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傳感器的噪聲測量：傳感器本底噪聲的檢測方法及其裝置

G01D3/036;

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傳感器本底噪聲的檢測方法及其裝置

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57
）摘要

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本發明實施例涉及電子技術領域，公開了
一種傳感器本底噪聲的檢測方法及其裝置。本發
明中，傳感器本底噪聲的檢測方法包括：接收傳
感器輸出的采樣值，并判斷所述采樣值是否屬于
本底噪聲允許范圍；當所述采樣值屬于所述本底
噪聲允許范圍時，選定所述采樣值作為本次本底
噪聲采樣值；根據所述傳感器的上次本底噪聲與
所述本次本底噪聲采樣值，計算所述傳感器的本

傳感器的噪聲測量：噪聲傳感器在生活中的應用

原標題：噪聲傳感器在生活中的應用

噪聲污染、空氣污染和水污染并成為環境三大污染，目前，我國空氣污染治理工作和水污染的治理工作都已經取得了一定的成效，在這種情況下，噪聲污染的治理顯得極為緊迫。隨著生活品質的提高，我們對環境噪聲提出了更高的要求。

我國對于噪聲擾民方面近些年來逐步完善，有關噪聲的相關政策有：《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》、《地面噪聲交通噪聲污染防治技術政策》、《關于加強環境噪聲污染防治工作，改善城鄉聲環境質量的指導意見》等政策。

除法律政策之外，國家還規定了在居民區、工廠等環境，必須要安裝噪聲傳感器，來應對噪聲對居民生活造成的影響。政策與監控的雙重配合下，不僅大大減少了噪聲的存在，同時也促進了噪聲傳感器事業的發展。

噪聲對人的影響

噪聲污染是指所產生的環境噪聲超過國家規定的環境噪聲排放標準。并干擾他人正常工作、學習、生活的現象，嚴重情況下甚至危害人的健康。世界各國都很重視噪聲問題，把噪聲污染列為主要的環境污染公害之一。

噪聲污染嚴重影響著人與生物的生活，使人得疾病。

1、30～40分貝是比較安靜的正常環境；

2、超過50分貝就會影響睡眠和休息。由于休息不足，疲勞不能消除，正常生理功能會受到一定的影響；

3、70分貝以上干擾談話，造成心煩意亂，精神不集中，影響工作效率，甚至發生事故；

4、長期工作或生活在90分貝以上的噪聲環境，會嚴重影響聽力和導致其他疾病的發生。

從上述可以看出，噪聲污染對人的危害是很大的，其會損害聽力、視力、有害于人的心血管系統、影響人的神經系統，使人急躁、易怒并且影響睡眠，造成疲倦、影響人與生物的生活，使人得疾病，因此，對噪音進行監測必不可少。

噪聲傳感器的安裝及測量頻率

1、噪聲計量單位

分貝是衡量聲音音量變化的單位，符號為dB。它是兩個聲音的音量之比，用對數表示。計算公式：分貝=10log(音量A/音量B) 。

2、安裝位置

一般規定是可選擇在噪聲敏感建筑物外，距墻壁或窗戶1m處，距地面高度1．2m以上。

3、監測時間及頻次

噪聲傳感器對敏感建筑物的環境噪聲監測應在周圍環境噪聲源正常工作條件下測量，根據曝聲源的運行工況，分晝、夜兩個時段連續進行。根據環境曝聲源的特性，可優化測量時段。分為固定聲源、交通噪聲源（流動聲源）。

（1）固定聲源的影響

監測時間：穩態噪聲測量1min的等效聲級，如晝間測量1min得到Ld，夜間測量1min得到Ln。非穩態噪聲測量整個工作時間（或有代表性時段）的等效聲級。

監測頻次：一般為不少于連續監測2天，晝夜各2次，即每天星間監測1次，夜間監測1次。

（2）交通噪聲源（流動聲源）

監測時間：

對于道路交通，晝、夜各測量不低于平均運行密度的20min等效聲級Leq。

對于鐵路、城市軌道交通（地面段）、內河航道，晝、夜各測量不低于平均運行密度的1h等效聲級Leq，若城市軌道交通（地面段）的運行車次密集，測量時間可縮短至20min。

監測頻次：

一般為不少于連續監測2天，晝夜各2次，即每天晝間監測1次，夜間監測1次。返回搜狐，查看更多

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傳感器的噪聲測量：實現對磁性傳感器的噪聲測量

磁性傳感器廣泛應用于需要高靈敏度的場景，如腦功能映射、磁場異常探測、磁性定向和礦產勘查。磁性傳感器的靈敏度可以通過信噪比表示，其中信號是指增益信號，噪聲則指傳感器的固有噪聲。傳感器制造商必須表征和跟蹤傳感器固有的 1/f 噪聲，這個關鍵的參數通常以 nT/ √ Hz 表征。近年來出現了一種新型磁性傳感器，與標準磁阻傳感器相比，它具有更高的靈敏度，并給噪聲測量帶來了新的挑戰。多種噪聲源可能破壞測量結果，其中包括環境磁場噪聲，電源噪聲，以及信號調理電路的附加噪聲。隧道磁電阻（TMR）傳感器與霍爾效應、各向異性磁電阻（AMR）和巨磁電阻（GMR）等同類技術 2 相比，具備更高的分辨率和更低的功耗，體積更小。由于噪聲測量硬件和軟件的創新，因此可以對 TMR 傳感器的低噪聲電平進行精確測量。
磁性傳感器的噪聲測量
通常情況下，磁性傳感器工程師會將噪聲表征為與施加的磁場相關。如圖 1 所示，磁場通過亥姆霍茲線圈控制。但需格外小心，避免磁場環境產生噪音。
圖 1. 控制單軸磁場的亥姆霍茲線圈。
然后使用源測量單元（SMU），如是德科技 B1500A，來施加偏置并測量電阻。SMU 噪聲必須過濾掉，以便只測量電阻的變化。電阻噪聲以電流噪聲的形式表現，使用負載電阻轉化為電壓噪聲，并由超低噪聲電壓放大器放大。所得電壓噪聲采用高速數字轉換器（digitizer）予以分析。如圖 2 所示，是德科技 E4727A 先進低頻噪聲分析儀（A-LFNA）具備以上所有功能，結合 A-LFNA 的軟件，可以實現強大且精確的磁性傳感器噪聲測量方案。
圖 2. 捕獲以電阻變化形式出現的電壓噪聲，然后將其數字化。低噪聲放大器支持高靈敏度測量
如圖 2 所示，放大器放大低電平噪聲信號，以便數字轉換器準確地表述譜密度，從而捕捉磁性傳感器的噪聲密度。由于放大器的噪聲直接增加了被測器件的噪聲，這種附加放大器噪聲成為了影響靈敏度的關鍵指標。上一代 1/f 噪聲測量系統的放大器因自身噪聲水平，無法執行準確的磁性傳感器測量。新一代 E4727A 配有最新研發的放大器，具有 -183 dBV2/Hz 本底噪聲（相當于一個 28 Ω 電阻的噪聲）以及低至 20 Hz 的拐角頻率（表 1）。因此能對磁性傳感器噪聲進行精準的表征。圖 3 給出了最新 E4727A 中低噪聲放大器的附加電壓噪聲。與其前身 E4725A 相比， E4727A具有更低的噪聲密度，其測量靈敏度居于業界領先地位。
表 1. 最新 E4727A 測量系統與前身 E4725A 的低噪聲放大器性能比較
圖 3. E4725A 與 E4727A 先進低頻噪聲分析儀（A-LFNA）系統 的本底噪聲對比TMR（隧道磁電阻）傳感器測量實例
是德科技與日本東北大學應用物理系的安藤實驗室開展合作，證實使用是德科技E4727A 先進低頻噪聲分析儀（A-LFNA），并結合 A-LFNA 軟件，可出色執行快速且可重復的 TMR 傳感器 1/f 噪聲測量。B1500A 半導體參數分析儀用于通過輸出模塊提供偏置。輸出模塊體型小巧，能置于非常接近被測器件的位置。為了避免串擾和電磁干擾，可能需要將其他設備放置于磁屏蔽室外。圖 4 顯示了完整的測量裝置、亥姆霍茲線圈、輸出模塊、PXI 控制器和 B1500A 半導體參數分析儀。
圖 4. 亥姆霍茲線圈測量裝置
圖 5 所示為 TMR 傳感器的測量數據。考慮到樣本上施加了 10 mV 的恒定電壓，亥姆霍茲線圈受到控制，施加 -20 Oe 至 +20 Oe 的磁場。左側手繪圖顯示了由此產生的電阻變化。在 0 Oe 附近，電阻發生最大變化。中間的繪圖顯示了在不同磁場設定下，測得的 1/f 噪聲電流譜密度（A2/Hz）。在 100 Hz 截取此數據，我們可以根據施加的磁場來繪制 1/f 噪聲。此噪聲如右側繪圖所示，其中 X 軸為施加的磁場，Y 軸表示 100 Hz 時的 1/f 噪聲。1/f 噪聲最大值出現在近 0 磁場的位置，這也是電阻變化最快的地方。
圖 5. 日本東北大學應用物理系安藤實驗室的測量結果磁性傳感器 1/f 噪聲測量解決方案
用于磁性傳感器測量的模塊稱為“輸出模塊”。它的兩端與磁性傳感器的兩個端口相連。然而，它們也可以連接到 FET 的漏極和源極或雙極晶體管的集電極和發射極之間。E4727A 包含的“夾具模塊”，可用于封裝器件的測量。雙極晶體管、CMOS 器件甚至是電力器件的晶圓上測試，通過易于操作的軟件界面控制。所得數據可直接被功能強大的器件建模軟件，如 MBP 和 IC-CAP 讀取。
圖 6. E4727A 模塊： 接口模塊、輸入模塊、輸出模塊和襯底模塊。
是德科技 E4727A 先進低頻噪聲分析儀是新一代分析系統，可用于 1/f 閃爍噪聲和隨機電報信號噪聲（RTN）的表征與分析。分析儀主要針對晶圓上器件、分立封裝器件、低噪聲集成電路設計，它能獨具一格地支持不同條件下的多種噪聲測量，其中包括：超低頻率、超低電流、高電流、高電壓，或高功率。由于其先進的噪聲靈敏度和模塊化設計，E4727A 非常適用于磁性傳感器的 1/f 噪聲測量。針對器件建模、表征以及統計過程控制，此解決方案易于操作，是建立在是德科技強大器件建模技術之上的軟件平臺。0.03 Hz 到 40 MHz 測量范圍的實現，推動了新型傳感器靈敏度和噪聲測量的進一步發展。
表 2. E4727A 先進低頻噪聲分析系統主要技術指標。
E4727A 先進低頻噪聲分析儀PXI 機箱和控制器 | Keysight （安捷倫）B1500A 半導體器件參數分析儀/半導體表征系統主機

傳感器的噪聲測量：無線噪聲傳感器,測量噪聲的傳感器廠家

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共計 24 條產品信息

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JHM-MNET以太網噪聲傳感器簡單介紹：以太網噪聲傳感器實時監測聲音分貝大小，網口應用更方便傳感器，可進行現場聲信號實時采集噪聲。產品型號：JHM-MNET   所在地：北京市   更新時間：2021-11-05

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JHMWIFI噪聲傳感器簡單介紹：WIFI噪聲傳感器 產品特點：高靈敏度的電容式麥克風，信號穩定，精度高。具有測量范圍寬、線形度好，使用方便、便于安裝。無線聯網，支持DEPLUS自組網協議；超微功耗。
針對工業現場噪聲測試需求而設計，兼容監控系統，對噪聲進行定點全天侯監測。產品型號：JHM   所在地：北京市   更新時間：2021-11-01

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JHM-NS02測量噪聲的傳感器簡單介紹：測量噪聲的傳感器，實時檢測噪聲分貝的大小，支持232  485  電流電壓等多種接口  外接顯示設備 顯示屏  LCD等設備，支持二次開發。產品型號：JHM-NS02   所在地：北京市   更新時間：2021-11-01

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噪聲傳感器價格簡單介紹：噪聲傳感器采用先進的陶瓷技術，厚膜電子技術，其技術性能穩定，年漂移量的滿量程誤差不超過0.1%，溫漂小，抗過載更可達量程的數百倍。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2021-11-01

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噪聲傳感器廠家簡單介紹：噪聲傳感器信息輸出：RS232字符輸出，格式："N:045.6dB（Enter） “,也可按用戶自。定義協議定制，如modbus 、4-20mA電流環、1-5V輸出等。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2021-11-01

參考價:￥714
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JHM-NS02測噪聲傳感器簡單介紹：測噪聲傳感器可以實時顯示監控噪音，支持3種接口（232，485，電壓電流環，SPI輸出），可以回傳數據，操作簡單，可以外接顯示器件。產品型號：JHM-NS02   所在地：北京市   更新時間：2021-11-01

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CAN總線噪聲傳感器簡單介紹：CAN總線噪聲傳感器配合噪聲傳感器JHM-NS02產生的一種接口，實時檢測噪音，支持多種接口，體積小巧，安裝方便。自動換擋，精確度高。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2021-11-01

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噪音分貝傳感器簡單介紹：噪音分貝傳感器實時檢測環境噪音的大小，支持多種接口，多種未接設備  數據回傳，二次開發等；usb-rs485轉換器、測量軟件。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2021-10-29

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JHM-NS02防爆噪聲傳感器簡單介紹：防爆噪聲傳感器采集環境噪聲并對不同頻點權重運算處理，計算出噪聲A加權值，數據通過RS232線纜傳送給電流環模塊，按算法輸出電流。產品型號：JHM-NS02   所在地：北京市   更新時間：2021-10-28

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數字式噪聲傳感器簡單介紹：數字式噪聲傳感器適合于各種環境、產品監控設備，組成單點或多點噪聲監控網絡；選購附件：聲校準器；延伸電纜線（5/10米或更長到1000米）傳感器夾頭支架及室內外保護、220v-5v電源適配器；usb-rs485轉換器、測量軟件。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2021-09-07

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上海噪聲檢測儀廠家實時檢測噪聲簡單介紹：上海噪聲檢測儀廠家實時檢測噪聲由噪聲傳感器和顯示器件組成實時檢測噪聲的小，顯示器件大小可定制可加功能可二次開發產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2021-09-07

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噪聲測量傳感器廠家JHM-NS02簡單介紹：噪聲測量傳感器廠家JHM-NS02為我公司自主研發，便于與各類數據采集和測量控制系統組成精細的噪聲測量系統，是環境監測、噪聲定量分析、聲源定位、噪聲治理及聲學研究的理想選擇。噪聲測量傳感器*產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2020-04-26

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噪聲檢測傳感器價格簡單介紹：噪聲檢測傳感器信息輸出：RS232字符輸出，格 式："N:045.6dB（Enter） “,也可按用戶自定義協議定制，如modbus 、4-20mA電流環、1-5V輸出等。噪聲檢測傳感器價格可面議。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2020-04-26

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噪聲傳感器模塊批發簡單介紹：噪聲傳感器模塊批發參數
動態特性                     FAST
工作及存儲溫度               -10 ----- 50℃
工作及存儲濕度                10 ----- 80RH%產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2020-04-16

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JHM-NS02噪音檢測傳感器簡單介紹：北京京海鳴自主研發的噪音檢測傳感器，實時顯示噪音，支持多種接口，體積小巧，安裝方便。自動換擋，精確度高。產品型號：JHM-NS02   所在地：北京市   更新時間：2020-04-16

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JHM-MWIFI無線網絡噪聲傳感器噪音檢測簡單介紹：無線網絡噪聲傳感器噪音檢測JHM-NS02配套Wi-Fi模塊JHM-MWIFI，IEEE 802.11標準。用戶可自行定義IP、port地址、訪問熱點、密碼，以及傳遞目的IP、port的設定！產品型號：JHM-MWIFI   所在地：北京市   更新時間：2020-04-16

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噪聲檢測儀實時檢測噪聲分貝簡單介紹：噪聲檢測儀實時檢測噪聲分貝監控噪音，可以數據回傳，支持多種接口，體積小巧，方便兼容其他設備，方便安裝：支持多種接口輸出。顯示部件大小可定制產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2020-04-11

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室內外噪聲傳感器簡單介紹：室內外噪聲傳感器結構緊湊、造型美觀、功能多、自動化程度高，可用于環境噪聲的測量，也可用于勞動保護、工業衛生及各種機器、車輛、船舶、電器等工業噪聲測量。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2020-04-11

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城市噪聲傳感器簡單介紹：城市噪聲傳感器本儀器具有大屏幕液晶顯示，測量結果可長期保存在儀器內可以存儲500組單組數據通過內置RS—232C接口在現場或事后用微型打印機印出來或送到計算機中去。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2019-10-17

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WIFI通訊噪聲傳感器簡單介紹：WIFI通訊噪聲傳感器/無線網絡噪聲傳感器由JHM-NS02配套Wi-Fi模塊JHM-MWIFI，IEEE 802.11標準。針對工業現場噪聲測試需求而設計，兼容監控系統，對噪聲進行定點全天侯監測。產品型號：   所在地：北京市   更新時間：2019-10-17

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