磁屏蔽間環境對產品測試影響

◎申麗亞 楊清立

磁屏蔽間環境對產品測試影響

◎申麗亞 楊清立

本文主要通過對磁屏蔽間環境測試、磁場模擬系統的三軸磁環（X軸、Y軸、Z軸）線性度、均勻性測試，研究其影響產品測試的原因，尋求最優的測試產品工藝，保證該型產品測試可靠性，用來指導產品生產。

原磁場模擬測試系統系統搬入磁屏蔽間后，磁場模擬系統中磁標準傳感器三軸磁環（X軸、Y軸、Z軸）校準誤差均超出校準技術指標范圍，給后續測試產品帶來隱患。在檢測產品中發現：將調試合格的產品更換測試通道再檢測，其重要技術指標磁電轉換系數有3μV/ nT左右的變化，測試產品一致性、可靠性很差，為保證該產品測試指標的一致性、可靠性，對磁屏蔽室內環境進行相關測試、磁場模擬系統的三軸（X軸、Y軸、Z軸）線性度、均勻性測試，分析其原因，尋求最佳測試產品工藝，保證該型產品測試可靠性，并適用于后續產品生產。

磁屏蔽間環境測量

測試方法。將PC磁力儀設備放置在磁屏蔽間中央地面上，采用充電寶供電方式。測試原理為：利用配套的磁力儀設備中的三軸磁通門磁傳感器實時采集磁屏蔽室內的磁場信號，并轉換為電壓信號輸出，輸出的電壓通過數據采集模塊處理上傳給筆記本電腦，上位機軟件接收數據并實時顯示及保存留盤。最后通過MATLAB程序處理繪制出磁屏蔽室內的磁場噪聲波形。

測試數據及分析。磁屏蔽間從通電到無電過程磁測試系統X、Y、Z三軸數據波形。

通過對三軸波形圖的放大分析，三軸整體測試約10分鐘數據可以大致分為4個階段：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三軸的本底直流偏量約25nT,測試的1分鐘數據波形可以看出有不規則的脈沖波形，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，此時通過數據波形可以看出有很大的脈沖干擾，脈沖磁場值約2900nT。第三個階段為磁屏蔽無電階段，可以看出磁屏蔽間在無電時三軸的本底直流偏量約20nT,測試的9分鐘數據可以看出磁場波動比較大，有脈沖和階躍式干擾信號，最大磁場波動有40nT。第四個階段為磁屏蔽間供電上電階段，從測試波形可以看出上電過程中會引起巨大的磁場波動，上電后波動變小。

圖1 X、Y、Z軸波形圖

表1 X軸磁場正向、反向施加磁場線性度測試各點結果

磁屏蔽間環境測試結果。通過對上述數據分析，可以清晰的看到磁屏蔽間有電時存在很大的磁場干擾，嚴重影響測試系統指標的測量，說明磁屏蔽間供電系統帶入干擾。當磁屏蔽間無電時磁場干擾較小，利于磁產品的測量。因此，磁屏蔽間供電存在嚴重干擾信號，不利于磁產品的測量。

磁屏蔽間渦流效應測量。通過調試原系統軟件，調取過程數據，發現在測試過程中線性誤差主要發生在施加磁場的反向過程中，即正向加磁場，負方向的磁場發生器的磁場誤差大，反向加磁場，正方向的磁場發生器的磁場誤差大。見表1。

從測試的現象看，磁屏蔽房有明顯的磁渦流效應引起的反向磁場，導致磁場模擬系統的線性度下降。如果要達到技術指標要求的線性度，各測試點的誤差必須小于145nT。

磁模擬測試系統磁環的均勻性測試

為了減小磁屏蔽間對測量數據的影響，將磁環搬移到磁屏蔽室中央位置，X、Y軸磁環的空間均勻性得到較大改善。

Z軸磁環受磁屏蔽間環境的影響，軸向空間均勻性較差，中平面的均勻性較好，鑒于此結果，檢測產品時，將測試產品均放置于磁環中平面位置，經過對產品實際測試，滿足產品測量要求，且產品測試結果一致性、可靠性穩定。

研究結論

從磁屏蔽間測試及磁模擬系統三軸磁環均勻性測試的結果分析，可以得出如下結論：磁屏蔽間對靜磁有明顯的屏蔽效果，環境的靜磁場大約40000nT，屏蔽室內可以小于40nT，甚至更小；磁屏蔽間對低頻磁場屏蔽效果有限，對于汽車通過等引起的磁場變化，僅能衰減6dB；生產環境產生的低頻干擾會大量的進入屏蔽室。磁力儀的測試結果證明了這一點；屏蔽間有磁渦流效應，該效應影響了磁場模擬系統的線性度。通過對磁環空間均勻性測試，X、Y軸空間均勻性較好，Z軸中平面均勻性滿足產品測試要求。檢測產品時，將測試產品均放置于磁環中平面位置滿足產品測量要求。

（作者單位：山西汾西重工有限責任公司）