[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

说明书

本发明公开了一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法及系统，涉及磁场传感器标定技术领域，其技术方案要点是：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；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；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；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。本发明在一定频率范围内可解决脉冲磁场传感器溯源性问题，使其测得的量值准确可靠，为脉冲磁场测量系统的量值溯源和准确度评估提供依据。

技术领域

本发明涉及磁场传感器标定技术领域，更具体地说，它涉及一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法及系统。

背景技术

目前，基于法拉第电磁感应定律的脉冲磁场传感器已被广泛用于加速器引导磁场测量、高功率激光装置开展惯性约束聚变场效应测量、高压变电站内脉冲磁场测量等多种应用场景中。由于脉冲磁场产生的条件、传感器的灵敏度系数容易因受到环境因素干扰而变化，导致其测量结果的准确度难以保证，因此需要采用计量的手段，对脉冲磁场传感器的灵敏度系数进行标定，从而对测量结果的不确定度进行有效评估。

脉冲磁场有别于直流磁场和交流磁场，传统的用于直流磁场和交流磁场传感器灵敏度系数的标定方法对其不适用。目前，尚无文献记载针对脉冲磁场传感器灵敏度系数的标定方法和标准，相应的计量标准也尚未建立。为了保证脉冲磁场传感器测量结果准确、可靠，如何研究设计一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法及系统是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法及系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种低频脉冲磁场传感器灵敏度系数标定方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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；