关键词：磁通门传感器;校准方法;转换系数;不确定度
<！--[if ！supportLists]-->一、 <！--[endif]-->磁通门传感器与磁通门磁强计的定义及区别
磁通门传感器与磁通门磁强计都是利用高磁导率材料在交变磁场的饱和激励下其感应电动势的谐波与输入磁场强度成正比的原理制成的测量仪器。区别在于磁通门磁强计（简称磁强计）具有磁场显示功能，磁通门传感器（简称磁传感器）的输出值一般是电压。在校准项目中，磁强计的标志性指标是磁感应强度示值误差，而磁传感器的标志性指标则是转换系数。常见的磁通门磁强计型号包括MEDA 公司生产的FVM-400，上海海事大学生产的9200B， 9200B ，9200D，北京翠海佳诚磁电有限公司CH-350等。常见的磁通门传感器包括是bartington 公司生产的MAG-03磁传感器等。国内的生产厂家包括中国海事大学，目前国内新型传感器的研发单位包括：中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，海军工程大学，空间中心，武汉大学，中国物理研究院等。
<！--[if ！supportLists]-->二、 <！--[endif]-->磁强计与磁传感器校准中的问题讨论
磁强计与磁传感器校准中的问题主要包括以下几个方面：
<！--[if ！supportLists]-->1. <！--[endif]-->依据的规范
磁通门磁强计校准依据的规范是JJF 1519-2015 《磁通门磁强计校准规范》，磁通门传感器校准依据2018年11月正式发布的JJF（军工） 190-2018 《磁通门磁强计校准规范》，新规范发布之前，我单位主要的校准依据是企标Q/710J 0606-2016《磁通门传感器校准规范》。
<！--[if ！supportLists]-->2. <！--[endif]-->测试条件要求
<！--[if ！supportLists]-->4. <！--[endif]-->各检测项目的数据记录要求及不确定评定
同一个磁传感器或磁强计，由于不同校准人员的理解程度不同，对测量结果的不确定定评定存在较大差异。现根据我单位磁通门磁强计校准装置的测量能力，具体分析如下：
<！--[if ！supportLists]-->1） <！--[endif]-->磁场示值误差的不确定度给多少？
认可能力中给出该项目的扩展不确定度1 nT （k=2），作业指导书中CMC评定给的是0.3 nT （k=2），标准装置能力评的是（0.0003*B0+5）nT。建议分辨率不大于1nT，噪声值不大于1nT的磁通门磁强计，示值误差的不确定度统一为（0.0006*B0+5）nT。
2） 转换系数的单位用哪个？
转换系数的常用工程单位为μV/nT，磁传感器规范JJF（军工）190-2018中都定义为V/T;但国际单位制中规定，组合单位的分子分母不能同时用词头，按照这个要求，转换系数的单位一般用kV/T。
3） 转换系数测试结果应保留几位有效数据？
a.依据有效数据位数对齐原则，标准磁场的准确值可以保留5位有效数据，传感器输出电压记录5位有效数据，则转换系数可以保留5位有效数字。下表所示是型号为mag03的一台磁传感器的转换系数值，按照有效位数运算原则，转换系数值可以保留到100.13 kV/T。
b.从磁场示值的精度考虑，标准磁场能够精确到1 nT，则被检磁传感器的转换系数值分辨力给到0.01 kV/T时，对应的电压准确度应精确到0.01μV。反过来看，电压表的示数只記录到了100μV精度，对应的转换系数也就只能精确到整数位，也就是传感器的转换系数应为100 kV/T。
结合客户使用要求，从降低风险的角度考虑，转换系数结果可以精确到到0.1 kV/T。
4） 转换系数的测量不确定度给多少比较合适？
磁通门装置中标准线圈常数的相对不确定度是0.003%，数字电压表的相对不确定度是0.005%，合成后应该至少是0.006%。结合转换系数的有效位数，当转换系数值取100.1 kV/T时，不确定度值可给0.1 kV/T。
5） 线性度的不确定度给多少比较合适？
被校准磁强计的计算中用了转换系数，电压示值;标准场测量引入的不确定为1/200000;合成后的不确定度应为0.005%。 6） 峰峰值噪声的有效位数及其不确定度？
屏蔽筒证书给出的剩磁是0.1nT，不確定度0.1nT。对应的被校准磁传感器噪声的也应不小于0.1nT，不确定度0.1nT.若按照2pT的标准能力给，则最多可以给到0.002nT。
7） 噪声记录点数
测试项目中，Q/710J 0606-2016中规定每1s记录一次读数，连续记录不少于10组读数。JJF（军工）190-2018和JJF 1519-2015中规定可选择数字多用表的测量时间为10 s、时间间隔为1 s或频谱分析仪的采样带宽为1 Hz。
8） 测试点的选择
YCC/ZY/3-10/2015《磁通门磁强计校准装置的不确定度评定》中第3.3.1条指出，通常情况下按20 μT～100 μT测量转换系数，考虑测量磁场最小20 μT。而JJF（军工）190-2018（报批稿）中第7.2.1 b）条规定，一般选择包含被校磁通门传感器测量范围的上下限及中间值的七个近似均匀分布的校准点;被校磁通门传感器磁场测量范围不超过-100 μT～100 μT，且转换系数最大允许误差优于0.1%时，则选择±20 μT、±40 μT、±60 μT、±80 μT、±100 μT工作点作为校准点;Q/710J 0606-2016中规定选择磁通门传感器磁场测量范围的上下限及中间值不少于7个点为校准点，并使被校准点均匀分布所选量程上;YCC/ZY/1-9/2015磁通门磁强计校准装置操作要求中规定，选择磁通门磁传感器磁场测量范围的上下限及中间值不少于七个点为校准点，并使被校准点均匀分布所选量程上;而在实际测量中大多选择±10 μT、±30 μT、±50 μT、±70 μT、±90 μT工作点作为校准点。
<！--[if ！supportLists]-->三、 <！--[endif]-->结论
通过以上对比分析，对磁通门传感器和磁通门磁强计的校准依据的选择，环境控制的要求，校准项目的选择有了明确的对比。结合测量结果的逐项分析，也是我们在磁通门日常测试中遇到的具体问题，分析给出了合理的建议。我们在今后还将对磁通门传感器的转换系数，正角度，噪声功率谱密度等测量问题进行进一步的分析研究。
参考文献：
[1] 赵凯华，陈熙谋.电磁学[M] .北京
[2] 张弢，邵全.一种求最佳直线的新方法[J].沈阳工业大学学报，2002，24（3）：262-264.
[3] 吕晓明.最佳拟合直线的理论分析及快速逼近算法[J].测控技术，1990，4.