磁强计

矢量型磁敏感器。用于测定地磁场的大小与方向，即测定航天器所在处地磁场强度矢量在本体系中的分量。

仪器介绍

磁强计是测量磁感应强度的仪器。根据小磁针在磁场作用下能产生偏转或振动的原理制成。而从电磁感应定律可以推出，对于给定的电阻R的闭合回路来说，只要测出流过此回路的电荷q，就可以知道此回路内磁通量的变化。这也就是磁强计的设计原理，用途之一是用来探测地磁场的变化。

利用磁传感器来确定方向在古代很早就有使用，有资料显示早在二千多年前，中国人就开始使用天然磁石来指示方向。磁强计最早可追溯到我国古代四大发明之一的指南针。近几个世纪以来，磁强计一直在导航领域广泛应用。

应用

磁强计是用来测量磁感应强度的传感器,在工业、农业、交通运输、国防、航空航天、海洋、气象、医疗卫生等领域均有广泛应用。在地质勘探领域,它可用于地磁场变化监测和地质年代检测;在医疗卫生领域,它常被用来检测人体磁场并辅助疾病诊断;在国防上,它可以应用在磁性扫雷、炸弹探测、磁波通讯、磁探针和磁导航;在外层空间探测中,它被用来进行天体运行、演变的磁场检测;而在卫星姿态测控中,可通过磁强计测量空间磁场来提供卫星姿态信息。

精密磁强计

目前科研中常用的精密磁强计主要有两类:一类用于测量小样品或弱磁性物质的磁性,如振动样品磁强计、超导量子干涉器件磁强计、交变梯度磁强计、提拉样品磁强计;另一类用于测量空间弱磁场或物体表面磁场,如磁通门磁强计、薄膜电阻磁强计等,超导量子干涉器件磁强计也可用于空间磁场或样品表面磁场的测量。

振动样品磁强计

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。

超导量子干涉器件磁强计

是基于磁通量子化概念和超导约瑟夫逊隧道效应原理而制成的仪器。在生物医学方面也有着许多重要的应用,比如测量心磁、肺磁、生物组织磁化率等。

交变梯度磁强计

实际上是磁秤法的一种,具有很高的灵敏度。它与其他磁秤法仪器一样,是通过测量磁性样品在非均匀磁场中所受的力来确定其磁矩。所不同的是:梯度场的产生和测力的方法。

提拉样品磁强计

提拉样品磁强计也是基于电磁感应原理。在超导磁体中有上下两个串联反绕几何因子相同的探测线圈,当步进电机拉动样品杆,使样品在两个探测线圈之间运动时,探测线圈两端的感应电动势对运动时间的积分与样品磁矩成正比。用时间常数较大的数字电压表直接测量,可以计算得到样品的磁矩。

磁光克尔效应磁强计

具有非常高的灵敏度。当薄膜厚度只有纳米量级的时候,激光光斑这磨小区域所产生的磁信号改变,都能检测出来,应该说比上述各种磁强计灵敏度都高。

它们共同的特点是具有较高的灵敏度,主要用来测量静态磁性,包括技术磁化曲线、磁滞回线,退磁曲线、磁热曲线,及其中所包含定义的各种参数。如饱和磁化强度Ma,剩余磁化强度Mr,矫顽力Hc,居里温度Tc,各种磁化率或磁导率,最大磁能积,矩形比等。这些仪器不仅可以测量铁磁、亚铁磁性的样品,而且可以测量抗磁、顺磁性的样品,不仅可以测大块样品,而且可以测薄膜等微量样品,所以在各种磁性功能材料、超导材料、结构化学、地质勘探、生物物理等研究领域里有着非常广泛的应用。

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