随着科学技术的不断进步,人们对磁场的研究越发深入,磁场测量的应用需求也在不断扩大。本文基于铁路现场低频磁场测量的实际应用需求,设计开发了一套低成本且可以得到低频磁场（40Hz～20KHz）频谱的测试系统。本文的主要工作如下:一、确定了系统的硬件组成。本文根据设计需求,通过硬件选型,最终确定以线圈作为磁场传感器、PC机作为上位机、数字示波器作为下位机组成测试系统的硬件部分,以实现低成本及频谱分析的应用需求。二、利用C#编程语言完成测试系统软件的设计编写。采用模块化的设计理念,完成了系统的通信模块、采集模块、存储模块、快速傅里叶变换模块四大部分。利用通信模块,实现了PC机与示波器的数据连接。借助采集模块,完成了对示波器各种参数的设置和查询。对于存储模块,在控制示波器对信号进行采集显示的基础上,能够将读取到的波形数据传递给PC机并保存起来。通过快速傅里叶变换模块,实现了测量线圈感应电压信号时域波形到频谱的转化。三、对测量线圈传感系数频响曲线的标定方法进行了研究。首先提出了一种新的线圈传感系数标定的实验方法,搭建测试系统,通过实验得到测量线圈的传感系数。然后基于法拉第电磁感应定律完成线圈传感系数的理论计算。接着利用COMSOL仿真得到线圈传感系数的仿真结果。通过对实验、理论计算以及仿真三种方法得到的结果进行比较分析,根据三种方法在不同频段内的优缺点,利用分段拼接的方式确定了测量线圈在整个测试频段内的频响曲线。四、完成了系统的测试验证。在实验室环境下,通过亥姆霍兹线圈生成磁场环境,利用一台已校准的特斯拉计去测量磁场,与本文系统测量的磁场值进行对比,计算相对误差在5%以内,证明了本文系统可以实现较为精确的测量。论文包括图26幅,表13个,参考文献40篇。