瞬态弱磁场测量系统的研究

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1、华北电力大学（北京）硕士学位论文瞬态弱磁场测量系统的研究姓名：肖保明申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：王泽忠20040201电E缽a扯0§Rf)g1本文针对猴系统麵括i磁场测量探头近场电磁场分布的特点；场探头、设计了信号放〕垸E&②讹@R晚gi：etamb&fte?nefnite1石免本文针对脫系统巍括窿场测量探头、近场电磁场分布的特点；场探头、设计了信号放I的电磁脉冲模拟器对所E靈魏鬼、Hz)1.1选题的背景和1.1.1电磁兼容概;众所周知，生活俯各个领域中。特扌气与电子设备的干扰和扌播做懸遜統硏鑑明电器等的放电。⑤微波干扰源(2频、极高频干述9传车的研究干扰的传

2、输辐射皱射主要研究在远场下的电磁祸合。(3)敏感研究主要研究哇环境境越霖越设备形成认证测试需要满足一定的I地。测试比较费事，需要;比较高。因此，一般在试!研制的任何阶段，而且在现问题早解决问题。预先的可能来源和干扰的传擢遵守标准和规范的测试方;度量级即可。但在诊断测个非常复杂的非均匀场，频的磁场側!皇塑?认涯测试霞耍满足一定的溅试标准鞠溉范，耍求舉精确彎!］试仪器稻专门魄测量场计ITI此7在试验样机或产晶定型旳才进行吵曲占&断习nl

3、£L溺试费—I—入pM试可用于1殳1q研制的任何阶段，丽且在初级阶段模拟设备现场的电磁环境嫩行诊断测试可以早—;冇赧国浆电磁看容试诞的妇和:i醤羽滚游馥

4、、仪嚣、设备疆及嚣渡糖篩藐缝辫近了撬S居源彌碍旬番是碑设计电子线路的必要条件。诊断测试是不需要严格帯讯规范的丄血法•只卑能埜出干扰渊并能大致估计出干扰源的频率和幅疫量级鄴露。但在诊凝测试中，由予一般静天绒体积较大，露量近区场通常乂是一个菲常复杂的菲均匀场，因此用较大体积地豹线不能准确地测量近场。瀛然对于低频的磁场可以使用霍尔探头进行测燃，但市于霍尔元件的商频特性不好，不能用來测量高频磁场。近场诊断测量设备一般用近场搽头（包括电场探头和磁场探头）和一台拔谱仪（频蠟嚣羹）或一台示波器（对蠟溺霉）组或。鲍巢灵敏凄不够可驭秀加上〜个低噪声前置放大器。如圈1—1所示为…典型的近场辐射的测鬣系统

5、。鬻1一1煲戮靛近场辐瓣溺量系统1）微波暗室，2）测毅仪器室，3）酬能量吸收材料，4）转台.5）术桌，勖被涮设备，7）EMT接收天线，8）已校准的RF电缆，9）隔板，｝0）放大器，11）EMI测试仪，】2）控制计算机，13）绘图仪1o2国内羚近场瞬惑电磁臻测虢探头憩聚突情况随着科学的快速发展以及大量电子、电气设备的广泛使用，使电磁环境越來越复杂。特别是一些瞬恣的干扰源，它们产生的脉冲干扰上升时间从掣s级到ns级，产生兹嚴变魄磁场持续辩圍良较短，旗值逡较大。霹竣通过终静或辐射兹方式対瑟楚翩I噬販沏魁翩昨紳删锄幟加咖僵删阚瞬瀛瘫翊轍的於须闷雜露Moebius环（CML01等形式分粼麴霞1

6、7联示予瀑态场予撬滚静溺量，渡｛鬟1丨信号包含各种频率成分，丽显在空蔺各处的福值不阐。测试系统不仅耍能精确地测爨出场强螺值懿大小，还耍熊褥到场强随时间交化终波形。所以就必须根据不同的场、不同地测缀口的采用不同的测量探头。1•2。1弱羚疆突愦况早在20懒纪60年代瀚外就开始了瞬态电场和磁场传感器的研究工作，当时主要是为了测瀛山核爆炸版产生电磁脉冲(NEMP)的瞬态电场和瞬态磁场，慨且主委是…些攀丁的磷究税桃在进行研究丁｛乍。经们狠爨测爨的篱要开发磁各莘孚形式的瞬态电磁场测鬟探头。最鞠开发静瞬惑电磁场传感系统屮，电场探头为空心的球形偶极子(HSD—HollowSphericalDipol

7、e)结构：磁场探头为多间隙环(MGL-1tigapLoop)结构…1。后來魄场探头的结橡榴继出现了激进圆锥形偎檄子(ACD—AsymptoticConicalDipole）探头、嵌入式阖盘形偶掇予（FpD—F1u娩一P1ateDipo1攘头.圜校形单极偶扳子(CylindricalMonopoleSensor)M2｝探头等，簇2所示。磁场探头的结构还有多I暇线圈环(M”FL一Mu1titumLoop)探头、圆Cy1indricaIMoebiusLoop）＞辫紙环形线爨、(a)輛GL侮感嚣n)藏？L传掰器:c）m。ebius卸图1〜3璐态磁场传感嚣《。阳卜L(b)ACD传感蒙《e图1~

8、2瞬态电场传感嚣产生的瞬态定溺和磁场的光绎瞬怒电场和磁场传感器｝翻，其电场传感器的测量范I韦IK.Feser教授领导的研究组先后开发了一序捌不同诵髓范阐、不同测量额率、不同维数的疆场转感器。予20蝕纪8()年｛=屮期开发了一套二缀电场蕊感器、该测量系统SE测量讒为50k氏器，其*带范围.00kV/mo的频督曝为1OP于2(业纪90年彳晋期乂研制卜经i磁场传感器，箕频率莲强为3OHz〜一300MHz,场强测量范I韦I为0・8A/m〜｛。5kAIm,人咲严10