量程超出时读数为何不可靠

概念与定义

量程超出时，读数不可靠，是因为测量系统不再维持输入与输出之间经过校准的对应关系。削顶会让不同强度的输入得到同一个最大显示值；更严重时，饱和还可能带来恢复延迟、基线偏移甚至暂时失锁，不能把边缘处的平滑曲线当作正常测量。

所谓“动态范围”应绑定具体器件、工作模式和测量轴。磁场背景是否能通过补偿进入工作区，与进入工作区后允许变化多少，是两项不同指标。将两者混写，会让读者错误估计仪器在地下车库的适用性。

在车辆启动观察中的作用

车库出口存在固定地磁背景、钢结构局部畸变、道闸电机和车辆瞬态。即使某一器件在受控环境中具有很低的本底噪声，也不能推定它面对这些叠加信号时仍保持线性。灵敏度好、量程宽和不易被干扰，是三个需要分别验证的性质。

信号关系

一种常见失真是硬限幅：当输入超过测量或数字表示边界，输出被夹在上限或下限。原本尖锐的峰在图上变为平台，积分面积与峰值均被低估。另一种是工作点越界，即光泵原子磁力计偏离能够线性读数的状态，输出误差不一定呈现整齐的平顶。

某些系统在短暂过载之后需要恢复。即使图上不再显示平台，过载后若干采样点的相位、幅度或基线也可能受影响，因此质量审查不能只定位削顶那一个瞬间。恢复时间和失锁状态应由实际仪器测试给出。

外部产品实例可以说明量程概念：QuSpin QZFM Gen-3 公开的测量动态范围为 ±5 nT，属于该型号在列明条件下的指标；它与前端近零场要求分开列示，更不是 GR-01、GR-OPM 的实测量程或停车场部署证明。

工程实现

软件层要保留原始状态，而不是修饰曲线。合成数据规定 VALID、SATURATED、LOST 三类通道状态：VALID 可参与特征计算，SATURATED 是已裁剪的显示值，LOST 为空值并要求断线。三者在语义上不同，不能用平滑函数统一处理。

SIM-09 注入强瞬态并为 Bx、Bz 设定 0.75 a.u. 的示意裁剪上限；这只属于合成生成器。报告中的 ABSTAIN 反映实际分析逻辑面对不可信数据所采取的弃判，不代表某台原子磁力计的真实电路在 0.75 处饱和。