电磁测量测量基本知识
电气测量学第九章 磁性测量技术
N0 B0 S CΦ
得
CΦ Δ Δ N
所以，根据磁通改变前后磁通表的指针偏转角的变化，可
以决定磁通的变化量。
七、核磁共振法
根据塞曼(P．Zeeman)效应原理，在外磁场的作用下， 原子的能级将发生分裂，当用一个等于塞曼跃迁频率的电磁 场作用在原子上时，塞曼能级之间将发生感应跃迁，这种现 象称为磁共振。
Q CQm
得
NΔ RCQm
Δ Cφ m N
则
式中的 Cφ RCQ 叫做检流计的磁通冲击常数。 在确定磁通冲击常数后，即可计算出被测磁通的变化量。 至于被测磁通与它的变化量之间的关系，要视此变化量按何种 方式变化而确定。如果将测量线圈从被测磁场中突然移开或从 场外突然置入，则磁通变化量都等于Φ；如果将测量线圈在被 测磁场中以线圈平面为轴旋转180º ，则磁通变化量等于2Φ 。
组成部分。
磁性测量技术主要包括三个方面的内容： 1.磁场和磁性材料的测量；(宏观) 2.分析物质的磁结构，观察物质在磁场中的各种磁性效应； (微观) 3. 非磁量的磁测量。（边缘） 本章主要介绍磁场和磁性材料的基本测量原理和测量方法。
第一节 磁性测量的基本知识
一、磁感应强度和磁通
1．磁感应强度 磁感应强度是描述磁场性质和强弱的物理量，它是一个矢 量，用B 表示，B 的大小表示该点磁场的强弱，磁场中某点的 方向表示该磁场的方向。国际单位制单位是韦伯/米(Wb/m2) ， 电磁单位制单位是高斯（GS）。
滤波
2 f0
选 频 放 大
2 f0
相 敏 检 波
直 流 放 大
N2
i1
N1
直流电 f0 2 f0 倍频器 移相器 压表 或记录 仪表
交流励磁源
电磁学计量基础PPT学习教案
Ex=IR=
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使用电位差计计量1V左右的电压，测量不确定度为10-6量级。当被 计量电压更低时，计量误差会相应增大。
对于几十伏至几十千伏的高电压，通常使用分压器，将被计量的电 压分压到1V左右再进行计量。分压器的测量不确定度一般为10-6量 级。
S
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图2 电压电平示意图 第14页/共51页
电压天平的不确定度约为10-7量 级。要了解到限制电压天平准 确度的原因有两个：一是极间 静电引力太小，为毫牛级，不 易准确计量；二是因极板的边 缘效应会形成附加误差。
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液体静电计 液体静电计也是复现电压单位的一种方法。它是在导电液体（如水
三.电磁学计量包含
内容
电磁学计量包括：电压、电流、 电阻、电容(或电感)、磁感应 强度、磁通和磁矩。电磁学计 量内容包含：电磁基本量，如 电压、电流、磁通、磁矩等； 电磁测量仪器和仪表；比率标 准与仪器；材料电磁特性；波 形。此外，非第4页电/共5量1页 的电测量及 静电、电气和环境安全等电磁
电磁计量分为电学量计量和磁 学量计量，根据米、千克、秒 三个基本单位，基于量子基准 和绝对测量来建立电磁计量基 准，复现电磁计量单位。电磁 计量基准包括电压、电流、电 阻、电容(或电感)、功率、磁 感应强度、磁第5页通/共5和1页 磁矩。
对于准确度要求较低的电压（10-3），可以使用指针式电压表或光 标式电压表进行计量，计量量程为几毫伏至几百伏。
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三.直流电阻计量
直流电阻计量的基本问题是比较被计量的电阻和标准电阻的差值。 在直流电阻量值的传递工作中，最重要的就是建立电阻比例。最为 方便、准确的是使用哈蒙电阻箱。它采用n个电阻值为R的电阻，将 它们串联起来得到nR的电阻，再将n个同样电阻值的电阻进行并联， 得到R/n的电阻，进而得到n2：1的电阻比例。
如何利用测绘技术进行电磁波测量
如何利用测绘技术进行电磁波测量引言：随着科技的进步和社会的发展，电磁波测量在各个领域中的应用越来越广泛。
测绘技术，则是在进行电磁波测量时必不可少的工具。
本文将探讨如何利用测绘技术进行电磁波测量，从而更好地应用于科学研究和现实生活中。
一、电磁波测量的基本原理电磁波是一种能量传输的波动现象，具有中性的特点。
测量电磁波时，我们通常需要了解频率、强度和方向等相关参数。
测绘技术通过一系列的仪器设备和方法来获取这些数据，并进行分析和解读。
二、测绘技术在电磁波测量中的应用1. 全站仪的应用全站仪是近年来广泛应用于土地测量、工程测绘等领域的一种高精度测量仪器。
在电磁波测量中，全站仪可以用于定位设备和测量目标物体的位置。
通过测量目标物体的位置坐标，结合电磁波测量仪器的采样数据，可以得出电磁波在目标物体上的强度分布规律。
2. GPS定位技术的应用全球定位系统（GPS）是一种利用卫星进行定位的技术。
在电磁波测量中，GPS技术可以用于获取测量位置的全球坐标系信息。
通过与电磁波测量仪器进行数据融合，可以实现对电磁波在空间范围内的分布情况的精确测量。
3. 遥感技术的应用遥感技术广泛应用于确定地面特征和测量环境参数的领域。
在电磁波测量中，遥感技术可以通过获取地面或空中的图像数据，来获得电磁波的强度和方向等参数。
这种方法可以实现对电磁波在大范围内的分布情况进行测量，具有广阔的应用前景。
三、测绘技术在电磁波测量中的挑战与解决方案1. 测量误差的问题测绘技术在电磁波测量中面临的一个主要挑战是测量误差的问题。
测量误差可能来自于仪器本身的精度、环境因素的干扰以及操作者的技术水平等方面。
为了提高测量的准确性，可以通过选用高精度的测绘仪器、加强现场环境管理以及提高操作者的专业技术能力来减小测量误差。
2. 数据处理与分析的问题测绘技术获得的电磁波测量数据通常庞大而复杂，如何有效地进行数据处理与分析也是一个挑战。
为了解决这个问题，可以利用计算机软件和算法进行数据的处理和分析。
电工仪表与测量基本知识
能量（功、热） 焦［耳］
J
功率（辐射通量） 瓦［特］
W
国际单位制（SI）的导出单位
电荷量 电位（电压、电动势） 电容 电阻 电导 磁通量 磁通量密度磁感应强度 电感
库［仑］ 0C 伏［特］ V 法［拉］ F 欧［姆］ Ω 西［门子］ S 韦［伯］ Wb 特［斯拉］ TH 亨［利］ H
✓ 生产发展离不开测量
农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、 面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原 始的时间测量器具，并有了天文测量。现代化的工业生 产中，处处离不开测量。例如，一个大型钢铁厂需要约2 万个测量点。
✓ 在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量
例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受 气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、机翼 的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。
测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等
5.测量的主体——测量人员
手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成 自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测
量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。
6.测试技术
测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技
术。
四、单位和单位制
部分电工仪表图片
部分电工仪表图片
电气测量仪器的发展的阶段
1. 20世纪50年代以前，机械式的模拟指示仪器 （如指针式万用表、晶体管电压表等）；
2. 20世纪50年代左右，电子式的模拟指示仪器 （如数字式电压表、数字频率计等）；
3. 20世纪70年代初，智能仪器； 4. 20世纪80年代以后，虚拟仪器（检测技术与
二、测量的定义
1.狭义测量的定义
电磁波测距原理和其距离测量方式
D
2
c f1
1 2
f2 2
相位法测距的基本原理
▪ 相位法
间接测尺频率 相当于测尺频率 测尺长度 精度
f1=15MHZ
15MHZ
10m
1cm
f2=0.9f1
f1-f2=1.5MHZ 100m 10cm
f3=0.99f1 f4=0.999f1 f5=0.9999f1
f1-f3=150KHZ f1-f4=15KHZ f1-f5=1.5KHZ
相位法测距的基本原理
▪ 相位法
u D N 0 D u N
u增大，误差大
一组测尺： 精测尺保证精度 粗测尺保证测程
频率相差大 仪器不稳定
频率相近 频率差为测尺频率
测尺频率 15MHZ 1.5MHZ 150KHZ 15KHZ 1.5KHZ 测尺长度 10m 100m 1km 10km 100km
e1
Δφ
φ1 φ
ek e2
光波测距仪的检验
▪ 周期误差
▪ 改正计算公式
D0 d d 123
d n-1 n
▪ 平V台i 法 Asin(0 i )
D0 v0 D1z V1 K Asin(0 1) D0 v0 d D2z V2 K Asin(0 2 )
D0 v0 39d D40z V40 K Asin(0 40 )
1
D1z
2
360
i
1
d
(i
1)
2
360
1
(i
1)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[工作]电气测量技术
![[工作]电气测量技术](https://img.taocdn.com/s3/m/d5a1eaa603d276a20029bd64783e0912a2167ce8.png)
[工作]电气测量技术电气测量技术测量与测量系统的基础知识 1、测量测量经典论述俄国门捷列夫:”没有测量，就没有科学“ 英国库克:“测量是技术生命的神经系统” 测量与测量方法定义:所谓测量就是被测量和同类标准进行比较的一个实验过程。
同类标准的参与方式可以是直接的，也可以是间接的直接参与:天平称重量、电位差计测电压等。
间接参与:电流表测电流、压力表测压力。
电流表在出厂前,已经与标准量(标准电流)进行比较,以获得定标和校准. 1、测量电磁测量是通过直接或者间接的方法,将被测的电磁量与同类的标准单位量进行比较,以确定被测电磁量的大小测量结果的表示测量结果由两部分组成，即测量单位和与此测量单位相适应的数字值。
一般表达式为X={X} ?x0 其中 X为测量结果 {X}为数字值 x0为测量单位 1、测量测量过程准备阶段:在对测量对象的性质、特点、测量条件认真分析的前提下，根据对被测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法和测量设备，从而拟定出测量过程及测量步骤。
测量阶段:在了解测量设备的特性、使用方法的前提下，按照已拟定出的测量过程及测量步骤进行测量，科学而严肃地记录数据。
数据处理阶段:按照选定的测量方法及理论计算出被测量的测试结果的估计值;根据误差传递理论，对测量结果估计值的不确定度作出合理的评定。
测量手段量具:体现计量单位的器具。
量具中一小部分可直接参与比较，如尺子、量杯等。
多数量具要用专门设备才能发挥比较的功能，如利用标准电阻器测量电阻时，需要借助于电桥。
仪器:泛指一切参与测量工作的设备。
包括各种直读仪器、非直读仪器、量具、测试信号源、电源设备以及各种辅助设备，如电压表、频率表、示波器等。
电桥图片测量手段测量装置:由几台测量仪器及有关设备所组成的整体，用以完成某种测量任务。
测量系统:由若干不同用途的测量仪器及有关辅助设备所组成，用以多种参量的综合测试。
测量方法按照测量结果的获得方式分直接测量法:从仪表的读数直接获取测量结果的方法。
电工测量
测量方式分类
• 直接测量：直接测量指的是被测量与度量器 直接进行比较，或者采用事先刻好刻度数的 仪器进行测量，从而在测量过程中直接求出 被测量的数值。这种方式称为直接测量。 • 间接测量：如被测量不便于直接测定，或直 接测量该被测量的仪器不够准确，那么就可 以利用被测量与某种中间量之间的函数关系， 先测出中间量，然后通过计算公式，算出被 测量的值，这种方式称为间接测量。如测长、 宽求面积；测电流电压求功率等。
二、直流电流的测量
1、直流电流表的构成 例如： 有一只内阻为200Ω， 满刻度为500μA的磁电系测 量机构，若要将其改制成 量程为1A的直流电流表， 应并联多大的分流电阻？ 解： 1 I = n= =2000（倍） 电流量程扩大倍数： -6 Ic 500×10 rc 200 应并联分流电阻： RfL= n-1 = ≈0.1 Ω 2000-1
解： 测量机构额定电压： 电压量程扩大倍数： 应串联的分压电阻： Uc= Ic rc=100 × 10-6 ×500 =0.05V m=
U 50 = = 1000(倍) Uc 0.05
Rv=(m-1)rc=(1000-1) × 500=499500 (Ω)
三、直流电压的测量
1、直流电压表的构成 直流电压表由磁电系测量机构与分压电阻串联而成， 通过选择不同的分压电阻即可得到不同量程的电压表。
四、交流电流的测量
1、交流电流表的构成 交流电流表一般由电磁系或电动系测量机构构成。 电动系电流表构成： 在量程较小时，把 定圈和动圈串联构成。 在量程较大时，动 圈和定圈并联。通过分 流电阻使流过定圈电流 较大而流过动圈的电流 较小（因动圈允许通过 的电流小）。
电动系电流表改变量程的 方法也可以通过把固定线圈分 段，改变其串并联连接方式来 实现。
电磁波测距原理公式
电磁波测距原理公式电磁波测距是一种常见且重要的测量技术，在我们的生活和科学研究中都有着广泛的应用。
要理解电磁波测距，咱们得先从它的原理公式说起。
电磁波测距的基本原理就是利用电磁波在空气中传播的速度和时间来计算距离。
简单来说，就好比你朝着远处大喊一声，然后根据声音传回来的时间来估算你和远处物体的距离。
那电磁波测距的原理公式是啥呢？常见的就是 D = c × t / 2 。
这里的 D 表示测量得到的距离，c 是电磁波在真空中的传播速度，大约是299792458 米每秒，t 则是电磁波从发射到接收所经历的时间。
举个例子吧，有一次我和朋友去爬山，我们想知道从山脚下到山顶的直线距离。
这时候，我就拿出了一个带有电磁波测距功能的仪器。
我先朝着山顶的方向发射电磁波，仪器开始精准地记录电磁波发射的时刻。
当电磁波从山顶反射回来被仪器接收到时，仪器又迅速记录下接收的时刻。
这中间的时间差，经过仪器内部的精密计算，再结合电磁波的传播速度，就能得出我们和山顶之间的距离啦。
咱们再深入点讲讲这个公式。
为啥要除以 2 呢？这是因为电磁波从发射点出发，到达目标点后再反射回来，我们测量到的时间 t 实际上是电磁波走了一个来回的时间。
所以，真正单程的距离就得除以 2 。
在实际应用中，电磁波测距可不简单。
因为电磁波在空气中传播时，会受到各种因素的影响。
比如说，大气的温度、湿度、气压等等，都会让电磁波的传播速度发生变化。
这就好像你在跑步的时候，遇到顺风和逆风，速度感觉就不一样。
为了提高测距的精度，科学家们可没少下功夫。
他们不断改进仪器，提高测量时间的精度，还研究出各种方法来修正大气条件对电磁波传播速度的影响。
想象一下，在建筑工地上，工程师们要用电磁波测距来确定建筑物之间的距离，要是误差太大，那房子可就盖歪啦！又比如说在地质勘探中，准确测量地下岩层的距离，对于寻找矿产资源可是至关重要的。
回到我们的日常生活，现在很多汽车上的自适应巡航系统，其实也用到了电磁波测距的原理。
电磁测量技术的实验操作指南
电磁测量技术的实验操作指南引言：电磁测量技术是一种广泛应用于工业、军事和科学研究领域的重要技术。
它通过测量和分析电磁信号，帮助我们认识和理解电磁现象，并解决相关问题。
本文旨在为初学者提供一份实验操作指南，帮助他们正确、高效地进行电磁测量实验。
一、电磁测量基础1. 电磁学原理：了解麦克斯韦方程组、安培定律、法拉第电磁感应定律等基础理论，理解电磁信号的形成和传播过程。
2. 实验常用设备：熟悉示波器、信号发生器、频谱分析仪等实验设备的功能、用途和操作方法。
3. 信号处理与分析：学习使用计算机和相应的软件进行信号处理与分析，掌握滤波、频谱分析、相位检测等基本方法。
二、电磁测量实验准备1. 实验目的与方案：明确实验目的和要求，制定合理的实验方案，确定实验装置和参数。
2. 实验环境与条件：选择合适的实验环境和条件，确保实验过程的稳定性和精确性，如温度、湿度、电磁干扰等外界因素的控制。
3. 实验器材准备：检查并准备实验所需的各种器材和元件，如电源、电缆、传感器等，确保其良好状态和连接正确。
三、电磁测量实验步骤1. 实验前准备：连接实验装置，校准仪器，确保各项参数正确。
2. 实验测量：根据实验方案，进行测量操作，注意测量过程中是否出现异常现象或异常数据。
3. 数据记录与处理：认真记录实验数据，包括被测量的电磁信号特征、环境参数和测量设备的参数。
采用适当的方法进行数据处理和分析，如差值计算、统计分析等。
4. 结果分析与讨论：根据实验数据和处理结果，进行结果的分析与讨论，得出结论并解释实验现象的物理原理。
5. 实验总结与改进：总结实验过程中所遇到的问题和不足，提出改进意见，以供今后实验的参考。
四、电磁测量实验注意事项1. 安全第一：在进行实验操作前，确保实验室环境安全，遵守实验室安全规范，佩戴适当的防护装备。
2. 仔细阅读实验指南：在进行实验之前，仔细阅读实验指南，明确实验目的和步骤，理解实验原理和要点，熟悉实验装置和操作要求。
电磁波测距基本原理
电磁波测距基本原理咱今天就来说说电磁波测距的基本原理，这事儿啊，就像你想知道你和一个朋友隔了多远。
电磁波这东西，就像一个个看不见的小信使在空间里跑来跑去。
那测距咋实现的呢？这得从电磁波的速度说起。
电磁波在空气中的速度那可是相当快的，快到啥程度呢？就像闪电一样，唰的一下就出去老远。
而且这个速度是个固定的值，就像火车按照固定的时刻表行驶一样。
这个速度大约是每秒三十万公里呢。
想象一下，你站在一个地方，朝着一个目标发射电磁波。
这就好比你朝着远方的小伙伴扔出一个小皮球，这个小皮球就是电磁波。
然后呢，这个电磁波碰到目标之后就会反射回来。
这就像小皮球碰到墙会弹回来一样。
从你发射电磁波到接收到反射回来的电磁波，这中间是有个时间差的。
这个时间差可太关键了。
就像你扔出皮球的那一刻开始计时，等到皮球弹回来接到手的时候停止计时。
这个时间的长短就和你与目标的距离有关系。
如果这个时间很短，那就说明目标离你比较近，就像你轻轻一扔皮球，很快就弹回来了，那肯定是墙离你近呗。
如果这个时间比较长，那就意味着目标离你远。
就好比你用力把皮球扔得老远，过了好一会儿才弹回来。
那具体怎么根据这个时间算出距离呢？这就简单啦。
因为距离等于速度乘以时间嘛。
不过这里的时间是电磁波往返的时间，所以我们得把这个时间除以二。
比如说，你测得电磁波往返的时间是两秒钟，那单程的时间就是一秒钟。
已知电磁波速度是每秒三十万公里，那距离就是三十万公里乘以一秒，也就是三十万公里。
这就是你和目标之间的距离啦。
在实际生活中，这个原理可有用了。
比如说测量两个山头之间的距离。
以前人们可能要翻山越岭，拿个尺子一点点量，那多费劲啊。
现在呢，只要拿个能发射和接收电磁波的仪器，往对面山头一照，很快就能知道距离了。
又或者是在建筑工地上，要测量建筑物的长度、宽度啥的，电磁波测距仪一放，数据就出来了。
还有在航海的时候，船与岸边或者与其他船只之间的距离，也可以用这个方法测量。
就像船员们有了一个神奇的眼睛，能随时知道周围的距离情况，这样就可以避免碰撞之类的危险啦。
电磁学计量基础课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
电磁学计量基础课件
目
CONTENTS
电磁学基础概念电磁学计量单位电磁学测量技术电磁学计量器具电磁学计量标准电磁学计量应用
录
01
电磁学基础概念
带电体周围存在的一种特殊物质，对放入其中的电荷产生力的作用。
电场
磁体或电流周围存在的一种特殊物质，对处于其中的磁体或电流产生力的作用。
电学计量标准概述
标准电池是电学计量标准中的一种，用于提供稳定的电压标准，是电压量值传递的源头。
标准电池
电位差计是一种测量电压的设备，通过比较已知电压和待测电压来得出测量结果。
电位差计
电阻标准是用于测量和校准电阻的计量标准，常用的有标准电阻器和精密电阻箱等。
电阻标准
磁学计量标准用于测量和校准各种磁学量，如磁场强度、磁通量等。
在环境保护领域，电磁学计量用于监测电磁辐射和磁场强度，保障人们的健康和生态环境的可持续发展。
电磁学计量在日常生活中的广泛应用，如电磁炉、微波炉、无线通信设备等，都离不开准确的电磁学计量。
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THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
电阻与电导换算
法拉=亨利/伏特，用于将电容单位转换为电感单位。
欧姆=西门子/安培，用于将电阻单位转换为电导单位。
03
02
01
01
电磁学测量技术
电场与磁场是电磁学中的基本物理量，其测量技术对于电磁学研究和应用具有重要意义。
总结词
电场与磁场的测量涉及到多种技术和方法，包括静电场、静磁场、交变电场和交变磁场的测量。测量方法包括电场探针法、磁场线圈法、电磁感应法等。这些方法可以用来测量电场和磁场的强度、方向和分布情况，对于电磁学研究和应用具有重要意义。
电磁测量测量基本知识
电磁辐射的测量基础知识电磁辐射的测量基础知识电磁辐射的测量方法通常与测量点位和辐射源的距离有关，即，所进行的测量是远场测量还是近场测量。
由于远场和近场的情况下，电磁场的性质有所不同，因此，要对远场和近场测量有明确的了解。
1、电磁场的远场和近场划分电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两个部分，其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动，不向外发射，称为感应场；另一部分电磁场能量脱离辐射体，以电磁波的形式向外发射，称为辐射场。
一般情况下，电磁辐射场根据感应场和辐射场的不同而区分为近区场（感应场）和远区场（辐射场）。
由于远场和近场的划分相对复杂，要具体根据不同的工作环境和测量目的进行划分，一般而言，以场源为中心，在三个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场；在以场源为中心，半径为三个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐射场。
近区场通常具有如下特点：l 近区场内，电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。
即：E¹377H。
一般情况下，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具)，磁场要比电场大得多。
l 近区场的电磁场强度比远区场大得多。
从这个角度上说，电磁防护的重点应该在近区场。
l 近区场的电磁场强度随距离的变化比较快，在此空间内的不均匀度较大。
远区场的主要特点如下：l 在远区场中，所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播，这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。
l 在远区场，电场强度与磁场强度有如下关系：在国际单位制中，E=377H，电场与磁场的运行方向互相垂直，并都垂直于电磁波的传播方向。
l 远区场为弱场，其电磁场强度均较小近区场与远区场划分的意义：通常，对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说，近区场辐射的电磁场强度较大，所以，应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。
对电磁辐射近区场的防护，首先是对作业人员及处在近区场环境内的人员的防护，其次是对位于近区场内的各种电子、电气设备的防护。
电磁波测距的基本公式,式中为
电磁波测距的基本公式,式中为电磁波测距是一种利用电磁波传播速度和测量时间来确定距离的方法。
在航天、地质勘探、通信等领域具有广泛的应用。
本文将介绍电磁波测距的基本公式，以及公式中各个参数的含义和实际应用案例。
一、电磁波测距的基本概念电磁波测距是基于电磁波在空间中传播的速度和时间来计算距离的一种方法。
电磁波传播的速度在真空中最快，约为每秒3×10^8米。
通过测量电磁波从发射点到接收点所需的时间，可以计算出两点之间的距离。
二、电磁波测距的基本公式电磁波测距的基本公式为：距离（D）= 速度（V）× 时间（T）其中，距离（D）以米为单位，速度（V）以米/秒为单位，时间（T）以秒为单位。
三、公式中各个参数的解释1.速度（V）：电磁波在真空中的传播速度，一般取值为3×10^8米/秒。
2.时间（T）：电磁波从发射点到接收点所需的时间。
通过测量接收到的电磁波与发射电磁波之间的时间差，可以得到距离。
四、公式在实际应用中的案例分析以地球卫星通信为例，假设卫星与地面的距离为36000公里，电磁波在真空中的传播速度为3×10^8米/秒。
卫星发射电磁波后，地面接收站接收到电磁波的时间为127秒。
根据公式计算距离：距离（D）= 速度（V）× 时间（T）= 3×10^8米/秒× 127秒= 3.81×10^10米将公里转换为千米：3.81×10^10米= 3.81×10^7千米五、电磁波测距的优缺点优点：1.电磁波传播速度快，测距速度快。
2.受地形、地貌影响较小，适用于各种复杂环境。
3.设备相对简单，易于安装和维护。
缺点：1.受天气、电磁干扰等因素影响较大。
2.精度受限，难以达到亚米级精度。
3.无法测距小于光速的距离。
六、未来发展趋势和展望1.提高电磁波测距技术精度，实现亚米级甚至厘米级精度。
2.结合多种测距手段，提高测量可靠性。
电磁测量第九章2008
§9-1 磁测量的基本知识
一、磁感应强度和磁通
⒈磁感应强度( B) 描述磁场性质的物理量(矢量)，大小表示该点磁场强弱。 国际单位制: 单位是韦伯/米2，即特斯拉（T） 电磁单位制: B的单位是高斯（GS） 换算关系: 1T=1Wb/m2=104GS ⒉磁通(Φ) 磁通: 磁感应强度矢量沿一个面S的面积分称B穿过S面的 磁通量
Φ = ∫S B· dS 若磁场均匀，S面是平面且与磁场垂直，则 Φ = BS
磁通的连续性：如果S面是一个闭合面，有 Φ = ∮S B· dS=0 这是磁场的重要特性之一。 二、磁场强度及安培环路定律
⒈磁场强度(H)
磁场强度是为了便于分析磁场和电流的关系而引入的一个 物理量，也是矢量，它与磁感应强度的关系为: H =B/μ 式中μ是磁介质的磁导率，决定于磁介质的性质。 H的单位是 安培/米(A/m),真空磁导率为：μ0=4π×10-7亨利/米(H/ m)。 相对磁导率： μr = μ / μ0
磁化曲线和磁滞回线 • 直流磁特性曲线：铁磁材料在直流磁化的情况下，磁 感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线，表示各种铁 磁材料的基本特性 。 • 原始磁化曲线：当磁性材料在完全去磁状态下，将其 磁化磁场强度H由零逐渐增加直到饱和状态，这样得 到的B～H曲线。
B
Bs
0
Hs 原始磁化曲线
H
磁化曲线和磁滞回线 • 磁滞现象 ：如果从饱和 状态开始减小磁化磁场 强度，则磁感应强度B将 不沿原来的磁化曲线减 小，而是缓慢的减小，B 的变化落后于H的变化 的现象 • 基本磁化曲线 ：对于不 同的磁化磁场强度，在 磁锻炼下可以得到无数 条相应的封闭的稳定磁 滞回线。
二、磁性测量的历史回顾
• 1086年沈括：地磁偏角的发现(梦溪笔谈)； • 1785年库仑：利用磁针在磁场中的自由振荡周期来测定地磁场； • 1831年法拉第：电磁感应定律； • 20世纪30年代：出现了利用磁性材料自身磁饱和特性的磁强计； 应用：早期用于测量地磁场的微变，勘探铁矿； 后来用于军事探潜和侦查武器； 近年来用于火箭和卫星姿态的控制、空间磁场的探测； • 20世纪50年代：电子技术和半导体器件的发展为测磁仪器的发 展提供条件——霍尔效应、磁阻效应、磁敏效应等效应。 • 核磁共振现象(1946)：使磁场测量准确度可达10-6； • 约瑟夫森效应(1962)：使磁场测量的下限达到10-15 T；
电磁感应法测交变磁场
电磁感应法测交变磁场电磁感应法是一种常见的测量交变磁场的方法，其基本原理是：当一个导体在交变磁场中运动或被磁场穿过时，它内部将产生感应电动势，从而产生感应电流。
利用感应电流可以测量磁场的强度、方向和空间分布等信息。
本文将介绍电磁感应法测量交变磁场的基本原理、测量步骤和技术特点等内容。
电磁感应法是利用法拉第电磁感应定律来测量交变磁场的一种方法。
根据电磁感应定律，任何导体在磁场中运动或被穿过都会产生感应电动势。
这个电动势的大小与导体运动的速度、磁场的强度、导体的长度和方向有关。
当导体固定不动时，磁场的变化也可以引起导体内部的感应电流。
感应电流的大小取决于磁场的强度、导体的电阻和导体的形状等因素。
在测量交变磁场时，通常使用感应线圈或探头将感应电动势和感应电流转换为电信号，然后通过电路进行放大和信号处理，最终得到所需的测量结果。
1.选择合适的感应线圈或探头：根据不同的测量要求选择不同类型的感应线圈或探头。
常见的感应线圈包括光电式感应线圈、电阻式感应线圈等，探头包括霍尔元件、磁敏电阻等。
2.校准感应线圈或探头：通过一个已知的磁场源将感应线圈或探头放置在磁场中，标定测量系统的灵敏度和精度。
4.感应电动势转换为电信号：在感应线圈或探头中产生的感应电动势通过一个放大器或信号处理器被转换成电信号。
5.分析和处理电信号：可通过示波器、计算机等工具进行分析和处理电信号，以获得所需的测量结果。
1.灵敏度高：电磁感应法对交变磁场的变化非常敏感，可以检测微小的磁场变化。
2.可测量低频和高频磁场：电磁感应法可测量低频和高频磁场，适用于多种不同的测量需要。
3.适用于动态测量：电磁感应法可以对动态磁场进行测量，即磁场随时间变化的情况。
4.具有一定的空间分辨率：感应线圈或探头的布置位置和形状可以影响电磁感应法的空间分辨率。
总之，电磁感应法是一种可靠、灵敏、适用于动态测量，并且可以测量低频和高频磁场的技术手段。
在实际应用中，电磁感应法可以用于磁场分布、磁场强度、磁场方向等参数的测量和分析，具有广泛的应用前景和实用价值。
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中频(MF)
0.3～3MHz
1～0.1Km
短波
高频(HF)
3～30MHz
100～10m
超短波(米波)
甚高频(VHF)
30～300MHz
10～1m
分米波
微波
超高频(UHF)
0.3～3GHz
1～0.1m
厘米波
特高频(SHF)
3～30GHz
10～1cm
毫米波
极高频(EHF)
30～300GHz
10～1mm
如果测量天线为微波段的面天线，而且尺寸较大，所测辐射源与测量天线的距离大于2D2/λ认为是辐射远场区。
由以上公式可见，近场与远场的划分界限与辐射源频率（波长）有关。
电磁辐射频率范围
⑴全范围
广义上包括Ｘ射线、γ射线、宇宙射线等电离电磁辐射，狭义上包括0～3×1012Hz，从静电场、静磁场到亚毫米波，该频率范围的电磁辐射不能造成原子与分子的电离，不管其强度有多大。
注：电磁辐射一词的含义有时也可引申，将电磁感应（即感应场）也包括在内。”我们在日常工作中使用的是其引申含义。
⑶传导发射
是指“沿电源线或信号线传输的电磁发射。”
⑷电磁环境
电磁环境的定义是“存在于给定场所的所有电磁现象的总和。”电磁环境包括辐射发射与传导发射。但从环境工程来看，电磁环境的主要影响因素是电磁辐射。实际上电磁辐射骚扰源常常也伴随着传导发射。
近区场通常具有如下特点：
l近区场内，电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。即：E¹377H。一般情况下，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具)，磁场要比电场大得多。
l近区场的电磁场强度比远区场大得多。从这个角度上说，电磁防护的重点应该在近区场。
国际电信联盟(ITU)分配给工科医（ISM）设备的自由辐射频率为13.56MHz，27.12 MHz，40.68 MHz，2.45GHz等。在这些频率范围内的电磁辐射强度不受限制。
电磁能的发射与传播途径
⑴电磁发射
是指“从源向外发出电磁能的现象”。电磁发射分为辐射发射和传导发射。
⑵辐射发射
是“通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量”。而辐射发射经常称之为电磁辐射，其定义为：“a.能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。b.能量以电磁波形式在空间传播。
一般当r大于3λ时，可忽略感应场的成份，认为处于远场（区）。
当辐射源尺度与波长可比拟时，还可将辐射场区分为辐射近场区和辐射远场区。辐射远场区的定义是，“辐射场强度角分布基本上与距天线的距离无关的场区”，在辐射远场区，将天线上各点到测量点的连线当作是平行的，所引入的误差小于一定的限度。如天线尺寸为D，则远场区距离应大于2D2/λ。当辐射源尺寸D的数量级小于波长λ时（2D2/λ<λ/6，D<λ/3.5），辐射近场区范围小于感应场区，辐射场区全部是辐射远场区。
家用微波炉：2450 MHz，工业微波炉：915，2450 MHz
高压电力设备：工频50Hz，电磁噪声干扰中短波（测量范围0.5-30 MHz）
高频感应加热设备（如熔炼炉、淬火炉等）：工作频率几百kHz
高频介质加热设备：工作频率几MHz至几十MHz。如塑料热合机27.12，40.68MHz。
超短波电疗机：40.68 MHz
27 MHz CB广播,透热疗法11.1 m 33.3 m
100 MHz FM广播3 m 9 m
433 MHz工业应用0.7 m 2.1 m
900 MHz移动电话，寻呼机0.33 m 1 m
2.45 GHz微波，工业0.12 m 0.36 m
6 GHz数字广播0.05 m 0.15 m
20 GHz卫星传输0.015 m 0.045 m
⑷常见电磁辐射源的频率范围
电磁辐射污染源监测要求所用仪器的测量频率范围与污染源的工作频率相适应，因此有必要了解常见电磁辐射源的频率。
GSM移动通信基站：900/1800MHz
中波广播：535-1605KHz
短波广播：4-19 MHz内的部分频段
调频（声音）广播：88-108MHz
电视：50-92，168-223，471-566，607-958 MHz五个频段
实际传播途径可以是辐射与传导的组合（注意前面是发射途径），比如电磁波到达建筑物时，既可以（穿过墙壁或）通过门窗进入室内，也可以通过电线、钢筋传导进入室内。
l近区场的电磁场强度随距离的变化比较快，在此空间内的不均匀度较大。
远区场的主要特点如下：
l在远区场中，所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播，这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。
l在远区场，电场强度与磁场强度有如下关系：在国际单位制中，E=377H，电场与磁场的运行方向互相垂直，并都垂直于电磁波的传播方向。
⑵目前我国管理范围
目前认为影响较大、受关注、研究较多并已经制定相应标准限值的频段有：
工频50Hz，射频100kHz-300GHz。
⑶各波段名称、频率范围及波长
波段名称
频段名称
频率范围
波长
工频
50/60 Hz
超长波
甚低频(VLF)
3～30KHz
100～10Km
长波
低频(LF)
30～300KHz
10～1Km
电磁辐射的测量基础知识
电磁辐射的测量基础知识
电磁辐射的测量方法通常与测量点位和辐射源的距离有关，即，所进行的测量是远场测量还是近场测量。由于远场和近场的情况下，电磁场的性质有所不同，因此，要对远场和近场测量有明确的了解。
1、电磁场的远场和近场划分
电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两个部分，其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动，不向外发射，称为感应场；另一部分电磁场能量脱离辐射体，以电磁波的形式向外发射，称为辐射场。
附：场区的具体划分
场强与距离的关系
以r表示测量点到辐射源的距离，则在该点的感应场强度与r2至r3成反比，辐射场强度与r成反比（因此，辐射场强度与距离r的乘积与r无关，称为场强距离乘积）。在靠近辐射源的地方，随着距离r的减小，感应场强度急剧增加。
近场与远场的划分
当测量距离r＝λ/2π≈λ/6时，感应场强度与辐射Байду номын сангаас强度相当。在距离辐射源比较近（r<λ/6）的地方，感应场强度大于辐射场强度，称为近场（区）或感应场区，较远的地方（r>λ/6）则相反，辐射场占优势，称为远场（区）或辐射场区。近场区和远场区的提法被广为使用，但在不同的应用领域，其划分界限不统一。也称为近区场和远区场。
对我们最经常接触的从短波段30MHz到微波段的3000MHz的频段范围，其波长范围从10米到0.1米。
例：具体辐射源的近场（感应场区）与远场（辐射场区）（l = c / f）
频率(f)波长(l)界限（3l）
50 / 60 Hz电力6000 / 5000 km 18000 / 15000 km
50 kHz电焊6 km 18km
一般情况下，电磁辐射场根据感应场和辐射场的不同而区分为近区场（感应场）和远区场（辐射场）。由于远场和近场的划分相对复杂，要具体根据不同的工作环境和测量目的进行划分，一般而言，以场源为中心，在三个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场；在以场源为中心，半径为三个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐射场。
l远区场为弱场，其电磁场强度均较小
近区场与远区场划分的意义：
通常，对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说，近区场辐射的电磁场强度较大，所以，应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。对电磁辐射近区场的防护，首先是对作业人员及处在近区场环境内的人员的防护，其次是对位于近区场内的各种电子、电气设备的防护。而对于远区场，由于电磁场强较小，通常对人的危害较小。