《电磁测量技术》课件_李宝树_第二章
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《电磁量测量技术》课件
补偿法
通过引入一个已知的修正量，抵消原有的误差分 量。
统计处理法
对大量随机误差数据进行统计处理，得到更接近 真实值的平均值。
数据处理与误差修正
数据筛选
去除异常值和离群点，确保数据质量 。
数据平滑
通过数学方法对数据进行平滑处理， 减少噪声干扰。
数据处理与误差修正
• 数据变换：将数据转换为更易于分析和处理的格 式。
02
随着科技的发展，对电磁量测量 的精度和效率要求越来越高，因 此需要不断更新和完善测量技术 。
课程目标
01
02
03
04
掌握电磁量测量的基本原理和 方法。
熟悉各种电磁量测量仪器和设 备的使用。
了解电磁量测量技术的发展趋 势和应用前景。
提高解决实际问题的能力。
02
电磁量测量的基础知识
电磁场与电磁波
电磁场
是由电荷和电流产生的场，包括电场 和磁场，二者相互依存、相互转化。
电磁波
电磁波的传播
电磁波可以在真空中传播，也可以在 介质中传播，其传播速度与介质有关 。
是电磁场的一种运动形态，以波动形 式传播，具有能量、动量和质量。
电磁量的定义与单位
电磁量
是指描述电磁场和电磁波的物理 量，如电流、电压、电阻、电容 、电感、磁通量等。
《电磁量测量技术》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 引言 • 电磁量测量的基础知识 • 电磁量测量的常用方法 • 电磁量测量中的误差与数据处理 • 电磁量测量的应用实例 • 未来电磁量测背景
01
电磁量测量技术在现代工业、科 研和日常生活中具有广泛应用， 如电力、通信、交通、医疗等领 域。
误差的来源与分类
系统误差
通过引入一个已知的修正量，抵消原有的误差分 量。
统计处理法
对大量随机误差数据进行统计处理，得到更接近 真实值的平均值。
数据处理与误差修正
数据筛选
去除异常值和离群点，确保数据质量 。
数据平滑
通过数学方法对数据进行平滑处理， 减少噪声干扰。
数据处理与误差修正
• 数据变换：将数据转换为更易于分析和处理的格 式。
02
随着科技的发展，对电磁量测量 的精度和效率要求越来越高，因 此需要不断更新和完善测量技术 。
课程目标
01
02
03
04
掌握电磁量测量的基本原理和 方法。
熟悉各种电磁量测量仪器和设 备的使用。
了解电磁量测量技术的发展趋 势和应用前景。
提高解决实际问题的能力。
02
电磁量测量的基础知识
电磁场与电磁波
电磁场
是由电荷和电流产生的场，包括电场 和磁场，二者相互依存、相互转化。
电磁波
电磁波的传播
电磁波可以在真空中传播，也可以在 介质中传播，其传播速度与介质有关 。
是电磁场的一种运动形态，以波动形 式传播，具有能量、动量和质量。
电磁量的定义与单位
电磁量
是指描述电磁场和电磁波的物理 量，如电流、电压、电阻、电容 、电感、磁通量等。
《电磁量测量技术》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 引言 • 电磁量测量的基础知识 • 电磁量测量的常用方法 • 电磁量测量中的误差与数据处理 • 电磁量测量的应用实例 • 未来电磁量测背景
01
电磁量测量技术在现代工业、科 研和日常生活中具有广泛应用， 如电力、通信、交通、医疗等领 域。
误差的来源与分类
系统误差
磁性测量概论PPT讲稿
磁力效应 磁致伸缩 旋磁效应
扭矩效应
压磁效应 线性效应
横向Joule效应 Guillemin效应 Brackett效应
圆周效应 体效应
Joule效应 Barrett效应
Einstein－de Hass效应 Wiedemann效应 扭矩减小效应
磁秤（常用的有7种）
劲度系数效应
转矩
交变梯度磁强计
磁声效应
空间变化 振动样品、提拉样品、冲击法、SQUID磁强计 电磁感应
时间变化 动态磁性测量仪、永磁材料测试仪
光
SMOKE、磁圆（线）振二向色性
物理效应
电
交、直流电输运
力
磁转矩、磁秤、交变梯度磁强计
磁共振
稳恒磁场 微波磁场
ESR、FMR、AFMR、NMR、Mössbauer谱 回旋共振
磁性测量
20
• 磁性测量: 传统 仪 器
一、直接测量原子的磁矩
真正测量单原子：磁圆（线）振二向色性 中子散射 ？ Mössbauer谱 ？
原子核磁矩？
二、间接测量原子的磁矩
间接测量单原子：假设、计算
再谈
统计平均：总体平均
磁性测量
• 磁性测量原则
粒子 光
盘点我们的本事 人
磁
物质
电
力、声
热
8
各 种 谱
磁性测量
9
• 磁性测量原理
间接测量－直接测量
信号采集
信号采集方法
探测线圈
悬丝扭矩、杠杆失衡 梯度线圈、压电晶体电压 极化光偏振方向、检偏器 电阻应变片应变、激光行程
（微波）能量吸收
仪器设备
振动样品磁强计 提拉样品磁强计 SQUID磁强计
《电磁测量技术》课件 李宝树 第四章解析
章第五节)，计算出负载的功率因数，在计算出负载消耗的功率。
四、差流法
测量电路如图4-12所示，Z为被 测负载，R1和R2为已知标准电阻。分 别测出开关S合向“1”时的电流I1和开 关S合向“2”的电流I2，即可算出被测 负载消耗的功率
P
R1R2 2(R2 R1)
(I12
I
2 2
)
A
S
u
1
2
Z
R1
R2
)
I
IN
IZ
二、三电流表法
U
RN
Z
由图4-10及图4-11得：
I
2
I
2 Z
I
2 N
2IN
IZ
cos(
)
I
2 Z
I
2 N
2 U RN
IZ
cos
I
2 Z
I
2 N
2 RN
P
图4-10 三流表测量功率的电路
IN
U
I
IZ
图4-11 三流表测功率的相量图
P
RN 2
(I 2
I
2 Z
I
2 N
)
三、电位差计法
用电位差计分别测出负载两端的电压和通过负载的电流(第三
Uo KPUI cos
可见，滤波器输出的电压与负载消耗的功率成正比，把功率变换 成了电压。
第三节 三相功率的测量
一、三相有功功率的测量 1.一表法
A
*
* W
ZA B
ZB
C
ZC
图4-14 星形连接的负载
*
A
*W
B
ZCA
Z AB
Z BC C
图4-15 三角形连接的负载
电磁测量全套精品课件
系统误差是客观存在的，但有一定规律，可以采取必要的 措施，将其消除或减小。
2.偶然误差 在一定的测量条件下，多次测量同一个量，误差的大小 和符号不定，不存在已知的变化规律，也不可预知，这种误 差称为偶然误差。产生偶然误差的原因主要是电源电压或频 率无规则波动和环境条件的瞬态变化。 偶然误差具有以下特征： （1）有界性；（2）单峰性；（3）对称性；（4）抵偿 性。
3.5共10个等级； ……
＞＞返回
二、仪表准确度等级的确定
一般采用标准表与被确定等级的仪表在相同的条件下同 时测量同一个量，被测量的变化范围为0 ～Am，取标准表的 读数作为实际值，被确定等级的仪表的读数作为测量值，然 后逐点计算绝对误差，找出最大绝对误差，再计算最大引用 误差，根据值与国标对照，最后确定仪表的准确度等级。
最大引用误差
nm
m Am
100%
K%
用K来描述仪表的准确度等级。显然，值越小，仪表的准
确度越高。
根据国家标准规定：
电流表和电压表的准确度等级分为0.05、0.1、0.2、0.3、
0.5、1、1.5，2、2.5、3、5共11个等级；
功率表分为0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1、1.5、2、2.5、
２．便携式仪表的型号组成 与安装式仪表区别：无形状代号 举例：T62-V
设计序号为62的电磁系电压表 另有：系列代号前加一个汉语拼音字母 表示类别
如：Q 表示电桥Pຫໍສະໝຸດ 表示数字式四、仪表中的符号
列表
五、度量器
度量器 ：测量单位的复制实体 分 类：基准器（基准量具）
标准器（标准量具） 工作量具
高准 确
低度
电磁测量中的标准器： 标准电池、标准电阻、标准电容、标准电等。
电磁探伤原理及应用ppt课件
在气井生产过程中，油、套管若出现严重腐蚀，没有及时发 现并采取措施，其后果可能是非常严重的。和油井相比，对气井 实施套损检查测井面临的问题是：在井内高温、高压，甚至含有 害气体情况下，进行重新压井、起下油管、洗井、测井等等作业 时，技术难度大，工作成本高，最重要的是面临很大的风险。如 果可以在正常生产情况下，使用小直径的套损检测仪器，通过油 管对油、套管柱的腐蚀情况进行检测，并获得具有较高精度的测 量结果将可以解决以上问题。俄罗斯MID-K电磁探伤成像测井仪 可以满足这些条件，可以检测多层管柱的管壁损伤情况。
性损伤。
精选课件
5
华北石油局数字测井站
油管腐蚀形态各异（之一）
油管外壁腐蚀呈凹 台、脓疮、园坑、
槽状和片状脱落
半圆周腐蚀 呈刀刃状, 边缘 有腐蚀穿透并脱
落
TS12井油管腐蚀情况
精选课件
油管接箍腐蚀情况
6
油管轻微 腐蚀坑洼
华北石油局数字测井站
油管腐蚀形态各异（之二）
ε=f（T1、T2、……Tn、μ1、μ2、……μn、σ1 、σ2、……σn、D1、
D2、……Dn、t、Ex、K） 精选课件
19
华北石油局数字测井站
为了提高测量精度，在井下仪器设计时，采用三个不同的硬件放大电路，对纵向 探头A的接收线圈感生电动势ε时间衰减谱分三个不同的时间段进行放大采集，得到三 个不同放大倍数的时间衰减谱(如图所示)，提高对管柱不同径向范围感应电动势的测量
精选课件
18
华北石油局数字测井站
2、测量原理
MID-K电磁探伤成像测井仪属于磁测井系列，其理论基础是电磁感应定律。给发射线圈 通以直流电，在螺线管周围产生一个稳定磁场，这个稳恒磁场在油管和套管中产生感生电流。 当断开直流电后，该感生电流在接收线圈中便产生一个随时间而衰减的感应电动势ε，即
性损伤。
精选课件
5
华北石油局数字测井站
油管腐蚀形态各异（之一）
油管外壁腐蚀呈凹 台、脓疮、园坑、
槽状和片状脱落
半圆周腐蚀 呈刀刃状, 边缘 有腐蚀穿透并脱
落
TS12井油管腐蚀情况
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油管接箍腐蚀情况
6
油管轻微 腐蚀坑洼
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油管腐蚀形态各异（之二）
ε=f（T1、T2、……Tn、μ1、μ2、……μn、σ1 、σ2、……σn、D1、
D2、……Dn、t、Ex、K） 精选课件
19
华北石油局数字测井站
为了提高测量精度，在井下仪器设计时，采用三个不同的硬件放大电路，对纵向 探头A的接收线圈感生电动势ε时间衰减谱分三个不同的时间段进行放大采集，得到三 个不同放大倍数的时间衰减谱(如图所示)，提高对管柱不同径向范围感应电动势的测量
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18
华北石油局数字测井站
2、测量原理
MID-K电磁探伤成像测井仪属于磁测井系列，其理论基础是电磁感应定律。给发射线圈 通以直流电，在螺线管周围产生一个稳定磁场，这个稳恒磁场在油管和套管中产生感生电流。 当断开直流电后，该感生电流在接收线圈中便产生一个随时间而衰减的感应电动势ε，即
《电磁测量技术》课件 李宝树 第九章
0
0
Bm
t
H'
e
图9-9(e) 磁感应强度B＇的不对称梯形波
0
图9-9(b) 励磁磁场 H的交流三角波
t
T1 T2
图9-9(f) 电动势e’的不对称方波
如果将探头放在被测直流磁场H0中，铁芯除了受交流磁场H作用外，还 受直流磁场H0作用，铁芯中的合成磁场为H’。在交流磁场与直流磁场方向相 同的半周期中，铁芯提前进入饱和区，滞后退出饱和区；在交流磁场与直流 磁场方向相反的半周期，铁芯滞后进入饱和区，提前退出饱和区。因此，铁 芯中的磁感应强度B’是不对称的梯形波，如图9-9(e)所示。在测量线圈中感应 出的电动势e’也是不对称的方波，如图9-9(e)所示。(图中T1<T2；如果直流磁 场是－H0,则T1>T2)，此方波中不但有奇次谐波，还包含偶次谐波，偶次谐波 的大小和相位分别反映了直流磁场的大小和方向，测出测量线圈中的感应电 动势偶次谐波电压的幅值和相位，即可测得直流磁场的大小和方向。
图9-10是磁通门磁强 计总体结构框图。给磁场 探测器通入频率为f0的交 流励磁电流i1，把探测器 放入被测磁场中，在输出 线圈两端就会出现二倍频 的电动势，在经过放大、 检波后，便能在指示器上 指示出被测磁场的强度。 相敏检波的作用是反映而 次谐波的相位，以反映被 测直流磁场的相位。
滤波
2 f0
或
m SQ Q Q CQ m
其中SQ称为冲击检流计的冲击灵敏度，CQ=1/SQ，称为冲击常数， 由实验测定。
1.用冲击检流计测定磁通的原理 将匝数为N，面积为S的测量线圈放到被测的磁场中，线圈平 面要和磁场垂直。这时通过测量线圈的磁通就是要测的磁通。把 测量线圈与冲击检流计回路相连，如图9-6所示，设整个回路的电 阻为R，电感为L。 B 测量时，要使穿过测量线圈的磁 通发生变化，例如设法使磁通消失、 反向或突然将线圈从磁场中移开，此 时线圈两端产生感应电动势，并通过 检流计构成的回路中形成感应电流， 这个电流持续时间很短，并与感应电 G R 动势有下列关系 L d di e N Ri L 图9-6 用冲击检流计测磁通的电路 dt dt 对上式两边从电流开始通过的时间t1=0到电流结束的时间t2=τ求定 积分：
0
Bm
t
H'
e
图9-9(e) 磁感应强度B＇的不对称梯形波
0
图9-9(b) 励磁磁场 H的交流三角波
t
T1 T2
图9-9(f) 电动势e’的不对称方波
如果将探头放在被测直流磁场H0中，铁芯除了受交流磁场H作用外，还 受直流磁场H0作用，铁芯中的合成磁场为H’。在交流磁场与直流磁场方向相 同的半周期中，铁芯提前进入饱和区，滞后退出饱和区；在交流磁场与直流 磁场方向相反的半周期，铁芯滞后进入饱和区，提前退出饱和区。因此，铁 芯中的磁感应强度B’是不对称的梯形波，如图9-9(e)所示。在测量线圈中感应 出的电动势e’也是不对称的方波，如图9-9(e)所示。(图中T1<T2；如果直流磁 场是－H0,则T1>T2)，此方波中不但有奇次谐波，还包含偶次谐波，偶次谐波 的大小和相位分别反映了直流磁场的大小和方向，测出测量线圈中的感应电 动势偶次谐波电压的幅值和相位，即可测得直流磁场的大小和方向。
图9-10是磁通门磁强 计总体结构框图。给磁场 探测器通入频率为f0的交 流励磁电流i1，把探测器 放入被测磁场中，在输出 线圈两端就会出现二倍频 的电动势，在经过放大、 检波后，便能在指示器上 指示出被测磁场的强度。 相敏检波的作用是反映而 次谐波的相位，以反映被 测直流磁场的相位。
滤波
2 f0
或
m SQ Q Q CQ m
其中SQ称为冲击检流计的冲击灵敏度，CQ=1/SQ，称为冲击常数， 由实验测定。
1.用冲击检流计测定磁通的原理 将匝数为N，面积为S的测量线圈放到被测的磁场中，线圈平 面要和磁场垂直。这时通过测量线圈的磁通就是要测的磁通。把 测量线圈与冲击检流计回路相连，如图9-6所示，设整个回路的电 阻为R，电感为L。 B 测量时，要使穿过测量线圈的磁 通发生变化，例如设法使磁通消失、 反向或突然将线圈从磁场中移开，此 时线圈两端产生感应电动势，并通过 检流计构成的回路中形成感应电流， 这个电流持续时间很短，并与感应电 G R 动势有下列关系 L d di e N Ri L 图9-6 用冲击检流计测磁通的电路 dt dt 对上式两边从电流开始通过的时间t1=0到电流结束的时间t2=τ求定 积分：
电子测量技术教案PPT演示课件
图2-5 指示电压表
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18
退 出 18
如图2-5所示，
•内测：开关可置于“内测”1或2位置，此时测 量的为信号发生器输出电压有效值。
•外测：开关置于“外测”，电压表就可对一般 外部电压有效值进行测量。
（7）稳压电源
为各部分电路提供正常工作所需的稳定直流 电压。
09.10.2020
09.10.2020
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5
退 出5
3． 输出失真度
标准信号发生器输出失真度在0.1% ~ 0.5%； 普通信号发生器输出失真度在1% ~ 5%。
09.10.2020
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6
退 出6
2.1.3 调制特性
1． 对于调幅的要求
包括调幅特性、调幅系数可调范围及稳定度、 寄生频偏及外调制时调制频率范围、输入阻抗及 要求的调制电压等。
一般输出阻抗可进行8Ω、10Ω、60Ω、600Ω 和5kΩ的切换。
（6）指示电压表
组成：分压器、限幅器、射极跟随器、检波器、 表头校正电路。
指示器用磁电式电流表指示，电压数值与指 针的偏转角度成正比，在刻度盘上可直接读数。
09.10.2020
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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17
退 出 17
09.10.2020
其应用
09.10.2020
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2
退 出2
2.1 正弦信号发生器的主要技术特性
2.1.1 频率特性
频率特性包括有效频率范围、频率准确度和频 率稳定度。
电磁测量专业知识讲座
N d Ri L di
dt
dt
设感应电流连续旳时间间隔为，取上式两边在该时间间
隔内旳积分
d
di
N
dt R idt L dt
0 dt
0
0 dt
得 ( ) RQ N d NΔ (0)
冲击检流计旳第一次最大偏转角与出脉冲电量旳关系为
Q CQm
得
NΔ RCQm
则
Δ Cφm
N
式中旳 Cφ RCQ 叫做检流计旳磁通冲击常数。
在拟定磁通冲击常数后，即可计算出被测磁通旳变化量。 至于被测磁通与它旳变化量之间旳关系，要视此变化量按何种 方式变化而拟定。假如将测量线圈从被测磁场中忽然移开或从 场外忽然置入，则磁通变化量都等于Φ；假如将测量线圈在被 测磁场中以线圈平面为轴旋转180º，则磁通变化量等于2Φ 。
2．磁通冲击常数旳测量 测量电路如图。
A
M
L
R3
E S
R1
G R2
测量磁通冲击常数旳电路
利用S倒向使旳一次侧电流变化方向，从而使磁场旳方向 变化，以取得较大旳磁通变化，调整R1使 M 经过一次侧旳电 流为I，则 M 旳二次侧线圈交链旳磁链为
MI
当电流 I 从变化到-I 时，有
Δ MΔI NΔ
1A/m பைடு நூலகம்π 103Oe
磁场强度与磁感应强度旳关系
B
μ为磁介质旳磁导率，单位是亨利/米（H/m），它旳大小取 决于磁介质旳性质，真空旳磁导率为
0 =4π 10-7
2．安培环路定律 在磁场中，矢量沿任何闭合曲线旳线积分，等于包围在闭 合曲线内各电流旳代数和，称为安培环路定律，用公式表达为
H dl I
则
NΔ Cφm MΔI
电子测量技术第2章
为了表明测量结果的准确程度，一种方法是将测 得值与绝对误差一起列出，如上面的例子可写成 37℃±1℃ 和 1400℃±1℃ ； 另 一 种 方 法 就 是 用 相 对误差来表示。
2. 相对误差
实际中常用相对误差来说明测量精度的高低，
它可分为以下几种。
(1) 实际相对误差
γA =
Δx x0
100%
x0是约定真值
(2) 示值相对误差(又称标称值相对误差)
γx
=
Δx x
100%
x是被测量的测量结果
如果测量误差不大，则可用示值相对误差γx代替 实际误差γA，但若γx和γA相差较大，则二者不可
等同，应加以区分。
(3)满度(引用)相对误差
引用相对误差
m
=
Δx xm
100%
xm是仪器的满刻度值
电工仪表将满度相对误差分为七个等级
但在精密测量及计量中，需根据测量现场的温度、湿 度、电源电压等影响数值求出各项影响误差，以便根据需 要做进一步的数据处理。
27
误差的来源
方法误差
方法误差是指所使用的测量方法不当，或测量 所依据的理论不严密，或对测量计算公式不适当 简化等原因造成的误差。方法误差也称做理论误 差。
方法误差通常以系统误差形式表现出来。产生 的原因是方法、理论、公式不当或过于简化。
减小人身误差的主要途径有： 提高测量者的操作技能和工作责任心 采用更合适的测量方法 采用数字式显示的客观读数以避免指针式仪表的读数视差 等。
26
误差的来源
影响误差
影响误差是指各种环境因素与要求条件不一致而造成 的误差。对电子测量而言，最主要的影响因素是环境温度 、电源电压和电磁干扰等。当环境条件符合要求时，影响 误差通常可不予考虑。
2. 相对误差
实际中常用相对误差来说明测量精度的高低，
它可分为以下几种。
(1) 实际相对误差
γA =
Δx x0
100%
x0是约定真值
(2) 示值相对误差(又称标称值相对误差)
γx
=
Δx x
100%
x是被测量的测量结果
如果测量误差不大，则可用示值相对误差γx代替 实际误差γA，但若γx和γA相差较大，则二者不可
等同，应加以区分。
(3)满度(引用)相对误差
引用相对误差
m
=
Δx xm
100%
xm是仪器的满刻度值
电工仪表将满度相对误差分为七个等级
但在精密测量及计量中，需根据测量现场的温度、湿 度、电源电压等影响数值求出各项影响误差，以便根据需 要做进一步的数据处理。
27
误差的来源
方法误差
方法误差是指所使用的测量方法不当，或测量 所依据的理论不严密，或对测量计算公式不适当 简化等原因造成的误差。方法误差也称做理论误 差。
方法误差通常以系统误差形式表现出来。产生 的原因是方法、理论、公式不当或过于简化。
减小人身误差的主要途径有： 提高测量者的操作技能和工作责任心 采用更合适的测量方法 采用数字式显示的客观读数以避免指针式仪表的读数视差 等。
26
误差的来源
影响误差
影响误差是指各种环境因素与要求条件不一致而造成 的误差。对电子测量而言，最主要的影响因素是环境温度 、电源电压和电磁干扰等。当环境条件符合要求时，影响 误差通常可不予考虑。
第二章电磁学PPT课件
E10 (rR3)
-q
q
E24πq0r2 (R3rR2)
R3
E 30 (R 1rR 2)
E4 4π2q0r2
.
(R1r)
R2 R1
3U 8 O4π q0(R 1 3-R 1 2R 2 1)2.3 1 130 V
第二章 静电场中的导体和电介质
§2-1 静电场中的导体 §2-2 电容和电容器 §2-3 电介质 §2-4 电场的能量和能量密度
外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。
.
31
三 静电屏蔽
1 屏蔽外电场
E
E
外电场
空腔导体屏蔽外电场
空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电 场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.
.
32
2 屏蔽腔内电场
接地空腔导体 将使外部空间不受 空腔内的电场影响.
接地导体电势为零
+
+
+
q
别带上电荷量q和Q.试求：
(1)小球的电势UR，球壳内、外表面的电势； (2)两球的电势差； (3)若球壳接地，再求小球与球壳的电势差。
解：小球在球壳内外表面感应出电荷-q、q
球壳外总电荷为q+Q。
Q
R2
q
R R1
.
35
(1)小球的电势UR，球壳内、外表面的电势
UR410(R q-R q1qR 2Q)
＋
-＋
R2
＋
-
-
＋-
R
1
＋ ＋
-
＋
＋-*P-
R2 ,
C4π .
R 450 1
孤立导体球电容
例3 两半径为 R的平行长直导线中心间距为d ，
《电磁量测量技术》课件
电磁场的测量方法
感应法
介绍感应法的测量原理、适用范围和使用实例。
基于物理场的测量法
介绍基于物理场测量法的实践方法和优缺点。
移动探头法
阐述移动探头法的基本原理、应用场景和适用 范围。
散射矢量网络法
介绍散射矢量网络法在电磁场测量中的应用案 例和实践方法。
电磁波的测量方法
1
频谱分析法
介绍频谱分析法的基本原理、特点和应用案例。
标准 GB/T 17626 GB/T 9254 GB/T 16258 GB/T 17618
简介 电磁兼容性试验标准 电工电子设备电磁兼容性要求 设备及系统固有的辐射发射测量方法 继电保护装置电磁兼容性试验
磁场测量技术 & 电场测量技术
磁场测量技术
• 霍尔效应 • 磁化法 • 磁滞回线法
电场测量技术
2
时域测量法
介绍时域测量法在电磁波测量领域的应用、技术优劣分析和实践案例。
3
电磁波成像技术
阐述电磁波成像技术的基本原理、应用场景和优点。
电磁辐射的测量方法
辐射安全标准
剖析电磁辐射的安全标准以及如 何正确评估和应对辐射问题。
辐射源的测量方法
介绍手机、微波炉等辐射源的测 量方法和注意事项。
人体辐射的测量与防护方法
电磁量测量技术：研究电 磁波的探索与挑战
探索电磁场的基本概念、特性及其测量方法，深入了解电场测量技术、微波 测量技术、暗电流测量技术等。
电磁场的基本概念和特性
电场
介绍电荷与电势的关系，探究静 电场、恒定电场及变化电场等电 场基本概念。
磁场
探讨磁场的来源、磁荷、磁矩、 磁化等基本概念。
电磁波
剖析电场和磁场相互作用所形成 的电磁波，探究电磁波的性质和 特性。
电磁探测技术及其应用课件
波阻抗及均匀大地电阻率
Ex i Hy k
上式中的单位为伏特／米被安培／米除，即为欧姆，故该比 值被称为“波阻抗”。 将 k i 代入上式有： Ex e i / 4
Hy
对上式振幅平方可求得该均介质的电阻率：
1 Ex H y
2
上式表明，当平面波垂直入射均匀各向同性介质时，测量相 互正交的地表电场和磁场水平分量，可得到该介质的电阻率 值。上式构成了频率域电法的基础。
第一部分 TEM原理与应用
一 TEM简介 瞬变电磁法，简称TEM，它利用不接地 回线（磁性源）或接地导线（电性源）进行 电脉冲激发，在脉冲的间歇期间，利用线圈 或接地电极观测二次涡流场。TEM广泛应用 于金属矿勘探，煤田地质，寻找地下水，地 热及工程勘探等领域。
二
TEM基本原理
当发射回线中的稳定电流突然切断后，电磁场将以两种途径传 播到地下介质中。第一种途径是以光速C的电磁波，从空气直 接传播到地表各点，并将部分能量传入地下，在离场源足够远 的地表面上形成垂直向下传播的不均匀平面波；第二种途径是 电磁能量直接从场源所在地传播到地下。它在地中激发的涡流， 似“烟圈”那样随时间之推移逐步扩散到大地深处。 二次磁场可以通过接收回线观测；并对所观测的数据进行分析 和处理，据此解释地下矿体及相关物理参数。
3.3 野外采集仪器 TEM野外测量中用到的仪器主要有美国 的GDP-16， GDP-32，加拿大的V-6，V-8， PROTEM-67等。
四 TEM资料处理与解释
野外数据采集完成后，为了获得更详细 的信息，需要对数据进行处理与解释。它包 括以下以下方面： 4.1 瞬变电磁资料图示 4.1-1 瞬变电磁场剖面图
503 / f
（米）
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阻可分别计算如下：
R1
U1 Ig
Rg
R1
R2
R3
R2
U2 Ig
Rg
R1
U2 Ig
Rg
(U1 Ig
Rg )
U2 U1 Ig
U1
U2
图2-7 多量程电压表
U3
R3
U3 Ig
Rg
R1
R2
U3 Ig
Rg
(U1 Ig
Rg )
U2 U1 Ig
U3 U2 Ig
电压表灵敏度 电压灵敏度是电压表任一量程的内阻与该量
1.单量程电压表
磁电系测量机构能直接测量的电压很小，当被测电压超过表
头两端能够承受的电压时，需要用分压电阻与表头串联来扩大量
程，如图2-6 所示，分压电阻的计算公式为：
Rm
U Ig
Rg
Ig
Rg
Rm
2.多量程电压表
如图2-7所示是一个三量程电压表 的电路，在确定电压量程以后，分压电
图2-6 单量程电压表
程电压的比值，用SU表示，单位是Ω/V。
SU
R1 Rg U1
R1 R2 Rg U2
R1 R2 R3 Rg U3
1 Ig
3.使用电流表应注意的事项 (1)电压表必须并入电路中。 (2)注意电压表的极性，要求电压表的“+”端接高电位，“-”端接 低电位。 (3)正确选择仪表的量程，测量时尽量使指针在半偏以上。 (4)选择内阻合适的仪表，希望电压表内阻越大越好。
(3) 阻尼力矩的产生 当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通，在框内感应 出电流，其电流再与磁场作用，产生与转动方向相反的制动力， 于是可转动部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。
3. 磁电系表头参数及测量
(1) 表头灵敏度 表头灵敏度是指表头的满偏电流，即表头的电流量程，用Ig 表示。 Ig的范围一般在几十微安到几毫安之间， Ig的值越小，灵 敏度越高。
Ma= W
当弹簧的反作用力矩Ma与线圈受到的转矩M达到平衡时，可 动部分停止转动，此时有
M = Ma
当弹簧的反作用力矩与转动力矩达到平衡即M = Ma 时，可 转动部分便停止转动，
KI = Wα
即指针的偏转角
K α W I SI I
结论: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。
仪表的标度尺上作均匀刻度。
四、磁电系仪表的技术特性
(1)准确度高，最高可达0.05级。 (2)灵敏度高。 (3)功耗小。 (4)刻度均匀。 (5)过载能力强。 (6)只能用来测量直流。
五、磁电系检流计
1.结构 为了提高截流机的灵敏度，在结构上采取了一系列的措施：
(1)采用张丝或吊丝取代游丝， 将动圈悬挂起来，可以减小反作用
动圈
力矩，消除摩擦力矩，同时使可动
小镜
张丝
部分双向偏转。
N (2)采用无铝框动圈，减轻可
动部分的质量。检流计的阻尼力矩
S
可通过调节外电路的电阻来满足要
求。
永久磁铁
永久磁铁
(3)采用光点多次反射，增加
单位偏转角在标尺上的位移长度。
图2-8 检流计结构示意图
(4)增大动圈面积，减小气隙。
2.检流计的主要参数
(2) 表头内阻 表头内阻是两个游丝的支流电阻和线圈的直流电阻之和。用 Rg表示。 表头灵敏度和表头内阻都可以用实验的方法进行测量。
二、磁电系电流表
1.单量程电流表 磁电系测量机构可以直接用来测量电流，但测量上限不能超 过表头灵敏度，当被测电流超过表头灵敏度时，可通过分流电阻 来扩大量程，如图所示，分流电阻的计算方法如下：
比路式多量程电流表：开关接触电阻是在总电流支路内，不
会影响分流比例，开关断开时也无危险。 图2-5的三量程电流表的分流电阻计
Ig
Rg
算如下：
当量程为I3时，分流电阻为 R1 R2 R3
R1
R2
R3
I g Rg I3 Ig
当量程为I2时，分流电阻为 R1 R2
R1 I1
R2 I2
R3 I3
S
(R1 R2 )(I2 I g ) I g (Rg R3 )
图2-5 闭路式多量程电流表
(R1 R2 )I2 I g (Rg R1 R2 R3 )
从而有
R1
R2
Ig I2
(Rg
R1
R2
R3 )
当量程为I1时，分流电阻为 R1
R1(I1 I g ) I g (Rg R2 R3 )
R1
Ig I1
(Rg
R1
R2
R3 )
然后，依次求出R2和R3。
1 n 1
。
量程I越大，分流电阻RS就越小。
2.多量程电流表
多量程电流表有两种形式。
Ig
Rg
Ig
Rg
R1 I1
R2 I2
S
R3 I3
图2-4 开路式多量程电流表
R1 I1
R2 I2
R3 I3
S
图2-5 闭路式多量程电流表
开路式多量程电流表：用转换开关改变独立分流电阻，从而 改变量程。其优点是个分流电阻互不干扰，缺点是转换开关的接 触电阻包含在分流电阻当中，特别是当转换开关接触不好时，容 易损坏表头。
电磁测量与检测技术
电磁测量与检测技术
第二章 直流电压和电流的测量
第一节 用磁电系仪表直接测量
一、磁电系测量机构
1.结构 (1) 固定部分
马蹄形永久磁铁、极
掌NS及圆柱形铁心等。
(2) 可动部分
铝框及线圈，两根半 指针
轴O和O，螺旋弹簧及
I
指针。
极掌与铁心之间的空气隙
的长度是均匀的，其中产生均 匀的辐射方向的磁场。
(1)内阻。检流计的内阻包括动圈、张丝或吊丝、引线的电阻 和接线端钮的接触电阻。
设表头灵敏度为Ig，表头内阻为Rg，
RS
需要扩大量程到电流I，求分流电阻RS。
由于 RS I S Rg I g
IS
Rg
故Leabharlann RSIg IsRg
I
Ig Ig
Rg
1
I
Ig
图2-3 单量程电流表
I Ig
1 Rg
即
Rs
1 n 1
Rg
其中： n I Ig
即
Rs
1 n 1
Rg
其中： n I Ig
欲将表头量程扩大到n倍时，分流电阻应为表头内阻的
R1I1 I g (Rg R1 R2 R3 )
3.使用电流表应注意的事项 (1)电流表必须串入电路中。 (2)注意电流表的极性，要求电流从电流表的“+”端流入，从“ 端流出。
(3)正确选择仪表的量程，测量时尽量使指针在半偏以上。 (4)选择内阻合适的仪表，希望电流表内阻越小越好。
三、磁电系电压表
O' 线圈
N
S
永久磁铁 O
螺旋弹簧
I
圆柱形 铁心
2. 工作原理
(1) 转动转矩M 的产生
线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 M 线圈和指
针转动，
F
线圈受到的转矩 M = KI
(2) 反作用力矩Ma的产生
N
S
在线圈和指针转动时，螺旋弹
簧被扭紧而产生阻转矩Ma。
F
弹簧的TC与指针的偏转角成正比，即