ICS07.060 CCSA47 团体标准 T/CMSA0042—2023 雷电电磁场传感器标定 CalibrationofLightningElectromagneticFieldSensors 2023–07–17发布 2023–07–17实施 中国气象服务协会  发布全国团体标准信息平台 T/CMSA0042—2023 I目次 前言..................................................................................II 1范围.................................................................................1 2规范性引用文件.......................................................................1 3术语、定义、符号和缩略语.............................................................1 4概述.................................................................................3 5标定项目及特性参数要求...............................................................3 6标定条件.............................................................................4 7标定方法.............................................................................6 8不确定度评定.........................................................................9 9数据记录及标定结果表达..............................................................10 附录A（资料性）标定系统组成.......................................................11 附录B（资料性）测试原始记录表.....................................................14 参考文献..............................................................................17 全国团体标准信息平台 T/CMSA0042—2023 II前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件由中国气象服务协会提出并归口。 本文件起草单位：陆军工程大学野战工程学院、四川中光防雷科技股份有限公司、北京雷电防护装 置测试中心、北京中科飞龙传感技术有限责任公司、南京云凯防雷科技股份有限公司、深圳市国家气候 观象台、湖南中普技术股份有限公司、浙江润和安全技术有限公司。 本文件主要起草人：邱实、石立华、杨国华、张琪、张建培、张利华、于月东、杨鹏飞、邱宗旭、 吴双、陶兴水、殷建军、郑燕、赵静、鲁海洋、徐全模、闻小龙、张峻、黄军、詹家亮、魏新杰、刘爱 明、李征。 全国团体标准信息平台 T/CMSA0042—2023 1雷电电磁场传感器标定 1范围 本文件规定了雷电电磁场传感器的标定项目及特性参数要求、标定条件、标定方法、不确定度评定、 数据记录及标定结果表达。 本文件适用于雷电电磁场以及其他瞬变电磁场传感器的标定。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T18459-2001传感器主要静态性能指标计算方法 GB/T27418-2017测量不确定度评定和表示 3术语、定义、符号和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 自由空间场传感器freespacefieldsensor 用于测量自由空间内电磁场的传感器。 注：又称自由场传感器。如偶极子电场传感器，天线通常为对称结构，此类传感器的布设不受空间位置的制约，用 于测量电磁场的空间分布。 3.1.2 地面场传感器groundplanefieldsensor 用于测量地面附近电磁场的传感器。 注：如单极子电场传感器，此类传感器看作利用导电平面的镜像作用省略了自由空间场传感器的一半，只能用于地 面附近的场测量。 3.1.3 待检设备equipmenttobecalibrated 参与标定的雷电电磁场传感器整套设备，通常包含传感器、支架、传输线、电源和数据接收机5部 分。 3.1.4 被测量measurand 作为测量对象的特定量。 注：在本文件中，根据被测传感器类型，被测量分为以下四类：电场强度（E）、磁感应强度（B）、电场变化率（dE/dt）、 磁感应强度变化率（dB/dt）。 3.1.5 雷电电场传感器lightningelectricfieldsensor 被测量为雷电电场强度的传感器。 注：包含瞬态电场和静电场传感器。 3.1.6 雷电磁场传感器lightningmagneticfieldsensor 被测量为雷电瞬态磁场强度或瞬态磁感应强度的传感器。 注：由于空气中磁感应强度（B）与磁场强度（H）之比为常数（即真空磁导率），因此两者在本文件中统称为磁场 传感器。 全国团体标准信息平台 T/CMSA0042—2023 23.1.7 雷电电场变化率传感器timederivativesensoroflightningelectricfield 被测量为雷电电场变化率（dE/dt）的传感器。 注：也称为E-Dot或D-Dot传感器。 3.1.8 雷电磁场变化率传感器timederivativesensoroflightningmagneticfield 被测量为雷电磁感应强度变化率（dB/dt）的传感器。 注：也称为B-Dot传感器。 3.1.9 输出量outputquantity 由传感器产生的、与被测量成函数关系的可用信号，通常指电压信号。 3.1.10 零点输出zero-measuredoutput 在规定的条件下，所加被测量为零时传感器的输出。 3.1.11 最小二乘线性度least-squareslinearity 规定幅度范围内，不同幅度被测量与输出量构成的实测曲线相对于最小二乘拟合直线的最大偏差， 通常用满量程输出的百分比表示。 3.1.12 测量范围measuringrange 以传感器能响应的被测量的最低值和最高值表示的区间。 注：被测量的最高、最低值分别称为测量范围的“上限值”和“下限值”，下限值通常为负数。 3.1.13 满量程输出full-spanoutput 在规定的条件下，传感器的测量范围的上限和下限输出值之间的代数差。 注：测量范围的上限和下限输出值分别称为满量程输出“上限值”和“下限值”，下限值通常为负数。 3.1.14 零位分辨力nulloutputresolution 在输出量为零时，改变被测量的大小，使得能产生可观测的输出量变化的最小被测量变化。 注：在本文件中简称分辨力。 3.1.15 量程span 测量范围的上限值与下限值之间的代数差。 3.1.16 动态范围dynamicrange 量程与零位分辨力的比值，常用以10为底的对数（分贝）表示。 3.1.17 幅频响应amplitude-frequencyresponse 在规定的被测量频率范围内，对于加在传感器上不同频率正弦变化的电场或磁场，输出量与被测量 的振幅比随频率的变化。 3.1.18 谐振频率resonantfrequency 响应幅度随频率快速增大而后快速减小的峰值点对应的频率，在幅频响应曲线中通常表现为若干尖 峰对应的频率。 3.1.19 归一化幅频响应normalizedamplitude-frequencyresponse 将幅频响应按照其平坦段的平均幅值归一化，得到的归一化输出量与被测量的振幅比随频率的变化。 注：在规定的被测量频率范围内幅频响应不存在平坦段时，采用规定频段内幅频响应的最大值归一化。 3.1.20 灵敏度sensitivity 传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之间的比值。 全国团体标准信息平台 T/CMSA0042—2023 33.1.21 下限截止频率lower-cut-offfrequency 从归一化幅频响应的平坦段开始向低频方向下降3dB（或下降到70.7%）对应的频率。 3.1.22 上限截止频率upper-cut-offfrequency 从归一化幅频响应的平坦段开始向高频方向下降3dB（或下降到70.7%）对应的频率。 3.1.23 信噪比signal-to-noiseratio；SNR 信号和噪声的有效功率的比值，常用对数表示： 10 s n SNR=10log(/)PP（dB） 其中：Ps为信号有效功率；Pn为噪声功率。 3.2符号 下列符号适用于本文件。 B：磁通密度（以下磁场），单位：T。 B-