、标准脉冲磁场幅度对待标定脉冲磁场传感器的灵敏度系数进行标定计算，得到灵敏度系数标定结果。

2.根据权利要求1所述的一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，所述待标定脉冲磁场传感器的灵敏度系数标定计算公式具体为：

其中，S₀表示灵敏度系数；e表示第二信号；表示脉冲电信号；B_m表示标准脉冲磁场幅度。

3.根据权利要求2所述的一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，通过多次测量取平均值对待标定脉冲磁场传感器的灵敏度系数进行优化标定，优化标定的计算公式具体为：

其中，S₁表示优化标定的灵敏度系数；n表示测量次数；e_i表示第i次测量的第二信号；B_i表示第i次测量的标准脉冲磁场幅度。

4.根据权利要求1所述的一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，所述脉冲磁场发生器包括可编程电源、直流高压源、脉冲形成网络PFN、高压脉冲发生器、匹配负载以及螺线管线圈；

可编程电源输出的可调电压经直流高压源提升至kV级后为由电容和电感组成的脉冲形成网络PFN充电；

高压脉冲发生器产生触发脉冲以触发脉冲形成网络PFN内的三电极气体开关，脉冲形成网络PFN启动后在匹配负载上产生一个高压脉冲大电流；

高压脉冲大电流通过电缆从匹配负载的输出端经过螺线管线圈，通过螺线管线圈激发出作为标定磁场源的脉冲磁场；

待标定脉冲磁场传感器、霍尔效应磁场传感器均置于螺线管线圈的均匀区内。

5.根据权利要求4所述的一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，所述脉冲形成网络PFN包括多个并联设置的电容以及设置在相邻电容同电极侧之间的电感；

直流高压源输出的直流高电压对脉冲形成网络PFN进行充电的时间常数τ₁计算具体为：

τ₁＝R₀(C1+C2+…+C7+Cn₀)

其中，R₀表示脉冲形成网络PFN输入主干线路的电阻值，n₀表示并联设置的电容数量；

通过高压脉冲发生器触发三电极气体开关使得开关闭合，并在闭合回路中进行放电，放电常数τ₂的计算具体为：

τ₂＝R_m(C1+C2+…+C7+Cn₀)

其中，R_m表示匹配负载电阻值。

6.根据权利要求4所述的一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，所述螺线管线圈的匝数由所需产生磁感应强度的最大值和输入电流的最大值共同决定，具体关系如下：

其中，n1表示螺线管线圈的匝数，B表示所需要的磁感应强度，μ₀表示自由空间中的磁导率，I表示螺线管内通过的电流，U表示直流高电压大小。

7.根据权利要求1所述的一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，所述脉冲磁场发生器激发的脉冲磁场频率不大于100MHz。

8.根据权利要求1所述的一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，其特征是，所述霍尔效应磁场传感器的准确度等级小于待标定脉冲磁场传感器的准确度等级的三分之一。

9.一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定系统，其特征是，包括脉冲磁场发生器、待标定脉冲磁场传感器、霍尔效应磁场传感器、积分器、采集设备；

待标定脉冲磁场传感器、霍尔效应磁场传感器均置于脉冲磁场发生器激发的脉冲磁场中；

待标定脉冲磁场传感器的信号输出端通过第一同轴线与积分器的信号输入端连接，积分器的信号输出端与采集设备的第二通道端口连接；

霍尔效应磁场传感器的信号输出端通过第二同轴线与采集设备的第二通道端口连接；

第一同轴线、第二同轴线的信号传输频率相同，且均大于所需传输脉冲磁场信号频率的最大值。