◎申麗亞 楊清立

磁屏蔽間環(huán)境對(duì)產(chǎn)品測(cè)試影響

◎申麗亞 楊清立

本文主要通過對(duì)磁屏蔽間環(huán)境測(cè)試、磁場(chǎng)模擬系統(tǒng)的三軸磁環(huán)（X軸、Y軸、Z軸）線性度、均勻性測(cè)試，研究其影響產(chǎn)品測(cè)試的原因，尋求最優(yōu)的測(cè)試產(chǎn)品工藝，保證該型產(chǎn)品測(cè)試可靠性，用來指導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)。

原磁場(chǎng)模擬測(cè)試系統(tǒng)系統(tǒng)搬入磁屏蔽間后，磁場(chǎng)模擬系統(tǒng)中磁標(biāo)準(zhǔn)傳感器三軸磁環(huán)（X軸、Y軸、Z軸）校準(zhǔn)誤差均超出校準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)范圍，給后續(xù)測(cè)試產(chǎn)品帶來隱患。在檢測(cè)產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)：將調(diào)試合格的產(chǎn)品更換測(cè)試通道再檢測(cè)，其重要技術(shù)指標(biāo)磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)有3μV/ nT左右的變化，測(cè)試產(chǎn)品一致性、可靠性很差，為保證該產(chǎn)品測(cè)試指標(biāo)的一致性、可靠性，對(duì)磁屏蔽室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行相關(guān)測(cè)試、磁場(chǎng)模擬系統(tǒng)的三軸（X軸、Y軸、Z軸）線性度、均勻性測(cè)試，分析其原因，尋求最佳測(cè)試產(chǎn)品工藝，保證該型產(chǎn)品測(cè)試可靠性，并適用于后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)。

磁屏蔽間環(huán)境測(cè)量

測(cè)試方法。將PC磁力儀設(shè)備放置在磁屏蔽間中央地面上，采用充電寶供電方式。測(cè)試原理為：利用配套的磁力儀設(shè)備中的三軸磁通門磁傳感器實(shí)時(shí)采集磁屏蔽室內(nèi)的磁場(chǎng)信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，輸出的電壓通過數(shù)據(jù)采集模塊處理上傳給筆記本電腦，上位機(jī)軟件接收數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示及保存留盤。最后通過MATLAB程序處理繪制出磁屏蔽室內(nèi)的磁場(chǎng)噪聲波形。

測(cè)試數(shù)據(jù)及分析。磁屏蔽間從通電到無電過程磁測(cè)試系統(tǒng)X、Y、Z三軸數(shù)據(jù)波形。

通過對(duì)三軸波形圖的放大分析，三軸整體測(cè)試約10分鐘數(shù)據(jù)可以大致分為4個(gè)階段：第一階段為磁屏蔽間有電階段，可以看出磁屏蔽間在有電時(shí)三軸的本底直流偏量約25nT,測(cè)試的1分鐘數(shù)據(jù)波形可以看出有不規(guī)則的脈沖波形，波形峰值約47nT。第二階段為磁屏蔽間供電線纜物理斷開過程階段，該階段是將屏蔽間供電的物理連接線斷開抽出過程，此時(shí)通過數(shù)據(jù)波形可以看出有很大的脈沖干擾，脈沖磁場(chǎng)值約2900nT。第三個(gè)階段為磁屏蔽無電階段，可以看出磁屏蔽間在無電時(shí)三軸的本底直流偏量約20nT,測(cè)試的9分鐘數(shù)據(jù)可以看出磁場(chǎng)波動(dòng)比較大，有脈沖和階躍式干擾信號(hào)，最大磁場(chǎng)波動(dòng)有40nT。第四個(gè)階段為磁屏蔽間供電上電階段，從測(cè)試波形可以看出上電過程中會(huì)引起巨大的磁場(chǎng)波動(dòng)，上電后波動(dòng)變小。

圖1 X、Y、Z軸波形圖

表1 X軸磁場(chǎng)正向、反向施加磁場(chǎng)線性度測(cè)試各點(diǎn)結(jié)果

磁屏蔽間環(huán)境測(cè)試結(jié)果。通過對(duì)上述數(shù)據(jù)分析，可以清晰的看到磁屏蔽間有電時(shí)存在很大的磁場(chǎng)干擾，嚴(yán)重影響測(cè)試系統(tǒng)指標(biāo)的測(cè)量，說明磁屏蔽間供電系統(tǒng)帶入干擾。當(dāng)磁屏蔽間無電時(shí)磁場(chǎng)干擾較小，利于磁產(chǎn)品的測(cè)量。因此，磁屏蔽間供電存在嚴(yán)重干擾信號(hào)，不利于磁產(chǎn)品的測(cè)量。

磁屏蔽間渦流效應(yīng)測(cè)量。通過調(diào)試原系統(tǒng)軟件，調(diào)取過程數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在測(cè)試過程中線性誤差主要發(fā)生在施加磁場(chǎng)的反向過程中，即正向加磁場(chǎng)，負(fù)方向的磁場(chǎng)發(fā)生器的磁場(chǎng)誤差大，反向加磁場(chǎng)，正方向的磁場(chǎng)發(fā)生器的磁場(chǎng)誤差大。見表1。

從測(cè)試的現(xiàn)象看，磁屏蔽房有明顯的磁渦流效應(yīng)引起的反向磁場(chǎng)，導(dǎo)致磁場(chǎng)模擬系統(tǒng)的線性度下降。如果要達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的線性度，各測(cè)試點(diǎn)的誤差必須小于145nT。

磁模擬測(cè)試系統(tǒng)磁環(huán)的均勻性測(cè)試

為了減小磁屏蔽間對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，將磁環(huán)搬移到磁屏蔽室中央位置，X、Y軸磁環(huán)的空間均勻性得到較大改善。

Z軸磁環(huán)受磁屏蔽間環(huán)境的影響，軸向空間均勻性較差，中平面的均勻性較好，鑒于此結(jié)果，檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)，將測(cè)試產(chǎn)品均放置于磁環(huán)中平面位置，經(jīng)過對(duì)產(chǎn)品實(shí)際測(cè)試，滿足產(chǎn)品測(cè)量要求，且產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果一致性、可靠性穩(wěn)定。

研究結(jié)論

從磁屏蔽間測(cè)試及磁模擬系統(tǒng)三軸磁環(huán)均勻性測(cè)試的結(jié)果分析，可以得出如下結(jié)論：磁屏蔽間對(duì)靜磁有明顯的屏蔽效果，環(huán)境的靜磁場(chǎng)大約40000nT，屏蔽室內(nèi)可以小于40nT，甚至更??；磁屏蔽間對(duì)低頻磁場(chǎng)屏蔽效果有限，對(duì)于汽車通過等引起的磁場(chǎng)變化，僅能衰減6dB；生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生的低頻干擾會(huì)大量的進(jìn)入屏蔽室。磁力儀的測(cè)試結(jié)果證明了這一點(diǎn)；屏蔽間有磁渦流效應(yīng)，該效應(yīng)影響了磁場(chǎng)模擬系統(tǒng)的線性度。通過對(duì)磁環(huán)空間均勻性測(cè)試，X、Y軸空間均勻性較好，Z軸中平面均勻性滿足產(chǎn)品測(cè)試要求。檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)，將測(cè)試產(chǎn)品均放置于磁環(huán)中平面位置滿足產(chǎn)品測(cè)量要求。

（作者單位：山西汾西重工有限責(zé)任公司）