1(8) 1. Allmänt Fältmätinstruktionen följer Radio Innovas handledning för BMM3. Magnetfältmetern BMM3 är främst utvecklad för mätningar av magnetfält i lokaler och magnetfält utsända från bildskärmar. Instrumentet visar effektiv (RMS) -värdet av den magnetiska flödestätheten i frekvensområdet 5 Hz - 2 khz samt för de fasta frekvenserna 16,7, 50, 60 och 400 Hz. BMM3 har omedelbar respons och visar mätvärdet i direkt i nt, ut eller mt (nano- mikro- eller milli Tesla), vilket ger ett snabbt och enkelt mätförfarande även då många positioner ska mätas. Den handhållna sonden och den snabba responsen gör det möjligt att söka källor på ett enkelt sätt. Normer för mätning av bildskärmar har givits ut av SWEDAC (tidigare MPR). BMM3 är konstruerad enligt dessa normer. Fig 1 Magnetfältmeter BMM3 frontpanel Fig. 2 Magnetfältmeter BMM3 bakpanel 1. Tryckknapp Till/Från 2. Känslighetsomkopplare 200 nt till 2 mt. 3. Filteromkopplare. Ofiltrerat 5 Hz till 2 000 Hz (-3 db) eller fasta 4:e ordningens bandpassfilter med Q=10 och centerfrekvenser 16.7, 50, 60 och 400 Hz. 4. Digital display. Visar RMS-värdet av det uppmätta magnetfältet. 3 1/2 siffra LCD display för exakta avläsningar. 5. Analogt visarinstrument för avläsning av trender och varierande mätvärden. Visar samma värde som den digitala displayen. 6. Monitorutgång. Ger spänning proportionell mot RMS-värdet av det uppmätta magnetfältet. 2V DC full skala. 7. Batteriindikering. Blinkar när batterierna är slut. 8. Överlastindikering. Lyser när instrumentet är internt överbelastat. 9. Kontakt för mätsond. 10. Direkta utgångar från de 3 mätspolarna. Ger spänning proportionell mot det uppmätta magnetfältet i varje ögonblick. 2 V full skala. Filtrerade enligt vald filtrering på frontpanelen. 11. Batterihållare. 12. Kontakt för extern matningsspänning. 7-9 VDC, centerpinne minus. Den extema matningsspänningen måste vara flytande i förhållande till instrumentets jord.
2(8) 1.1 Batterier Instrumentet använder 6 st 1.5 V (IEC R14) batterier. Batterierna skall bytas då Low bat-indikatorn (7) blinkar. 1.2 Handhavande Anslut mätsonden till kontakten på framsidan av instrumentet. Ställ känslighetsomkopplaren på 2 mt. Vrid filteromkopplaren till 5-2 000 Hz. Slå till instrumentet Ändra känsligheten så att instrumentet gör utslag. Mätsonden måste hållas stilla för att mätvärdena ska bli tillförlitliga. När sonden rör sig inducerar jordens magnetfält signaler i mätsonden som inte kan skiljas från signaler orsakade av magnetiska växelfält. När sonden används handhållen för att söka källor till magnetfält, bör något av de fasta filtren kopplas in. Utslagen blir då mycket mindre känsliga för sondens rörelser. 16,7 Hz används av järnvägen, 50 och 60 Hz är kraftfrekvenser (50 Hz i Europa och 60 Hz i USA) och 400 Hz används i flygplan. När magnetfälten inte är dominerade av någon av de fasta frekvenserna bör det bredbandiga området användas. Om instrumentet överbelastas av någon frekvens annan än den valda, eller om signalen är utanför mätområdet kommer överlastindikeringen (8) att tändas. Välj ett större mätområde. Mätvärden kan avläsas på både den digitala displayen och på visarinstrumentet. Den digitala visningen är noggrannare, men det är lättare att följa en trend eller ett varierande mätvärde på visarinstrumentet. Direktutgångarna (10) kan anslutas till oscilloskop eller spektrumanalysator för en mer detaljerad undersökning av signalen. Monitorutgången (6) kan anslutas till en skrivare eller dataloggger för långtidsregistreringar. P.g.a. internt brus visar instrumentet inte exakt noll även om det inte finns några magnetfält. Instrumentets interna brusnivå är typiskt 6,5 nt i det bredbandiga området(5 Hz - 20 khz) och mindre än 1 nt för de fasta frekvenserna. Bruset adderas kvadratiskt till mätsignalen enligt visat värde = (brusnivå 2 + signalnivå 2 ). Detta medför att redan vid 25 nt är felet p g a. instrumentbrus mindre än 1 nt i det bredbandiga området. Instrumentet kan användas för mätningar av bildskärmar i frekvensområdet 5 Hz - 2 khz, enligt de metoder som finns beskrivna i MPR 1990:8
3(8) 1.3 Mätprincip Instrumentet använder tre vinkelräta spolar (A, B, C), för att göra mätresultatet oberoende av magnetfältets riktning. De signaler som induceras i spolarna motsvarar tidsderivatan av den magnetiska flödestätheten db A, B, C dt där A, B, C är signalerna från var och en av de tre spolarna Dessa signaler integreras och filtreras för att motsvara den magnetiska flödestätheten i frekvensområdet 5-2 000 Hz. Effektivvärdet (RMS-värdet) av magnetfältet beräknas 2 2 2 elektroniskt som B eff = medelv( B + B + B ) A B C Mätningar kan göras för alla frekvenser mellan 5 Hz och 2 000 Hz. De tidvariabla signalerna B A, B B, B C finns tillgängliga på instrumentets bakpanel. De fasta filtren är smalbandiga bandpassfilter. Detta medför att mätsignalens frekvens måste ligga nära den valda filterfrekvensen. Signalen frekvens måste vara inom ±1,5 % av filterfrekvensen för 5 % noggrannhet i mätresultatet. 2. Praktisk handledning för mätning av magnetfält enligt MPR 1990:8 i kontorsmiljö 2.1 Inledning Denna handledning beskriver de viktigaste momenten för mätning av magnetiska växelfält enligt MPR1990:8, Test Methods for Visual Display Units, utgiven av SWEDAC 1990-12-01. En fullständig mätning som uppfyller alla krav enligt MPR 1990:8 är inte möjlig annat än i laboratoriemiljö, därför beskrivs också en del kompromisser man kan tvingas göra vid mätningar i t ex kontor. Avsteg från normen bör alltid noteras i mätprotokollen. Kursiv text anger krav i MPR 1990:8. 2.2 Frekvensområde I normen anges att magnetfälten skall mätas i två frekvensband: BMM3 Band I 5 Hz - 2 khz BMM5 Band II 2 khz - 400 khz I band I finns magnetfält från bildavlänkningen (50-80 Hz) och 50 Hz fält från strömförsörjningen. I band II finns magnetfält från linjeavlänkningen (15 khz-100 khz) och från switchade nätaggregat. Det finns många källor till magnetfält i band I, t ex skrivmaskiner, nätanslutna radioapparater, batterieliminatorer och lysrörsarmaturer.
4(8) Gemensamt för sådana apparater är att magnetfälten avtar snabbt med avståndet till källan (1/r 3 om avståndet r är avsevärt större än källans mått). En byggnads el installation kan i sig ge upphov till en allmän höjning av magnetfälten. 2.3 Mätpunkter Mätpunkter enligt MPR Mätpunkterna är förlagda på en cirkel med centrum mitt i bildskärmen. Avståndet från bildytans mittpunkt till mätsondens centrum ska vara 50 cm. Mätpunkterna är placerade med 22,5 mellanrum. Mätningar ska dessutom göras 30 cm upp och 30 cm ned från centerplanet. Punkter som har mindre än 25 cm avstånd till bildskärmen ska uteslutas. Fig. 3 Mätpunkter enligt MPR Mätpunkter enligt TCO Samma som MPR med tillägg av en mätpunkt på 30 cm avstånd rakt fram i centerplanet. För att mätningen inte ska bli alltför tidsödande får man ofta nöja sig med ett urval av de 48 mätpunkterna, t ex varannan punkt eller de mätpunkter där människor normalt vistas. 2.4 Skärmbild Skärmen ska fyllas med H i vitt på svart bakgrund (eller viceversa). Detta är inte alltid möjligt, använd då en för operatören typisk bild.
5(8) 2.5 Övrigt Bildskärmen ska mätas med stickkontakten vänd åt båda hållen. Har mycket sällan någon betydelse för magnetfälten, men ofta betydelse för de elektriska fälten. Om bildskärmen har ett stand-by läge skall mätpunkten rakt fram i centerplanet kontrolleras i båda driftlägena. Om mätvärdena skiljer mer än 5 % ska alla punkterna mätas i både normal och stand-by läge. 2.6 Bakgrundsnivåer Bakgrundsnivåerna i testlaboratoriet inklusive internt brus i mätsystemet skall vara mindre än 40 nt i band I och mindre än 5 nt i band 11. Detta är i oftast inget problem i band II, medan det är vanligt med bakgrundsnivåer runt 100 nt i band I. Bakgrundsnivåerna med avstängt mätobjekt bör alltid kontrolleras. Det är i allmänhet inte korrekt att subtrahera bakgrunden från mätvärdena, utan den bör noteras separat i mätprotokollet. Om bakgrundsnivåerna är höga kan man ta mätsonden i handen och söka efter källor. Stäng av och dra ur sladden eller flytta bort apparater som ger höga fältstyrkor. Detta kan vara skrivbordslampor, skrivare, nätanslutna radioapparater, takbelysning, skrivmaskiner och batterieliminatorer. Elinstallationen i en del byggnader kan ge upphov till magnetfält med så hög styrka att bildskärmen inte går att mäta. I extrema fall kan t o m bildens stabilitet påverkas. 2.7 Rekommendationer Det finns inte några hygieniska gränsvärden för elektriska och magnetiska fält. I samband med att MPR-normen fastställdes gavs följande riktvärden: BMM3 Band I: 5 Hz - 2 khz 250 nt, mätt på 50 cm runt om bildskärmen BMM5 Band II: 2 khz - 400 khz 25 nt, mätt på 50 cm runt om bildskärmen TCO 03 (Tjänstemännens Centralorganisation) rekommenderar följande riktvärden: BMM3 Band I: 5 Hz - 2 khz 200 nt, mätt på 50 cm runt om bildskärmen samt i mätpunkten 30 cm framför bildskärmen BMM5 Band II: 2 khz - 400 khz 25 nt, mätt på 50 cm runt om bildskärmen
6(8) 3. Mätprocedur Detta avsnitt beskriver steg för steg mätningar med magnetfältmetrarna Radians Innova BMM3 och BMM5 samt tillbehörssatsen TBS-1. Placera bildskärmen på vridbordet så att skärmens mittpunkt hamnar rakt över bordets vridcentrum. Se till att kablarna ligger fritt och är tillräckligt långa. 1. Fig. 4 Inmätning av mätsond 3.1 Montera mätsonden till BMM3 på stativet. Se till att pelaren är i sitt mittläge. Placera stativet nära bildskärmen och justera benen så att sonden hamnar mitt i bildytan. Flytta stativet bakåt så att avståndet från sondens centrum till skärmens yta blir 50 cm. Använd linjalen. Vrid bildskärmen ett halvt varv och kontrollera att avståndet från baksidan till sondens centrum också är 50 cm. 3.2 Ställ in frekvensområdet 5 Hz - 2 khz på BMM3. Ställ in mätområdet 2 µt och slå på instrumentet. 3.3 Kontrollera och notera bakgrunden med bildskärmen avslagen. Ändra mätområde vid behov (utslag mindre än 0,2, större än 2 eller om Overload lyser). Flytta sonden upp resp. ned 30 cm och mät bakgrundsnivån. Enligt MPR 1990:8 ska bakgrunden vara lägre än 40 nt. Om bakgrundsvärdet ligger högre bör man försöka sänka det. Ta försiktigt loss mätsonden från stativet och sök källor till bakgrundsnivåerna. 3.4 Slå på bildskärmen. Vänta några minuter tills skärmen stabiliserat sig. I vissa fall blir värdena lägre när man slår på bildskärmen. Detta kan bero på att bildskärmen sänder ut fält som har samma frekvens som bakgrunden men motsatt riktning. Om mätvärdena vandrar långsamt upp och ner kan det finnas två mycket närliggande frekvenser (ofta bildfrekvensen och 50 Hz från elnätet). Gör då en uppskattning av medelvärdet. 3.5 Avläs mätvärdet på LCD-displayen. 3.6 Vrid bordet i 22,5 steg m h a markeringarna på vridbordet och avläs mätvärdena. 3.7 Flytta upp mätsonden 30 cm genom att höja mittpelaren till sitt ändläge.
7(8) 3.8 Upprepa punkt 6. 3.9 Flytta ned mätsonden 60 cm genom att sänka mittpelaren till sitt ändläge. 3.10 Upprepa punkt 3.6. 3.11 Höj åter sonden 30 cm och flytta in till 30 cm avstånd. Avläs mätvärdet.bmm3 visar effektivvärdet (RMS-värdet) av det magnetiska växelfält inom frekvensområdet 5 Hz - 2 khz. P g a internt brus ger instrumentet ett litet utslag även om det inte finns något magnetfält, typiskt 6,5nT. 3.12 Montera mätsonden till B MM5 på stativet. Se till att pelaren är i sitt mittläge. Placera stativet nära bildskärmen och justera benen så att sonden hamnar mitt i bildytan. Flytta stativet bakåt så att avståndet frånsondens centrum till skärmens yta blir 50 cm. Använd linjalen. 3.13 Kontrollera och notera bakgrunden med bildskärmen avslagen. Flytta sonden upp resp. ned 30 cm och mät bakgrundsnivån. Enligt MPR 1990:8 ska bakgrunden vara lägre än 5 nt. Om bakgrundsvärdet ligger högre bör man försöka sänka det. Ta försiktigt loss mätsonden från stativet och sök källor till bakgrundsnivåerna. Använd 200 nt området så långt det är möjligt. 3.14 Slå på bildskärmen. Vänta några minuter tills skärmen stabiliserat sig. Avläs mätvärdet på LCD-displayen. 3.15 Vrid bordet i 22,5 steg m h a markeringarna på vridbordet och avläs mätvärdena. 3.16 Flytta upp mätsonden 30 cm genom att höja mittpelaren till sitt ändläge. 3.17 Upprepa punkt 3.15. 3.18 Flytta ned mätsonden 60 cm genom att sänka mittpelaren till sitt ändläge. 3.19 Upprepa punkt 3.15. 3.20 Höj åter sonden 30 cm och flytta in sonden till 30 cm avstånd. Avläs mätvärdet. BMM5 visar effektivvärdet (RMS-värdet) av det magnetiska växelfält inom frekvensområdet 2 khz - 400 khz. P g a internt brus ger instrumentet ett litet utslag även om det inte finns något magnetfält, typiskt 0,8 nt.
8(8) 4. Tekniska data, BMM3 Mätområde Noggrannhet Fasta frekvenser Bredband 200 nt, 2µ T, 20 µt, 200 µt och 2 mt ±5 % vid 50 och 60 Hz, ±10 % vid l6,7 och 400 Hz bättre än ± (40 nt + 5 % av avläst värde) Frekvensområde Fasta frekvenser 16,7, 50, 60 och 400 Hz Filter Bandpass, Q = 10 Bredband (-3dB) 5 Hz - 2 khz Filter -80 db/dekad under 5 Hz -40 db/dekad över 2 khz Utgångar Display Analogt visarinstrument med 270 skala samt 3 1/2 siffrors LCD Monitor skalfaktor 2 V motsvarar fullt mätområde utgångsimpedans 1 kω Direct skalfaktor 2 V motsvarar fullt mätområde utgångsimpedans 100 Ω Strömförsörjning: Strömförbrukning: Dimensioner: elektronikenhet mätsond Vikt: 6 st 1,5 V batterier (IEC R14) eller yttre strömkälla 7-9 VC DC, centerpinne minus. Den yttre spänningskällan måste vara flytande i förhållande till instrumentets jord 100 ma 300 x 230 x 160 mm 430 mm lång 3,4 kg inklusive batterier