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1、州月州| 磁场环境中用测量仪表测量磁场分布的方法 李振 杰吉 庚越 许林军 降军 医 学 研 究 所， 上 海， 2 0 0 4 3 3 ) 摘要 通过对C T 3 型高斯计、 C T 3 - A型特斯拉 计及 CTS-27型数字特斯拉计变送 粉联线延伸的方法，观 案对徽场侧量的影响， 进而确定各洲量仪表变送器联线延 伸对 洲 诬 塞 奉 无 举 晌 的 适 用 范 圈 ， 探 讨 在 较 强 磁 场 环 境 中 m -t 磁 场 分 布 的 方 法 。 关健词磁场环境:洲最仪表:侧量方法 川 在环境保护、 磁生 物学研究及现场卫生学 调查 等工作中， 常常会 遇到磁场环境中 磁场分 布的侧
2、贵问 蔑. 而磁场测量常用的测量仪 表多为上 海第四电 表厂生产的 C T 3型 高斯计、 C T 3 - A型特斯拉计 和C T S - 2 7 型数字特斯拉计等， 但这些仪表 均未 在磁场环境 中 侧评过.尤其是指针式仪表，规定了在使用时 仪器应距离磁场至少一米” h l 这主 要是因为若仪表置于磁 场环境中，其内 部结 构中的 进介质会不同 程度地 被磁化， 表头 指针被磁化， 将导致表头指示的 停滞或失真. 所以， 较强磁场环境中 的磁弓分布翻峨， 用指针式仪表洲最是绝对不允许的。能否用数字式仪表测量亦应经实际潇评而定。有 人曾 把侧量仪表表头拆下， 便之脱离强磁场环衡， 把仪表的其它
3、部分置于被侧磁场环 境，并 用坡莫合金傲壳加以 屏蔽。此法虽可行，但需动用较多的人力， 如要操持变送 器、 调节仪衷和表头读 数等，测量现场与读数处还需 用对讲器联系，使潇互很不方便， 况且坡莫合金价格也很昂 贵 侧。为 选择节省.左 便. 合理、可行的 测量方法， 我们采 用延伸测 量仪 表变送器 联线的方 . t 对不同磁场 环境进行了 测k z 脸、 1 材料和方法 1 . 1仪赛 选用上 海第四电 表厂生产的指 针式测 量仪表( - 1 3型高斯计、 C T 3 - A型特斯 拉计和上 海震史实业有限公司生产的C T S - 2 7 型 数字特斯拉计为实脸仪器。 C T 3 型 高斯
4、计、 C 7 3 - A型特斯拉计的主0技术指 标为 里 程范困:0 - 1 . 0 , 0 . 5 .0 , 0 . 2 5 . 0 , 0 - 1 0 0 , 0 - 2 5 0 , 0 - 5 0 0 和0 - 1 0 0 0 m T ,另 有1 5 0 0 m T 和2 5 0 0 m T 两量程供参考使用;墓本误差: 0 - L O M T和。 - 5 . O M T为5 %, 2 5 - 1 0 0 0 m T量程为2 . 5 % ;分辨率:0 . 0 2 m T ，有效读敬为 0 . 2 m T : 能侧盘大于 1 . 2 m m间除中的直流磁 场或 0 6 0 0 H 2交变徽
5、场:指示方 式:指针 式;供电电 该: 2 2 0 V市电 或 9 V千电 池; 外形尺寸 及重里: 尺寸 约2 6 5 n mmX 1 2 5 t = X 1 6 5 m m , 重 约3 k g “u . C T S - 2 7 型 数 字 特斯 拉 计 的 主 要 技 术 指 标 为 妞 程 范 围 : 0 - UT , O - 1 T : 基本误差:1 . 0 %读 教十1 . 0 %满 刻度: 分辨率: 0 . 1 M T ; 零漂:3 0 m 灿 内 小于 3 个字:能 侧妞表面磁弓和环 境磁吸: 显示 方式:3 1 / 2 L C D :供电电派: 9V110% 干电 池 : 外
6、 形 尺 寸 及 里 妞 : 尺 寸 约1 6 0 M M X 8 8 M M X 3 6 m m , 重 约3 2 5 8 m . 1 .2场浑 以 一块直径为6 m m 、长 度为 1 9 m m园柱形小磁铁作为场汤，其 表面是丈胜 / 一J月J州一 弧为 1 . 3 3 0 0 mT. 方法 把 口，型高斯计、U N- A型特斯 拉计及 C r 5 - 2 7型 数字 特斯拉 计的 变送器 联线各延长一定长度，在不同强度磁场环境下观寮侧量仪表变送器联线延伸后与延伸 。 3 6 。 、 、屑 ，J月JJ|1|J|1|JllJllJ|11|1|1 前 读数的 误差，评价延伸变送器联 线对测
7、量仪表渊量磁场的 影响。变送始联线延伸线 用四 线隔离屏蔽线， 其规 格是: R V P 4 X 1 6 1 0 . 1 5 ,长 度为S m时， . 其阻值 包括联接插接 件电阻 ) 为。 .7 4， 1 3 m时为1 . 2 4， 2 0 m时为1 . 7 4， 4 0 m时为2 . 8 阳 2 结果 2 . 1廷仲变送器联线对C 1 3 型高斯计测璧的举 响 C O型高 斯计 变送器联线延伸5 i n与2 0 m时 对测量的影响见表 1 , C T 3型高斯计 变送器联 线延 伸 5 m时， 在量程 5 . O m T 档，相对 误差为4 .6 .5 - 1 3 . 6 4 % ; 在量
8、程 2 5 .O m C 档， 相 对误差为。 - 2 .0 4 ; 在量程l 0 O .O m T档， 相对误差为( 1 - 0 . 2 2 0,0 ; 在量程2 5 0 .0 m 1 档，相对误差为 G - 0 -5 4 %.可见变送器联线延伸 5 m 时，除量程 5 . O m T档外， 在 2 5 .0 - 2 5 0 .O MT档的相对误差均低于 2 . 0 4 %。变送器联线延伸 2 0 m时， 在量程 5 . O M T档， 相对误差为4 3 . 7 5 - 7 3 .9 1 %; 在量程2 5 . O m T档， 相对误差为0 - 1 0 . 0 %， 而测量 1 2 . 5
9、m T 以上 磁场时， 相对误差为0 - 1 .6 3 % ; 在 l 0 0 . O M T档， 相对误差为0 - 0 , 8 3 %; 在里程2 5 0 . O m T 档， 相 对误差则为。 - 0 .5 6 %. 可 见变送器 联线侧申2 0 m时， 在2 5 . 0 m T档， 测食 1 2 . 5 m T 以上的磁场及 1 0 0 . 0 mT档和2 5 0. 0 in T档测量时，相对误差均低 于1 . 6 3 %, 表 1 延伸变送器联线对CC 9型高斯计侧量的彭响 仪表勿程 伽劝 变送器联线廷伸2 0 m 延伸前延仲后绝3 i 0% 一 ( m T ) 一- C - T I
10、一一 在2 5 . O M T 档 ， 相 对 误 差 卜峨 0 .4 3 - 3 6 .3 6 %: 而在侧量 1 2 . 5 m T以上的 徽场时， 相对误差为 。 -0.6 2 %， 在 1 0 0 . O M T 相对 误差为 0 -0.6 6 0/ ; 在 2 5 0 .O m T档， 相对误差为0 -0.2 8 %。可 见变送器联线延 2 0 m时， 在2 5 . 0 m T档，测 量 1 2 . 5 m T以上的 磁场及 相对误差均低干0 .6 6 %. 变送器联 线延伸 4 0 m a J ， i o o .O m T档和2 5 0 . O M T档橄量 在 5 .0 m T档
11、和 2 5 .O MT档，仪 。 3 7 。 为档伸时 缝 彝 巍 沁 _ 衣暇 粉 均不能调零， 不能进行正常测量: 在 1 0 0 . O m T 档，相 对误差为0 - 1 . 6 7 % , 在2 5 0 . O m T 档. 相对误差则为o- - 1 . 1 ( M。可见 变送器联线延伸4 0 m时，在 1 0 0 _ O m T档 和 2 5 0 .O M T M K 20 4 . *“i差 i 6 7 低于1 . 6 7 %. 表2抚 伸变送括联线对C T 3- A型特斯拉计 洲盆的 彭晌 仪表扭程 ( 理力 挂伸前相对误 差( %1 0丛0 5 .0 变送器联线延伸2 0 1
12、廷伸后绝对误 ( m T )差 ( M T ) 4 . 2 + 4 .2 5 . 0十 2 ，1 0 8 .3 3 变送器联钱延伸4 0 M 廷钾前廷伸后绝 对误 ( m 劝 加 劝差(- T ) 不能润才 场 S 十 2 ,0 + 1 .7 十 1 .S O 4 . 1 洲 幼75月 不能润才 .53j 、7冉已 乃 . 0 洲 干 习. 51 .6 7 丝绷 几UO n甘010 1 0 0 . 0 _ 0-0 .3 父 . 肠 2 26 7 1 7 . 6 5 0 0 . 6 2 0 . 4 3 。 、 “ 0 0 3 3 2 5 )刀 1 1 5 1 6 . 1 2 3刀 3 0 . 2
13、 6 0 . 0 9 03 1 2 0 . 0 1 7 5 . 5 2 3 0 . 0 生 0力 1 2 5 1 6 . 0 2 2 . 9 3 0. 0 6 0 O 9 0. 0 1 2 0 乃 1 7 5 乃 2 3 口 刀-0 .30。00.280 3 0 .0 6 0 . 0 9 0乃 1 2 1 .0 1 8 2 0 别 2 0 3 0. 5 动 .0 9 0乃 一一. 1 2 1 .0 1 8 0 .0 2 月 00-2 0-2 .0孟 01.100.83 2 . 3延钟变送器联线对G T S - 2 7 型欲字 特斯 拉计侧量的形响 C T S -2 7 型 数字特斯拉 计变送
14、9 *MM 仲1 3 m 8 ;1 .在O . Z T ( 2 O O m T ) jn ) I T ( I O O O m T ) 档 对洲 量影响的 相对误 差均为。 ， 对测 量结果 未见影响( 表3 ) . 表3 延伸变送器联 含 冕 对C T S 2 7 型 数字 特斯拉计 侧里的影晌 仪表量程 ( T ) 延伸前 ( 拭 T ) 廷神后绝对误差相对误差 (MT ) (m T )D .加叫，.一一、，-，-一.叫，.，一-.一-一一.一.，卜一一.、.，.，、，一一 6 2 02(l )0 n的UD0nonUO on000六“ 0 . 2 ( 2 0 0 -T ) 一州 000八U0
15、0 的U-0000仑 0 .5 O 8 0 . 9 2 .a 47 6 .3 1 5 .2 21 . 9 0 . 5 0 . 8 0 . 9 2 A 4 .7 6 .3 1 5 . 2 2 1 . 9 匆”兑必幼均 ，”92心邓251 1 ( 1 0 0 0 th 3 讨论 3 . 1资送 界联线延 种对沮最墓本无形响的适用茱图 一 般情况下， 变送器联线的延 伸会不同程度地增加仪表的输入阻抗，从 而减少从 传感器到放大器的 信号强度。 但所有测量仪表均有 一定的自 调节和自 适应范围，若基 木+z 数仅在定范围变化，则 基本不影响侧量仪表的测量精度，若基本参 数超出测量 . 3 8 . 丁
16、叮 ， 争 F - . 1 s 注 _ 瓜二盆 二 汤 粤 三 几 j 卜 守 仪 表的自 调节和自 适应范围，侧量仪 表的侧量精度将会受到 影响， 甚至会使侧量出 现 较 大 的 偏 差。 本实 验中 ， C P 3 型高 斯 计 在 变 送 器 联 线延 伸知 时 ， 在2 5 . 0 - 2 5 0 .O m T 档 侧 量的 相 对 误 差为0 - -2 . 0 4 % . 此 值 低于 仪 表的 墓 本 误差 伍O r n T档 为5 % . 2 5 - 1 0OO m T 档为2 . 5 % ) .因 此，2 5 . 0 - 2 5 0 . O m T 档侧 里是C P 3 型高 斯计范伸联线5 m时的适用范困: 在2 5 . 0 m T档， 测量 1 2 . 5 m T以上的 磁场及 1 0 0 .0 m T和2 5 0 .0 2 n T档洲t，是C 1 3型离 斯计廷 1 申 联线 2 0 m时的 适用范围。M - A特斯拉计延伸联线
