常用的磁场测量方法有哪些

A. 如何检测磁力

如何检测磁力架磁性材料？
一、磁测仪器、设备
常用的磁测仪器有：磁通计、特斯拉计(又称为高斯计)、磁测仪。磁通计用于测量磁感应通量，特斯拉计用于测量表面磁场强度或气隙磁场强度，磁测仪用于测量综合磁性能。所有仪器使用之前应仔细阅读说明书，根据说明书的要求预热，预热之后按照说明书的要求进行操作。
二、应用特斯拉计(高斯计)测量
特斯拉计一般可用于测量磁性材料的表面磁场强度，具体而言就是测量表面中心部位的场强。
测量之前应根据说明书的要求进行预热，然后检查、调整零点，使得非测量状态下的示值为"0"。注意：在使用过程中一般不应调整霍尔电流。更换探头时应根据探头的说明在仪器热态下调整霍尔电流，并在适当的部位标识霍尔电流参数值。可以经常检查电流值，应为规定的数值。
测量表场的方法无法准确获得全面的磁参数(如剩磁、矫顽力、磁能积)，通常以上下限标样的中心场资料作为参考资料来进行合格判别。此种方法对N、M系列可用，对H以上系列准确度要差一些。一般而言可以按照下述公式计算不同尺寸(圆柱或圆片)的中心场：
式中：Br--标称剩磁
K--圆柱、圆片的长径比或方块磁化方向与另二个方向中较短边长之比。
对于长宽相差较大的产品K=取向长度/SQR(长*宽)

B. 磁场测量的恒定磁场测量

对于不随时间而变化的直流磁场的测量。常用的测量仪器有以下7种。
①力矩磁强计：简称磁强计。利用磁场的力效应测量磁场强度或材料的磁化强度。
②磁通计和冲击检流计（见检流计）：用于冲击法(见软磁材料测量)中测量磁通及磁通密度。测量时，须人为地使检测线圈中的磁通发生变化。
③旋转线圈磁强计：在被测的恒定磁场中，放置一个小检测线圈，并令其作匀速旋转。通过测量线圈的电动势，可计算出磁通密度或磁场强度。测量范围为0.1毫特到10特。误差为0.1～1%。也可将检测线圈突然翻转或快速移到无场区，按冲击法原理测量磁通密度。
④磁通门磁强计：由高磁导率软磁材料制成的铁心同时受交变及恒定两种磁场作用，由于磁化曲线的非线性，以及铁心工作在曲线的非对称区，使得缠绕在铁心上的检测线圈感生的电压中含有偶次谐波分量，特别是二次谐波。此谐波电压与恒定磁场强度成比例。通过测量检测线圈的谐波电压，计算出磁场强度。磁通门磁强计的原理结构如图所示。探头中的两个铁心用高磁导率软磁合金制成。每一铁心上各绕有交流励磁线圈，而检测线圈绕在两铁心上。两交流励磁线圈串联后由振荡器供电，在两铁心中产生的磁场强度为H～，但方向相反。这样，检测线圈中感生的基波及奇次谐波电压相互抵消。当探头处在强度为H0的被测恒定磁场中时，两铁心分别受到H0+H～和H0-H～即交变与恒定磁场的叠加作用，从而在检测线圈中产生偶次谐波电压，经选频放大和同步检波环节，取其二次谐波电压，其读数与被测的恒定磁场强度H0成比例。磁通门磁强计的灵敏度很高，分辨力达100皮特。主要用于测量弱磁场。广泛用于地质、海洋和空间技术中。20世纪60～70年代研制成的光泵磁强计和利用超导量子干涉器件 (squid)制成的超导量子磁强计，灵敏度更高，分辨力分别达到10-7和10-9安/米。
⑤霍耳效应磁强计：半导体矩形薄片放置在与薄片平面垂直的磁场（磁通密度为B）中，若在薄片的相对两端面间通以直流电流I，则在另两端面的相应点间产生电动势E(即霍耳效应)。当I 为常数时，E与B 有比例关系，比例系数与薄片的宽度b，长度l和厚度d 以及所用材料有关。材料的这种特性又称为磁敏特性。利用霍耳效应制成的磁强计，可测量1微特到10特范围内的磁通密度值。误差为0.1～5%。霍耳片能做得薄而小，可伸入狭窄间隙中进行测量，也可用以测量非均匀磁场。有磁敏特性的器件，除霍耳片外还有铋螺线、磁敏二极管等。
⑥核磁共振磁强计:原子核的磁矩在磁通密度B 的作用下，将围绕磁场方向旋进，其旋进频率ƒ0=γB（γ为旋磁比，对于一定的物质，它是一个常数），若在垂直于B的方向施加一小交变磁场，当其频率与ƒ0相等时，将产生共振吸收现象，即核磁共振。由共振频率可准确地计算出磁通密度或磁场强度。这种磁强计的测量范围为 0.1毫特到10特。准确度很高，误差低于10-4～10-5，常用以提供标准磁场及作为校验标准。
⑦磁位计：用于测量空间a、b两点间的磁位差，如系均匀磁场，可折算出该处的磁场强度。磁位计也可用来测量材料内部的磁场强度。由于磁性材料界面处的磁场强度切线分量相等，因此在沿材料表面空间处用磁位计测得的磁场强度，就是材料该处内部的磁场强度切线分量。磁位计的结构是将细绝缘导线均匀绕在非磁性软带或硬片上，前者称软磁位计；后者称硬磁位计。测量仪表采用冲击检流计或磁通计。对于恒定磁场，测量过程中须使磁位计所链合的磁通发生变化。如所测为均匀磁场，则由磁位差折算出磁场强度。磁位计可在标准均匀磁场中进行标定，按磁场强度值刻度。

C. 测量磁场的方法有哪些

一、利用安培力计算公式F＝BIL测磁感应强度B

例1. 如图1所示，天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂上挂有一矩形线圈，宽度为l，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左右两边加上质量分别为 的砝码，天平平衡，当线圈中电流反向时，右边需再加砝码m，天平重新平衡。由此可知（）

图1

A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 ；

B. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 ；

C. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 ；

D. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 。

分析与解：因为电流反向后，右边需加砝码，故可知电流反向之后，通电线圈受向上的安培力作用，由左手定则得磁场的方向垂直线面向里。又因为磁场对线圈的作用力： ，电流反向前，由平衡条件有： ，电流反向后有： ，综合以上各式有： ，正确答案为B。

二、利用感应电动势 测磁感应强度B

例2. 为了控制海洋中水的运动，海洋工作者有时依靠水流通过地磁场产生的感应动势以及水的流速测地磁场的磁感应强度向下的分量B，某课外活动兴趣小组由四个成员甲、乙、丙、丁组成，前去海边某处测量地磁场的磁感应强度向下的分量B。假设该处的水流是南北流向，且流速为v，问下列哪种测定方法可行？（）

A. 甲将两个电极在水平面沿水流方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 ；

B. 乙将两个电极在水平面沿垂直水流方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 ；

C. 丙将两个电极沿垂直海平面方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 ；

D. 丁将两个电极在水平面上沿任意方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则 。

分析与解：因需测量地磁场向下的分量B，而水流方向为南北流向，相当于东西方向的导体切割磁感线，此时 ，所以导体应在垂直于水流方向，即把电极在东西方向插入水中，测出两极距离L和电压U，可得 ，正确答案为B。

三、利用产生感应电动势时回路的电量与磁感应强度的关系测磁感应强度B

例3. 物理实验中，常用一种叫“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量。如图2所示，探测线圈和冲击电流计串联后，可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（）

图2

A. B. C. D.
分析与解：当线圈翻转180°，线圈中的磁通量发生变化 ＝2BS，呷∑��钠骄�杏Φ缍�?/FONT>E＝ ，线圈中的平均感应电流 ，通过线圈的电量 ，由以上各式得： ，故正确答案为C。

四、利用霍尔效应测磁感应强度B

例4. 磁强计是用利用霍尔效应测量磁感应强度的仪器。其原理如图3所示，一块导体高为l，厚为d，分别接有a、b、c、d四个电极，将导体放在如图示的匀强磁场中，当a、b间通过电流I时，在电极c、d接上灵敏度极高的电压表，测得两极间的电势差为U，试求匀强磁场的磁感应强度B为多少？

图3

分析与解：当c、d两极间的电势差恒为U时，设c、d两极间的电场强度为E，则U＝El，因此时导体中的自由电荷受到的电场力与洛伦兹力平衡，故 ，v为自由电荷的定向移动速度。所以 。设导体中单位体积内的自由电荷数为n，则电流I＝nqSv，而 ，所以 ，故 。由上式可知 ，即只要将装置先在已知磁场中定出标度，就可以通过测定U来确定磁感应强度B的大小。

D. 初中物理四种测磁性的方法

应该是磁极吧？
方法一：用已知磁极的磁体的某一极靠近该磁体的某磁极若吸引证明是异名的反之是同名；
方法二：根据磁体的指向性，把磁体悬挂起来，静止时指北的为北极，指南的为南极；
方法三：根据磁感线的方向，在磁体的外部，磁感线从N极出发回到S极；
方法四：利用小磁针判断，把小磁针放在磁体的周围的任意位置，靠近小磁针的S极的是该磁体的N极，靠近N的为S极。
希望你满意

E. 有什么办法测量出磁场呢

用小磁针,若小磁针转动则说明有磁场.或者用通电导线,若将导线放到某处导线运动说明有磁场.用小磁针根据同极相吸的原理来判断磁场方向.若用导线则需用右手螺旋定则来判断方向.详情请参阅初高中物理课本磁场单元.

F. 如何简单的测量地磁场

最简单的方法使用高斯计/特斯拉计，直接测量。
实验的方法是通过霍尔效应法测量交变的磁场，直流的也可以测量。
霍尔效应法用半导体材料构成霍尔片作为传感元件，把磁信号转换成电信号，最终测出磁场中各点的磁感应强度。

G. 测量磁场的方法有哪些

根据物理上电磁转换原理就可以设计很多测量方法。只要将磁转换成电就很好测量了。
当然老式仪表也可以用磁针加弹簧直接测量偏转角度得到磁场强度。

H. 如何测定磁铁磁场强度

一般都是用高斯机测量的，不怎么准而且受温度影响很大。其他测试方法有：
1。赫姆赫兹协振线圈测试，可以测试整块磁铁的全部磁通量
2。霍尔效应探测，常规的测试方式以高斯值的形式反映，原理是磁场的里头的行波管在磁场下表现出霍尔效应。
3。轴向场描绘。用来描绘磁性组合的磁场分布。
4。固定吸力测试
5。高分辨率测试可以测出10万分之一的磁场变化。
磁铁原料测试
振动探针式磁强计，开路测试BH曲线，从室温到300℃。

I. 测量直流磁场的经典方法,直到现在仍被普遍使用的是

测量直流磁场，常用方法有两种
1、干簧管磁场检测。适用开关量磁场的检测。可靠性较低，响应时间较长，成本低，功耗低。
2、霍尔元件检测。适用霍尔型磁场检测器件，被测磁场可以是直流的静态磁场。市面上有霍尔型电流钳，可用于直流磁场检测。

由于是直流磁场无变化，故线圈内磁通无变化，线圈只能检测磁通的微分，故线圈无法测量。

J. 测磁场都有些什么方法

一,实验仪器
1.螺线管磁场测试仪
2.长直螺线管磁场装置
3.换向开关
二,实验原理
1.霍尔效应
当在半导体元件1,2两端加上电压,同时有一个
磁场B垂直穿过元件的宽面时,在3,4两端产生
电位差,这种现象为霍尔效应.
mv
Z
1
Y
B
X
I
v
2
4
3
1)载流子为空穴(P型)
2)载流子为电子(N型)
UH
B
I
+
+
+
+
-
-
-
-
+
UH
B
I
+
-
-
-
+
+
-
2.定向运动的载流子受力
1)洛仑兹力
2)静电作用力
二力平衡就会形成稳定的霍耳电势差
v
q
fB
fE
3.附加电压
1)不等位电势差V0:
特点:与磁场B换向无关,随电流换向而换向
(+IH,+B)→+V0 (+IH,-B)→+V0
(-IH, +B)→-V0 (-IH,- B)→-V0
IH
mV
1
3
2
4
IH
mV
1
3
2
4
2)厄廷好森(Etinghausen)效应温差电势差Vt:
特点:随磁场B和电流换向而换向
(+IH,+B)→+Vt (+IH,-B)→-Vt
(-IH, +B)→-Vt (-IH, -B)→+Vt
IH
mV
1
3
2
4
3)能斯脱(Nernst)效应热流电势差VP:
特点:随磁场B换向而换向,与电流换向无关
(+IH,+B)→+Vp (+IH,-B)→-Vp
(-IH, +B)→+Vp (-IH, -B)→-Vp
1
3
2
4
mV
IH
R1 T1
R2 T2
1
3
2
4
mV
IH
R1 T1
R2 T2
4)里纪-勒杜克(Righi-lec)效应附加温差电势差Vs:
能斯脱效应产生的热流电势差因热扩散载流子的速度不一样,也会发生厄廷好森效应,于是产生一个附加温差电势差
特点:随磁场B换向而换向,与电流换向无关
(+IH,+B)→+Vs (+IH,-B)→-Vs
(-IH, +B)→+Vs (-IH, -B)→-Vs
IH
mV
1
3
2
4
1
3
2
4
mV
IH
R1 T1
R2 T2
4.测量方法
根据附加电压随磁场B和电流换向而各自呈现的
特点加以消除
(+IH,+B):V1=+VH+V0+Vt+V p+Vs
(-IH, +B):V2=-VH-V0-Vt+V p+Vs
(-IH, -B): V3=+VH-V0+Vt-V p-Vs
(+IH,-B): V4= -VH+V0-Vt-V p-Vs
测量表达式为:
三,实验步骤
1. 仪器连接�
2. 调节螺线管的励磁电流IM (或IB),调节霍耳元件的工作电流IS (或IH)�
3. 测量螺线管中点的磁场
4. 测量螺线管中心轴上各点的磁场
四,注意事项
1.绝不允许将测试仪上的励磁电流"IM输出"错接到"工作电流"出,也不可错接到"霍耳电压"处,否则,一旦通电,霍耳元件立即烧毁.
2.霍耳元件质脆,引线的接头细小,容易损坏,旋进旋出时,操作动作要轻缓.
3.V1,V2,V3,V4本身还含有"+","-"号,测量记录时不要忘记.
4.开启和关闭电源前都必须将"工作电流","励磁电流"调至零.
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