磁屏蔽间环境对产品测试影响

申丽亚　杨清立

原磁场模拟测试系统系统搬入磁屏蔽间后，磁场模拟系统中磁标准传感器三轴磁环（x轴、Y轴、Z轴）校准误差均超出校准技术指标范围，给后续测试产品带来隐患。在检测产品中发现：将调试合格的产品更换测试通道再检测，其重要技术指标磁电转换系数有3uV/nT左右的变化，测试产品一致性、可靠性很差，为保证该产品测试指标的一致性、可靠性，对磁屏蔽室内环境进行相关测试、磁场模拟系统的三轴（x轴、Y轴、z轴）线性度、均匀性测试，分析其原因，寻求最佳测试产品工艺，保证该型产品测试可靠性，并适用于后续产品生产。

磁屏蔽间环境测量

测试方法。将PC磁力仪设备放置在磁屏蔽间中央地面上，采用充电宝供电方式。测试原理为：利用配套的磁力仪设备中的三轴磁通门磁传感器实时采集磁屏蔽室内的磁场信号，并转换为电压信号输出，输出的电压通过数据采集模块处理上传给笔记本电脑，上位机软件接收数据并实时显示及保存留盘。最后通过MATLAB程序处理绘制出磁屏蔽室内的磁场噪声波形。

测试数据及分析。磁屏蔽间从通电到无电过程磁测试系统x、Y、z三轴数据波形。

通过对三轴波形图的放大分析，三轴整体测试约10分钟数据可以大致分为4个阶段：第一阶段为磁屏蔽间有电阶段，可以看出磁屏蔽间在有电时三轴的本底直流偏量约25nT，测试的1分钟数据波形可以看出有不规则的脉冲波形，波形峰值约47nT。第二阶段为磁屏蔽间供电线缆物理断开过程阶段，该阶段是将屏蔽间供电的物理连接线断开抽出过程，此时通过数据波形可以看出有很大的脉冲干扰，脉冲磁场值约2900nT。第三个阶段为磁屏蔽无电阶段，可以看出磁屏蔽间在无电时三轴的本底直流偏量约20nT，测试的9分钟数据可以看出磁场波动比较大，有脉冲和阶跃式干扰信号，最大磁场波动有40nT。第四个阶段为磁屏蔽间供电上电阶段，从测试波形可以看出上电过程中会引起巨大的磁场波动，上电后波动变小。

磁屏蔽间环境测试结果。通过对上述数据分析，可以清晰的看到磁屏蔽間有电时存在很大的磁场干扰，严重影响测试系统指标的测量，说明磁屏蔽间供电系统带入干扰。当磁屏蔽间无电时磁场干扰较小，利于磁产品的测量。因此，磁屏蔽间供电存在严重干扰信号，不利于磁产品的测量。

磁屏蔽间涡流效应测量。通过调试原系统软件，调取过程数据，发现在测试过程中线性误差主要发生在施加磁场的反向过程中，即正向加磁场，负方向的磁场发生器的磁场误差大，反向加磁场，正方向的磁场发生器的磁场误差大。见表1。

从测试的现象看，磁屏蔽房有明显的磁涡流效应引起的反向磁场，导致磁场模拟系统的线性度下降。如果要达到技术指标要求的线性度，各测试点的误差必须小于145nT。

磁模拟测试系统磁环的均匀性测试

为了减小磁屏蔽间对测量数据的影响，将磁环搬移到磁屏蔽室中央位置，x、Y轴磁环的空间均匀性得到较大改善。

z轴磁环受磁屏蔽间环境的影响，轴向空间均匀性较差，中平面的均匀性较好，鉴于此结果，检测产品时，将测试产品均放置于磁环中平面位置，经过对产品实际测试，满足产品测量要求，且产品测试结果一致性、可靠性稳定。

研究结论

从磁屏蔽间测试及磁模拟系统三轴磁环均匀性测试的结果分析，可以得出如下结论：磁屏蔽间对静磁有明显的屏蔽效果，环境的静磁场大约40000nT，屏蔽室内可以小于40nT，甚至更小；磁屏蔽间对低频磁场屏蔽效果有限，对于汽车通过等引起的磁场变化，仅能衰减6dB；生产环境产生的低频干扰会大量的进入屏蔽室。磁力仪的测试结果证明了这一点；屏蔽间有磁涡流效应，该效应影响了磁场模拟系统的线性度。通过对磁环空间均匀性测试，x、Y轴空间均匀性较好，z轴中平面均匀性满足产品测试要求。检测产品时，将测试产品均放置于磁环中平面位置满足产品测量要求。

（作者单位：山西汾西重工有限责任公司）endprint