摘要：本文介绍了感应式磁力仪的用途，以及MM1108交变弱磁场测量仪性能和指标。

关键词：感应式磁力仪，搜索线圈磁力仪

Abstract：This paper describes Search Coil Magnetometer use and specification of MM1108 Magnetometer

Keywords：Search Coil Magnetometer，Induction Magnetometer。

一．引言：

感应式磁力仪(Search Coil Magnetometer)是测量１ｍＨｚ－５０ｋＨｚ频率的磁场。在地球物理学中，它用于测量地球磁场的微脉动（1mHz—1Hz频率范围）；在音频运用中，它们也用磁记录。大地电磁和航空勘探是在频率直到音频人工激励之后由地球电流引起的二次磁场。地球物理勘探也可以用天然电磁场变化在1Hz—20kHz频带内。空间研究中，感应线圈是用在等离子试验中。磁天线是用于导航和通讯（潜艇和火车等）。重要的是速度探头和位置检测。最重要的运用之一是电磁兼容（EMC）测量，极低频率（ELF）磁强计在工业频率（50Hz-60Hz）处测量磁场。它们设计测量从电的运用和电源线的场。还可用于核爆炸的检测，雷电的探测和定位以及哨声的测量等。用途及其广泛。我们研制的ＭＭ１１０８交变弱磁场测量仪是交直流两用，频率范围在４０Ｈｚ到９ｋＨｚ。

二．工作原理：

MM1108 交变弱磁场测量仪是利用法拉第感应效应来测量磁场的。
V=－N =μ₀μ_coreANH₀Sinωt
在这里 V 是感应电压，μ₀是自由空间导磁率 4π×10-7，μ_core是芯的视导磁率，A是芯的截面积， N是线圈的匝数，H₀是被测磁场，ω是被测磁场的角频率。
仪器由传感器，多级放大器，显示器等部分组成；另配有专用直流供电电源。

三．主要技术指标：

频率范围： -3db 带宽 40Hz-9kHz
可测频宽：10Hz-10kHz
磁场测量范围：最低10^-3nT，放大倍数10²时最大可测4000nT，放大倍数10³时最大可测400nT，放大倍数10⁴时最大可测40nT，放大倍数10⁵时最大可测4nT。
自噪声：<5×10^-4nT/(40Hz-9kHz频带内任一点)
最大输出电压：～7V
显示：数字显示交流电压值。（并给出100nT的频率-电压标定数据以及有关曲线和数据表）。
电源：交、直流两用。

四．仪器测试的结果：

由于在城里干扰太大，又无专门的屏蔽设备（特别是50Hz及其奇次谐波干扰），只有到野外去试验。
⑴．频率范围测试与标定：
测试地点：内蒙古太朴寺旗草原，目视周围无电线杆、发射塔、村庄和住户。
测试方法：用国家计量院标定的螺线管，用100nT的磁场进行标定。
测试仪器：TDS3014B荧光示波器，XD1022低频信号发生器，XD1790充电后备直流电源。
100nT，放大倍数1000倍，标定数据：
传感器标定数据

传感器标定曲线

-3db点的计算：40Hz处20log（1422/1644）=-1.26db
9kHz处20log（1246/1644）=-2.41db
均达到合同要求
10Hz处-19.37db
10kHz处为-4.89db
⑵．自噪声测试：
测试地点：丰台芦沟桥南永定河河滩，目视周围无电线杆、发射塔、村庄和住户。
测试方法：用传感器直接测试外部环境场。
测试仪器：TDS3014B 荧光示波器。
放大器的放大倍数：10⁵。
传感器（在放大倍数10⁵时）下面表中的频率点上TDS3014B荧光示波器中可以看到噪声，在其它频率上示波器中未见噪声。
自噪声计算方法：测量电压（μV/）/10⁵/16μV/nT

⑶．磁场测量范围：测量范围大于10^-3nT—100nT。
⑷．最大输出电压：～7V
⑸．其它：探头加电缆重：250g 电缆长：5米
主机重：2.8kg
电源重：7.5kg
功耗：± 12V ， 1W 。

参考文献：

1 ． H ． Fukunishi ， et al 。，“ Magnetic Field Observations on the Akebono （ EXOS-D ） Satellite ，” J 。 Geomag 。 Geoelectr 。， Vol 。 42 ， 1990 ， pp 。 459-478 。
2 ． J ． Christian Dupuis ，“ Optimization of A3-Axis Iduction Magnetometer for Airborne Geophysical Exploration ”。
3 ． I ． Kimura ， et al 。，“ VLF observations by the Akebono （ EXOS-D ） Satellite ，” J 。 Geomag 。 Geoelectr 。， Vol 。 42 ， 1990 ， pp 。 394-396 。
4 ． Payel Ripka ，“ Magnetic Sensor and Magnetometer ” pp 。 47-73 。
5 ．王作桂、陈斯文、曹晋滨，“一种低频磁场波动探测器”，中国空间科学学会空间探测专业委员会第十四次学术会议论文集， pp 。 141-143 。

五．一些问题；国内屏蔽系统要么是直流到很低频率的如坡莫合金的屏蔽装置，要么是电磁兼容的屏蔽装置，而它们中间一段的屏蔽是没有人研制的，这需要补充。
本仪器接收的是很宽的频带的信号，所以必须要用谱分析来处理，以后要把这部分加入仪器中去（我们已在荧火一号的磁力仪中加入了谱分析）。

结论：在仪器的制作中碰到的有关问题，有放大器的屏蔽，地线的连接，前置放大器的安装等问题.

单分量 MM1108 交变弱磁场测量仪使用说明书

1 ．引言

3 ．主机和直流电源前、后面板的功能：

（ 1 ）主机前、后面板功能

前面板（见照片）功能

后面板功能

（ 2 ）电源前后面板功能

前面板功能

后面板功能

4. 标定数据和曲线：内蒙古太朴寺旗草原，100nT，放大倍数1000倍，标定数据。标定数据和跟据标定数据计算出的μV/nT、dbV/nT的值及绘制的曲线，附在使用说明书的后面。

5 ．使用说明：
交流供电操作步骤：
（ 1 ）将MM1108传感器电缆的插头插入主机后面板的信号输入插座。
（ 2 ）将传感器放到需要测量的位置。
（ 3 ）将主机后面板的交、直流切换开关置于AC供电。
（ 4 ）打开主机电源开关。
（ 5 ）从小往大设置放大倍数。
（ 6 ）读显示器的读数。
（ 7 ）除以放大倍数即得到被测电压值。
（ 8 ）查标定曲线即得被测磁场的（nT值）。
（ 9 ）如要外接谱分析仪、计算机等做数据处理，则从主机前面板输出即可。
直流供电操作步骤：
（ 1 ）将 MM1108 传感器电缆的插头插入主机后面板的信号输入插座。
（ 2 ）将传感器放到需要测量的位置。
（ 3 ）将主机后面板的交、直流切换开关置于DC供电。
（ 4 ）用直流供电电缆将直流电源后面板的输出插座和主机的直流电源输入插座连接。
（ 5 ）从小往大设置放大倍数。
（ 6 ）读显示器的读数。
（ 7 ）除以放大倍数即得到被测电压值。
（ 8 ）查标定曲线即得被测磁场的（nT值）。
（ 9 ）如要外接谱分析仪、计算机等做数据处理，则从主机前面板输出即可。
直流电源的充电：
（ 1 ）接通电源（打开电源开关）立即充电。
（ 2 ）充电时，指示灯闪烁。
（ 3 ）当充电满时，指示灯不闪。
（ 4 ）我们可以在测量接线柱测量直流电池电压。

6 ．注意事项：
（ 1 ）被测信号必须是单一的频率信号，显示器才能有稳定的显示。若是多频率信号，则只能从输出插座输出信号用其它仪器分析。
（ 2 ）放大倍数需从小往大设置，设置时，要将原设置取消后，才能设置新的放大倍数，否则显示不准确。
（ 3 ）用交流供电时，主机后面板上“AC、DC”切换开关，必须设置在“AC”上。用直流供电时，主机后面板上“AC、DC”切换开关，必须设置在“DC”上，同时主机必须断开交流电源，工作完毕后，必须将连接直流电源的电缆断开。
（ 4 ）若显示器显示超过7V时，说明输出已饱和，必须降低放大倍数。
（ 5 ）若显示器读数不稳定，则是背景噪声太大，淹没了信号。只可外接仪器分析处理。
（ 6 ）传感器不得冲击、碰撞和强烈震动，以免性能受到影响。
（ 7 ）仪器箱不得重压和受潮。

7 ．保修一年。

8 ．装箱清单：
（ 1 ） 主机箱： MM1108 主机一台， MM1108 传感器和电缆两根，电源电缆一根，信号输出线一根， MM1108 使用说明书一份。
（ 2 ）电源箱： MM1108 直流电源一台，电源电缆一根，直流供电电缆一根， MM1108 使用说明书一份。