2023-02-28 09:17:04 由 yihong 发表
测量场峰值
测量脉冲峰值的最简单方法是使用峰值保持读数。 通过在 AC 或高频 (HF) 模式下点击最大保持卡在前面板上查看它。 峰值保持功能将显示自上次重置以来的最正峰值和最负峰值。 也可以从远程接口查询峰值。
在交流模式下
大多数脉冲的最高精度
AC 模式使用调制激励和低通滤波来提供最低噪声和最高精度场峰值测量。 但是，它无法测量明显小于 10 毫秒的磁脉冲宽度。 对于非常快的脉冲，请使用高频模式。
在高频 (HF) 模式下
非常快的脉冲精度高
高频模式可以测量脉冲宽度非常窄的磁脉冲的峰值。 5 μs (200 kHz) 时间分辨率可测量极快的脉冲，但与 AC 模式相比精度和分辨率有所降低。
给定脉冲宽度的推荐工作模式
查看脉冲形状
查看脉冲详细形状的最佳方法是使用模拟输出。 它提供了一个快速移动的电压，具有比数字值更高的时间分辨率。 将输出 BNC 连接到示波器（或其他一些高速电压捕获设备）将提供脉冲形状的详细视图。
场读数的特斯拉计模拟输出
更正输出
以最佳精度将场脉冲视为电压
校正后的模拟输出是查看大多数脉冲的最佳选择。 输出电压经过校正以产生每秒更新 2,000 次的校准场值。 校正后的输出电压比例可定制，以最大限度地提高测量分辨率。
以下示例针对峰值为 500 mT 或更低的正脉冲或负脉冲进行设置。 如果已知脉冲始终为正，则可以通过将基线设置为 250 mT 并将比例因子加倍至 40 V/T 来进一步提高分辨率。 这将导致在 0 T 时输出 -10 V，在 500 mT 时输出 +10 V。
原始输出
将场脉冲视为具有最佳分辨率的电压
当脉冲形状需要高时间分辨率（高带宽）时，原始模拟输出很有用。 该选项将放大的霍尔电压直接连接到输出 BNC。 然而，这使得将电压转换回现场读数变得更加困难。 可以通过参考数字测量的峰峰值并将其除以在该脉冲期间测量的峰值电压来计算转换因子。 原始输出必须来自 X、Y 或 Z 通道。 如果使用 3 轴传感器测量脉冲，则原始输出无法提供幅度字段值。 选择传感器与脉冲场方向正交的通道。
更正模拟输出缩放设置
模拟输出选择画面
最佳实践
范围
手动选择的字段范围
大多数磁脉冲移动得太快，以至于特斯拉计没有时间自动改变量程。 为避免范围转换中断您的测量，请手动将特斯拉计的范围设置为大于脉冲预期峰值的值。 但是，请避免将其设置得太高，以免不必要地牺牲分辨率。 例如，1 T 峰值脉冲应使用 3.5 T 范围而不是 35 T 范围。
一个例子
以下测试展示了 F41 和 F71 特斯拉计的脉冲测量能力。 这些脉冲是使用不同的特斯拉计配置测量的，以观察这些设置之间的差异。
硬件设置
一个大电容器用直流电压源充电至 45 V，然后通过粗线线圈放电以产生磁场脉冲。 图中未显示用于测量流过线圈的电流的检测电阻器。
特斯拉计设置
特斯拉计范围设置为 350 mT，因为预计场脉冲大于 35 mT 但小于 350 mT。 校正后的模拟输出比例设置为 20 V/T，以便与原始模拟输出的比例相匹配，以便于比较。
结果
以下数据是从示波器收集并转换为现场值。
测试 1：带修正模拟输出的 AC 模式
每秒 2,000 个样本的校正模拟输出更新速率在信号产生的离散“步长”中清晰可见。
流过线圈的电流与校正后的输出更新之间存在小的传播延迟。
最大输出电压徘徊在 235 mT 左右或仪器检测到的 233.325 mT 峰值场的约 1% 以内。
脉冲宽度约为 10 毫秒，对于 AC 模式来说已经足够慢了。
测试 2：具有校正模拟输出的 HF 模式
同样，校正模拟输出的更新速率和传播延迟可以在离散时间步长中。
由于更宽的带宽和交流耦合，脉冲的形状与交流模式略有不同。
10 ms 的脉冲宽度足够快，可以在高频模式下观察到。
对于这个特定的脉冲，AC 和高频模式之间的精度相似。
测试 3：带原始模拟输出的高频模式
该曲线是纯模拟信号，允许尽可能高的时间分辨率并消除在校正模拟输出中看到的传播延迟。
在这个测试之后，可以计算出调整后的转换系数。 最初使用 20 V/T，计算出的峰值为 245 mT。 使用 21 V/T 将为未来的脉冲提供更准确的转换。
仪器峰值保持测量保持准确。
Lake Shore F41/F71 特斯拉计模拟输出磁脉冲测量
