如何用高斯计测量磁铁的表面磁性

表面磁性的测量工具通常使用高斯计,也称为特斯拉计。下图是一个非常广泛使用的日本KANETEC高斯计。

高斯计的工作原理主要是霍尔效应的应用:当载流导体置于磁场中时,由于洛伦兹力的作用,在与磁场和电流垂直的方向上,会出现横向电位差。高斯计是一种利用霍尔效应原理进行磁场测量的仪器。由于磁场中的霍尔效应,霍尔探头产生霍尔电压。测量仪器根据霍尔电压和已知的霍尔系数转换磁场强度值。

1. 在普通导体中,电子的运动是混沌的,并且不断发生碰撞。
2.当在导体的两点上加上电极时,电子将形成横向漂移的稳定电流。
3. 如果在垂直方向施加外磁场,材料中的电子会在磁场的作用力下向导体的一侧跑去,形成累积电荷,最终平衡形成稳定的霍尔电压。

目前的高斯计一般配备单向霍尔探头,即只能测量一个方向的磁场强度,即只能测量垂直于霍尔芯片方向的磁场强度。在一些高端测量领域,也有可以测量三维磁场的霍尔探头。通过测量仪器的转换,可以同时显示X、Y、Z轴方向的磁场强度。最大磁场强度可以通过三角函数的转换得到。

高斯表一般可以测量直流磁场和交流磁场,单位一般可以切换显示高斯单位Gs或国际制单位毫特斯拉mT,而直流磁场的测量在工业上应用最为广泛。
如果需要测量实时磁场,则需要使用实功能,显示器将显示实时磁场值和极性
当测量过程中需要捕获峰值磁场和相应极性时,需要保持功能。

如下图所示,显示器将显示“hold”,显示的值和极性为捕获的峰值磁场及其对应的极性。如果没有显示,这是一个真正的功能。按下MODE键,切换到交流磁场测试模式,如下图所示,屏幕上出现“~”符号。

高斯计使用注意事项:

1. 使用高斯计测量表面磁性时,探头不应过度弯曲。霍尔芯片的末端通常应与磁体表面轻度接触。一方面,这是为了保证测量点的固定。

2. 霍尔芯片的两侧都可以感测,但值和极性不同。刻度面用于方便测量,不能用作测量面。非标度面为测量面。

高斯计测量垂直测量面的默认磁场强度Bz。下图是普通z轴磁化磁体的仿真图。可见磁场为矢量,z轴磁场强度可视为Bz=。由于拐角处的磁路最短,所以拐角处的磁力线会更密集,磁场强度B比中心强,但Bz不一定比中心强。

这里需要特别注意的是,当磁化方向不同时,即使是同一测量表面,测量值的差异也很大。

对于那些需要测量动态或需要将不同测量位置的磁场拟合成波形曲线的人,需要磁场扫描仪。仍然需要通过单向或三维霍尔芯片进行测量,然后通过设计测量轨迹和数据采集输出磁场测量曲线。

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