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磁力計的范例
來歷:賽斯維傳感器網 頒發于 2021/9/23


在之前文章中,咱們先容了磁力計的根本常識及其一些首要操縱。明天咱們將更進一步,看看最罕見的磁力計范例。


標量磁力計

標量磁力計對磁場的數值停止切確丈量。每種范例都基于差別的物理景象:

霍爾效應:感到施加磁場時電導體上感到的電壓能夠或許完善地用于丈量磁場

質子進動 (PPM): 操縱核磁共振丈量磁場中質子的共振,丈量線圈中因為其從頭定向而發生的電壓

Overhauser:近似于霍爾效應和質子進動磁力計,但利用射頻旌旗燈號來極化電子自旋

用于地球物理操縱的 Overhauser 磁力計。圖片由Gem System 供給


矢量磁力計

電感:經由過程丈量樣品在變更的磁場中在某些檢測線圈中感到的電流來丈量某些粒子的偶極矩

磁通門:由磁環芯和最少兩個線圈繞組構成:驅動繞組和感到繞組

 

磁通門磁力計繞組。圖片由倫敦帝國理工學院供給

 

霍爾效應: 發生與磁場成反比的電壓,并供給有關其模塊和標的目的的信息;普遍用于傳感操縱而不是表征磁性資料

微電機體系 (MEMS):利用光學手腕在微觀標準上檢測共振布局的活動

 

MEMS 磁力計價錢自制且易于利用。圖片由Sparkfun Electronics 供給


梯度磁力計

固然每一個梯度磁力計都略有差別,但每一個都大抵具備不異的元素。起首,它們須要一個裝備來發生一個已知的磁場,該磁場能夠或許是瓜代的或恒定的。其次,梯度磁力計須要瓜代梯度場的源。最初,它們還須要電子或光學裝配來檢測和丈量協力。


它們也都具備諧振操縱,是以當到達最大幅度時,磁性樣品環繞其諧振頻次挪動。


磁力計的另外一個相干方面是磁場的標的目的。在一些磁力計中,比方 Zijlstra 的,交變場和直流場都是垂直對齊和定向的。比擬之下,在 Foner 的磁力計中,樣品垂直于磁場振動,這下降了須要設置的龐雜性。


振動簧片磁力計

Zijlstra于 1970 年推出了第一批交變梯度磁力計之一。旨在降服之前磁力計的范圍性,丈量磁性資料的完全磁滯曲線。


簧片磁力計由一根細線構成,在其結尾附有一個很是小的樣品以停止表征。有兩個反向串連或差分耦合的線圈,以發生場梯度。該場在樣品上發生力,從而使簧片振動。因為活動很是奧妙,頻次被設置為即是簧片的機器共振,是以活動被縮小并且更輕易被檢測到。利用顯微鏡和頻閃燈察看簧片的活動。當經由過程線圈的電流恒按時,磁場也恒定;咱們丈量的活動與樣品的磁矩成反比。 


Zijlstra 的磁力計與之前的磁力計之間最光鮮明顯的區分是活絡度和完全表征磁性資料的才能。要停止完全的磁性表征,樣品須要很是小以防止呈現缺點,題目在于能夠或許表征微米級樣品的磁力計只能表征一些磁特征,比方剩磁或磁化率,而不能表征完全的磁滯輪回.


振動樣品磁強計 (VSM)

大大都丈量磁矩的裝備都有一個檢測線圈,該線圈與發生交變磁場的線圈程度對齊。


振動樣品磁強計 (VSM)由 Foner 于 1959 年發現,引入了樣品活動垂直于施加的磁場的新奇性。Foner 下降了設置的龐雜性,防止了對磁鐵的硬點竄。


VSM 存在于很多嘗試室中,并且能夠或許在市場上買到。

商用振動樣品磁力計 (VSM)。圖片由微感供給


組合交變磁場磁強計

另有第三類磁力計,它連系了先前磁力計的特色;它們是所謂的組合磁力計。他們依然利用兩個磁場;但是,它們不是只施加一個瓜代場和另外一個恒定場,而是施加兩個瓜代場。與僅限于直流場的 VSM 或其余磁力計比擬,最大的上風是在交換和直流中表征樣品。


其余磁力計發生的磁場的頻次即是樣品的機器共振頻次。組合磁力計發生兩個磁場,其差值即是共振頻次。因為此中一個磁場能夠或許設置為 0 Hz,是以它能夠或許完善地用作傳統的梯度磁力計。當轉變這兩個頻次時,該裝備用作磁感觸感染計,丈量磁矩的高次諧波。這類磁力計是由馬德里手藝大學的研討職員于 2015年發現的。


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