[发明专利]一种低频磁场频谱测量方法及系统

权利要求书

1.一种低频磁场频谱测量方法，其特征在于含有以下步骤：实验标定与测量步骤、理论计算仿真步骤及实际测量步骤；

实验标定与测量步骤：通过信号发生器产生周期正弦信号，经由功率放大器放大信号电流，通入标准线圈中产生标准磁场，再利用测量线圈测量标准线圈中心点处的磁场，利用示波器对感应电压波形进行采集并处理，最终得到测量线圈传感系数频响曲线的实验结果；

理论计算仿真步骤：将实验结果与理论计算结果、仿真结果进行对比分析，采用分段拼接的方式确定最终的关系曲线；

实际测量步骤：获得电压频谱，通过关系曲线得到磁场频谱；

实验标定与测量步骤包括通过实验获得测量线圈传感系数频响曲线的流程如下：

步骤1、首先由信号发生器产生单一频率的正弦信号，经过功率放大器放大信号电流，接入标准线圈中产生标准磁场，该标准线圈圆心处的磁场根据毕奥-萨伐尔定律计算得出，即：

其中，μ₀为真空磁导率，B为标准线圈圆心处的磁场，N为标准线圈的匝数，I为通入标准线圈的电流，R为标准线圈的半径，

步骤2、然后用测量线圈去测量标准线圈圆心处的已知磁场B，由于发生了电磁感应，测量线圈中会产生感应电压U，利用示波器对测量线圈输出的感应电压进行测量，通过线圈传感系数公式得到该频率下的传感系数，

步骤3、改变信号发生器输出信号的频率，重复步骤1和步骤1，从而获得不同频率下测量线圈的传感系数；

理论计算仿真步骤基于法拉第电磁感应定律，再结合仿真得到的结果，将获得的传感系数频响曲线进行综合对比分析，

将测量线圈内部的磁场近似为测量线圈中心点处的磁感应强度值，计算出测量线圈的磁通量为：

其中，μ₀为真空磁导率，B为标准线圈圆心处的磁场，S为测量线圈的面积，N为标准线圈的匝数，I为通入标准线圈的电流，R为标准线圈的半径，r为测量线圈的半径，

结合法拉第电磁感应定律，得到测量线圈两端的感应电动势大小为：

其中，Φ为穿过测量线圈的磁通量，μ₀为真空磁导率，B为标准线圈圆心处的磁场，N为标准线圈的匝数，n为测量线圈的匝数，R为标准线圈的半径，r为测量线圈的半径，I_A为通入标准线圈的交变电流幅值，ω为角速度，t为时间。