在电子设备的研发、电磁兼容性(EMC)测试以及故障排查等工作中，对磁场的测量是很重要的内容。示波器与近场探头的组合为磁场测量提供了一种有效的手段。本文将详细的介绍怎么样去使用示波器和近场探头来测试磁场。
近场探头是一种用于检测近场电磁场的传感器。对于磁场测量，近场探头一般会用感应线圈的形式。根据法拉第电磁感应定律，当磁场发生明显的变化时，穿过闭合线圈的磁通量发生明显的变化，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即，其中E为感应电动势,N为线圈匝数，Φ为磁通量。
不同类型的近场探头在设计上会有不同的频率响应特性、灵敏度和方向性等。例如，环形近场探头对于垂直于环平面的磁场分量较为敏感。
示波器是一种能够显示电信号随时间变化波形的仪器。当近场探头检测到磁场变化产生的感应电动势信号后，将该信号传输到示波器。示波器通过对输入信号进行放大、采样、处理等操作，将信号的波形显示在屏幕上。
示波器可以测量信号的幅度(对应磁场强度的相关信息)、频率、相位等参数。通过一系列分析这些参数，能获取关于磁场的特性，如磁场的强度变化规律、频率成分等。
示波器：应具备足够的带宽以满足测试频率范围的要求。例如，对于测量高频磁场(如GHz频段)，需要用带宽较高的示波器，如带宽为1 GHz或更高的数字示波器。
近场探头：根据测试频率和磁场类型选择正真适合的近场探头。对于低频磁场(kHz - MHz范围)，能够正常的使用较大尺寸、匝数较多的环形探头以提升灵敏度;对于高频磁场，需要用小型化、特殊设计的近场探头，如高频磁场探头，其频率响应可达到数GHz。
将近场探头的输出端口通过连接线连接到示波器的输入通道。确保连接牢固，避免信号传输过程中的干扰。
打开示波器，根据测试信号的大致范围设置示波器的垂直刻度(V/div)、水平刻度(s/div或ms/div等)、触发模式等参数。
对于垂直刻度的设置，应该要依据近场探头的灵敏度和预期的磁场强度对应的感应电动势大小做调整。如果不确定信号幅度，可以先从较大的刻度开始，然后结合实际显示的波形再进行优化。
触发模式可以再一次进行选择边沿触发等常见模式，设置合适的触发电平，以确保示波器能够稳定地显示波形。
将近场探头靠近被测设备中可能会产生磁场的区域，如变压器、电感线圈、电源线等部位。对于环形近场探头，应使探头平面垂直于磁场方向以获得最大的感应信号。在定位过程中，可以缓慢移动探头，观察示波器上波形的变化，以找到磁场最强的位置。
一旦找到比较合适的探头位置，通过示波器测量感应电动势的峰值或有效值。根据近场探头的校准系数(通常由探头制造商提供，单位为V/T或类似单位)，可以计算出磁场强度。例如，如果示波器测量到的感应电动势峰值为Epeak，近场探头的校准系数为k（V/T），则磁场强度的峰值。
观察示波器上波形的周期或频率。如果波形是周期性的，能够正常的使用示波器的自动测量功能来获取频率值。这个频率值反映了磁场的变化频率，对于分析被测设备中的电磁干扰源或正常工作频率下的磁场特性很重要。例如，在开关电源中，磁场的频率可能与开关频率及其谐波相关。
如果需要分析磁场与其他电信号(如电压信号)之间的相位关系，能够正常的使用示波器的双通道功能。将近场探头连接到一个通道，另一个相关电信号连接到另一个通道。然后通过示波器的相位测量功能来获取磁场信号与电信号之间的相位差。这对于研究电磁耦合等现象很有帮助。
在测试过程中，要尽可能的避免外界电磁场的干扰。可以将测试环境设置在屏蔽室内，或者远离大型电机、变压器等强电磁干扰源。同时，近场探头的连接线也应尽量短且避免与其他信号线平行敷设，以减少信号传输过程中的干扰。
近场探头需要定期校准，以确保测量的准确性。校准应按照探头制造商提供的校准办法来进行，常常要使用标准磁场源等设备。
要注意示波器的带宽对测量结果的影响。如果测试的磁场频率较高，而示波器带宽不足，会导致测量到的波形失真，无法准确获取磁场的高频成分。因此，应根据测试需求选择正真适合带宽的示波器。
使用示波器和近场探头测试磁场是一种方便、有效的方法。通过正确选择设备、合理连接和设置，以及按照科学的测试步骤做相关操作，可以准确地测量磁场的强度、频率、相位等特性。这对于电子设备的设计优化、EMC性能提升以及故障诊断等方面都具备极其重大的意义。在实际应用中，不间断地积累测试经验并结合相关理论知识，能够更好地发挥这种测试方法的优势。
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