电磁测量课件 第四章

补偿法
通过引入一个已知的修正量，抵消原有的误差分 量。
统计处理法
对大量随机误差数据进行统计处理，得到更接近 真实值的平均值。
数据处理与误差修正
数据筛选
去除异常值和离群点，确保数据质量 。
数据平滑
通过数学方法对数据进行平滑处理， 减少噪声干扰。
数据处理与误差修正
• 数据变换：将数据转换为更易于分析和处理的格 式。
02
随着科技的发展，对电磁量测量 的精度和效率要求越来越高，因 此需要不断更新和完善测量技术 。
课程目标
01
02
03
04
掌握电磁量测量的基本原理和 方法。
熟悉各种电磁量测量仪器和设 备的使用。
了解电磁量测量技术的发展趋 势和应用前景。
提高解决实际问题的能力。
02
电磁量测量的基础知识
电磁场与电磁波
电磁场
是由电荷和电流产生的场，包括电场 和磁场，二者相互依存、相互转化。
电磁波
电磁波的传播
电磁波可以在真空中传播，也可以在 介质中传播，其传播速度与介质有关 。
是电磁场的一种运动形态，以波动形 式传播，具有能量、动量和质量。
电磁量的定义与单位
电磁量
是指描述电磁场和电磁波的物理 量，如电流、电压、电阻、电容 、电感、磁通量等。
《电磁量测量技术》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 引言 • 电磁量测量的基础知识 • 电磁量测量的常用方法 • 电磁量测量中的误差与数据处理 • 电磁量测量的应用实例 • 未来电磁量测背景
01
电磁量测量技术在现代工业、科 研和日常生活中具有广泛应用， 如电力、通信、交通、医疗等领 域。
误差的来源与分类
系统误差

第一节 高精度磁法
磁法勘探是一门较老、较系统的地球物理方法，广泛用于 地质找矿等领域。随着仪器测量精度、正反演数据处理精度的 提高，高精度磁测成为可能，它广泛用于弱磁问题，如环境调 查、灾害预报工作。环境与工程地球物理中要求磁法有较高的 精度，其探测目标更着重于浅层，甚至地表十米之内，主要研 究地下管道、电缆的深度、固体垃圾的污染等问题，公路、铁 路的走线和敷设，水库、水电站坝址的勘测等。另外，环境与 工程地球物理中的磁法，不只是磁场强度的测定，更重要的是 磁性测定。如磁化率的测定在土壤磁学、古地磁研究、城市大 气污染的调查、河流和海洋污染的研究、热电厂粉煤灰的研究 上都有着重要的作用。
野外测量的探头有两种类型：一种探头的传感器做成环形，直径近 20cm，有点像探雷器，探测时需接触地面，有效探测深度约10cm； 另一种探头的端部为尖形，直径1、5cm，必须与探测目标直接接触 ，或用钻头在表土上钻一小孔，把探头插入孔中测量。
第一节 高精度磁法
想要测量地表以下更深一点地方介质的磁化率，就需使用另一种野外 磁化率测量仪器，它是由发射器、接收器、电子仪器和控制系统组成的 。发射器和接收器分别装在水平横杆的两端，它们的中间是电子仪器和 控制系统。发射器发射的变化磁场(一次磁场)在地下介质中产生电流， 而电流反过来又产生磁场(二次磁场)，并为接收器所接收，由此可得磁 场的虚、实分量。所谓某磁场分量的虚分量是指该分量与一次磁场相位 相差90°时的那部分磁场的振幅，而与一次磁场同相的那部分磁场的振 幅，叫做实分量，所以前者又称为异相分量，后者又称为同相分量。这 种仪器在低频 (4kHz左右) 工作时，测量实分量，可求得介质的磁化率 ，而在高频 (40kHz左右) 工作时，测量虚分量，可求得介质的电导率 。横杆的长度可以变化，亦即改变发射器与接收器之间的距离，相应地 也就改变了探测的深度。

即：100mA=-20dBA=40dBmA=100dBuA
电压/V 、电流/A转换成分贝单位的换算表 (续)
4、电场强度、磁场强度、功率密度 分贝单位
• 电场强度的分贝单位定义：
[dB] 20 lg E1 E2
• 磁场强度的分贝单位定义：
[dB] 20 lg H1 H2
• 功率密度的分贝单位定义：
• 为了便于表达、叙述和运算(变乘除为加减)， 常采用对数单位——分贝(dB)。
• 分贝表示两个参量的倍率关系，通常用来表 示变化范围很大的数值关系。
1、功率的分贝单位
定义: 功率比P1/P2的对数值，以分贝（dB）为单位。
A 10 lg( p1 ) 分贝表示两个参
p2
量的倍率关系
其中，p1只为某一功率电平；
30 dB。
如何理解：电磁兼容测试屏蔽室的磁场 屏蔽效能dB值、电场屏蔽效能dB值？
用于电磁兼容测试的屏蔽室，使用的频段较宽， 从20Hz到40GHz，屏蔽效能一般要求：磁场 为60dB以上，电场在90dB以上。
屏蔽效能是指：模拟干扰源置于屏蔽体外时，屏 蔽体安放前后的电场强度、磁场强度或功率的比 值。
分贝电压与电压的换算举例
1、测到一台医用电气设备电源端干扰电压是1V， 问在其电源端的分贝干扰电平是多少分贝微伏？
VdBµ = 20 lg （VµV /1µV） VdBµ = 20 lg （ 106 µV /1µV）
= 120 dB µV
2、测到一台医用电气设备电源端的分贝干扰电平 是126dBµV，问在其电源端的干扰电压U是几伏？
式中， PdbW 为以dBW作单位的功率电平；
Pw为以W作单位的功率电平。
2）如果以P2=lmW作为参考基准功率

第四章 准静态电磁场4．1 准静态电磁场1．电准静态场由麦克斯韦方程组知，时变电场由时变电荷和时变磁场产生的感应电压产生。

时变电荷产生库仑电场，时变磁场产生感应电场。

在低频情况下，一般时变磁场产生的感应电场远小于时变电荷产生的库仑电场，可以忽略。

此时，时变电场满足ρ=∙∇≈⨯∇D 0E 称为电准静态场。

可见，电准静态场与静电场类似，可以定义时变电位函数ϕ ，即ϕ-∇=E且满足泊松方程ερϕ-=∇2 与电准静态场对应的时变磁场满足 0t =∙∇∂∂+=⨯∇B DE H γ 2．磁准静态场由麦克斯韦方程组知，时变磁场由时变传导电流和时变电场产生的位移电流产生。

在低频情况下，一般位移电流密度远小于时变传导电流密度，可以忽略。

此时，时变磁场满足0=∙∇≈⨯∇B J H c称为磁准静态场。

可见，磁准静态场与恒定磁场类似，可以定义时变矢量位函数A ，即A B ⨯∇=且满足矢量泊松方程c J A μ-=∇2与磁准静态场对应的时变电场满足ρ=∙∇∂∂-=⨯∇D B E t例1：图示圆形平板电容器，极板间距d = 0.5 cm ，电容器填充εr =5.4的云母介质。

忽略边缘效应，极板间外施电压t t u 314cos 2110)(=V ，求极板间的电场与磁场。

[解]：极板间的电场由极板上的电荷和时变磁场产生。

在工频情况下，忽略时变磁场的影响，即极板间的电场为电准静态场。

在如示坐标系下，得()()()V/m t 31410113t 31410501102d u z 4z 2z e e e E -⨯=-⨯⨯=-=-cos .cos . 由全电流定律得出，即由()z z 20r 4Sl t 31431410113d t H 2d e e S D l H ∙-π⨯⨯-=∙∂∂=π=∙⎰⎰ρεερφsin . 极板间磁场为φφφρe e H t 314103352H 4sin .-⨯== A/m也可以由麦克斯韦方程直接求解磁场强度，如下tt 0r ∂∂=∂∂=⨯∇E D H εε 展开，得t 314106694H 14sin .)(-⨯=∂∂φρρρ 解得φφφρe e H t 314103352H 4sin .-⨯== A/m 讨论：若考虑时变磁场产生的感应电场，则有tt ∂∂-=∂∂-=⨯∇H B E 0μ 展开，得t E z 314cos 103.231440ρμρ-⨯⨯-=∂∂- 解得 t E z 314cos 10537.428ρ-⨯= V/m可见，在工频情况下，由时变磁场产生的感应电场远小于库仑电场。