如何用磁場探頭測定磁場強度和高頻電流?

本文主要介紹如何通過近場探頭測量出來的結果，來計算磁場強度和實際流過電流。關于本文具體內容請下載：如何用磁場探頭測定磁場強度和高頻電流?

磁場探頭發射的電壓信號輸出（Uprobe），被頻譜分析儀分離成頻譜。磁場修正系數（KH）定義為：描述電壓信號和相關磁場（HRF）的關系。磁場（HRF）與電流（IRF）相關，這樣，另一個修正系數基于電流（IRF）來定義。

1、磁場修正:

從磁場探頭測出的電壓信號（Uprobe），通過修正公式，可計算出磁場探頭線圈里的磁場強度（HRF）。在每個單獨的應用中，磁場探頭的修正系數與測量幾何參數無關，即探頭可以在任意距離和角度來操縱，相對于導體沒有任何修正錯誤（圖2），其結果都是圍繞探頭線圈的是平均磁場強度（圖1）。

圖1 在探頭線圈里的場強發布（均勻磁場）

圖2 通用測試設置布局

根據修正系數（KH），按下面公式運算平均磁場強度：

運算方程式舉例見圖3：

圖3中，磁場探頭位于全頻范圍內恒定的磁場中。由于耦合的因素，在探頭中感應的電壓取決于頻率。耦合系數來自測得的電壓（Uprobe）和平均磁場強度之間。如果修正系數再加上被測電壓（Uprobe），就可得到實際存在的磁場強度（HRF對數表達）。

使用公式可以從測得的曲線（Uprobe）和修正系數（KH）來確定平均磁場強度（HRF）。結果如圖3所示。

圖3怎樣運算修正系數舉例

2、電流修正:

在射頻磁場（HRF）和射頻電流（IRF）之間存在一致的物理相關性，它們的關系程度取決于電流導體布局的幾何參數。因此，測試中需要在定義的參考設置下，來標定電流修正系數（K I）。

在高頻電流探頭使用時，只有幾何參數與參考設置重合，才會準確修正測定的電流值（Icorr）。如果在設置上有偏差，電流值（Icorr）也會偏離，此時，計算出的電流值（Icorr）只能是一種強弱程度參考值，不是一個精確的測量值。測試修正時，根據下面的幾何參數進行參考設置(圖4和圖5) ：此時要求導線寬2mm；導線距離接地系統的高度為1mm；磁場探頭放在導線上（見圖4）。

根據電流修正系數（KH），按下面公式運算電流值：

圖4 用于RF-R400-1\RF-R50-1\RF-R3-2\RF-R0.3-3近場探頭的設置

圖5 用于RF-B3-2\RF-B0.3-3\RF-K7-4\RF-U2.5-2\RF-U 5-2近場探頭的設置

本例中采用的是在全頻率范圍內恒定的電流（圖6）。 通過磁場探頭，該電流變成電壓，并通過頻譜分析儀測出探頭輸出電壓（Uprobe）。從探頭輸出的電壓波形，再加上頻率有關的校正系數，這樣測量出導體中的電流（對數）。在本參考設置 里，Icorr就為流過的電流（dBuA）。

圖6 電流校正舉例(綠色為電流dBμA)

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