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磁强计
阅读:7312时间:2017-02-20 11:23:03

    磁强计是一种测量磁场强度的仪器。

原理

    如果将一个开路磁体置于磁场中,则此样品外一定距离的探测线圈感应到的磁通可被视作外磁化场及由该样品带来的扰动之和。多数情况下测量者更关心的是这个扰动量。在磁测领域,区分这种扰动与环境磁场的方法有很多种。例如,可以让被测样品以一定方式振动,探测线圈感应到的样品磁通信号因此不断快速的交变,保持环境磁场等其他量不做任何变化,即可实现这一目的。这是一种用交流信号完成对磁性材料直流磁特性测量的方法。因为在测试过程中,恒定的环境磁场可以直接扣除,而有用信号则可以通过控制线圈位置,振动频率、振幅等得以优化。
    振动样品磁强计(VSM)正是基于上述理论。VSM 是一种高灵敏度的磁矩测量仪器。它采用电磁感应原理,测量在一组探测线圈中心以固定频率和振幅作微振动的样品的磁矩。对于足够小的样品,它在探测线圈中振动所产生的感应电压与样品磁矩、振幅、振动频率成正比。在保证振幅、振动频率不变的基础上。用锁相放大器测量这一电压,即可计算出待测样品的磁矩。

振动样品测试方法

    前面介绍的为振动样品的基本原理。要将这些原理变为现实,以下装置必不可少:
    (1) 稳定、可靠的振动系统
    (2) 数字化控制的磁场源(超导线圈或电磁铁)
    (3) 锁相放大器,用于线圈感应信号的选频和放大
    (4) 辅助同步信号源,与样品振动同频率,用来精确控制样品振幅
    (5) 磁场测量系统
    (6) 控温系统(如果需要测量温度特性)振动样品磁强计的应用
    振动样品磁强计最初是由弗尼尔(S.Foner)提出的。他对磁强计的结构,各种探测线圈及其对灵敏度的影响都作了详细的论述。经过约半个世纪的发展,如今 VSM 已是磁性实验室中应用范围很宽的测试设备,自从锁相放大技术开始在 VSM 上得到应用以来,使其灵敏度得到了极大范围的提升,适用范围也不断得到拓展,除永磁材料以外, VSM 适合于测试以下材料:亚铁磁、反磁性材料、顺磁材料和抗铁磁材料;各向异性材料;磁记录材料;磁-光学材料;稀土和过渡元素、非晶金属、高导磁率材料、金属蛋白等形式的铁磁物质。弱磁、顺磁等样品虽然可以用 VSM 测量,其灵敏度相比于大多数永磁体或磁记录介质而言是有所下降的。
    此外,VSM 还适用于块状、粉末、薄片、单晶和液体等多种形状和形态的材料,能够在不同的环境下得到被测材料的多种磁特性。可以直接从测试中得到的内容包括:B-H 曲线、M-H 曲线、初始化磁化曲线,磁滞回线上的各参数,并能够测量材料的各向磁特性(mx, my, mz) ,由于 VSM 探测线圈的信号未经过积分就直接送到分析系统,不存在积分器漂移的情况,因此如果配备有有低温罐或高温炉,则可以以温度为变量测量由过渡温度和居里点决定的磁化函数。

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