振动样品磁强计的原理与磁性测量实验
振动样品磁强计
振动样品磁强计振动样品磁强计振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)是测量材料磁性的重要手段之一，广泛应用于各种铁磁、亚铁磁、反铁磁、顺磁和抗磁材料的磁特性研究中，它包括对稀土永磁材料、铁氧体材料、非晶和准晶材料、超导材料、合金、化合物及生物蛋白质的磁性研究等等。
它可测量磁性材料的基本磁性能，如磁化曲线，磁滞回线，退磁曲线，热磁曲线等，得到相应的各种磁学参数，如饱和磁化强度M s，剩余磁化强度，矫顽力H c，最大磁能积，居里温度，磁导率（包括初始磁导率）等，对粉末、颗粒、薄膜、液体、块状等磁性材料样品均可测量。
一、实验目的1、了解磁性材料的分类和基本磁学参数。
2、了解振动样品磁强计的工作原理和仪器组成结构。
3、测量两种材料样品的磁滞回线，计算相关的磁学参数。
二、VSM的仪器结构与工作原理1、VSM的仪器结构振动样品磁强计主要由电磁铁系统、样品强迫振动系统和信号检测系统组成。
图1、图2所示的为两种类型的VSM原理结构示意图，两者的区别仅在于：①前者为空芯线圈（磁场线圈）在扫描电源的激励下产生磁场H，后者则是由电磁铁和扫描电源产生磁场H。
因此，前者为弱场而后者为强场。
②前者的磁场H正比于激磁电流I，故其H的度量将由取样电阻R上的电压标注，而后者由于H和I的非线性关系，H必须用高斯计直接测量。
振动系统：为使样品能在磁场中做等幅强迫振动，需要有振动系统推动。
系统应保证频率与振幅稳定。
显然适当的提高频率和增大振幅对获取信号有利，但为防止在样品中出现涡流效应和样品过分位移，频率和幅值多数设计在200Hz和1mm以下。
低频小幅振动一般采用两种方式产生：一种是用马达带动机械结构传动；另一种是采用扬声器结构用电信号推动。
前者带动负载能力强并且容易保证振幅和频率稳定，后者结构轻便，改变频率和幅值容易，外控方便，受控后也可以保证振幅和频率稳定。
因为仪器应仅探测由样品磁性产生的单一固定的频率信号，与这频率不同的信号可由选频放大器和锁相放大器消除。
实验讲义-用振动样品磁强计测量磁性测量磁性能
实验讲义用振动样品磁强计测量铁氧体永磁磁性能吉林大学物理实验中心第一节 预备知识一 物质磁性磁性是在自然界所有物质中广泛存在的一种物理性质。
任何物质放在磁场H 中，都会或多或少地被磁化。
通常用磁极化强度J 或磁化强度M （J 、M 为单位体积内的磁矩，M J 0μ=）表示磁化状态，即磁化的方向和磁化程度的大小。
H M χ=，χ为磁化率。
磁感应强度H J B 0μ+=或)(0H M B +=μ。
依据χ的正负和大小，物质磁性体可以分为抗磁性，顺磁性，铁磁性，反铁磁性，亚铁磁性和磁性玻璃等。
1.抗磁性抗磁性物质没有固有的原子磁矩，磁矩是被磁场感应出来的，所以磁矩方向与磁场方向相反，即磁化率χ是负的。
抗磁性物质磁化率χ的数值很小，约为10-6。
在一般实验室条件下，χ与H 和温度T 无关。
在超导体内，0)(0=+=M H B μ，因此1-=χ。
这个现象称为Meissner 效应。
2．顺磁性顺磁性物质中原子或离子具有固有磁矩，磁矩间相互作用很弱，没有外磁场时，磁矩在热扰动作用下混乱排列，宏观磁化强度为零。
在磁场中，磁矩受到力矩的作用向磁场方向转动，在磁场方向显现出宏观的磁化强度，所以顺磁性磁化率为正。
然而由于磁矩在外磁场中的位能远比热能小，磁化很弱，χ大小约为5610~10--。
在一般实验室的磁场中，χ与H无关，但与温度满足Curie 定律T C =χ 或Curie-Weiss 定律CT Cθχ-=，C 和C θ分别为Curie 常数和顺磁Curie 温度。
3. 铁磁性铁磁性物质具有固有磁矩，并且磁矩之间存在较强的相互作用，虽然不存在外磁场，所有的磁矩也都沿着同一方向排列，形成自发磁化。
为了降低退磁场能，铁磁体内部分成多个磁畴。
在磁畴内，所有磁矩平行排列，自发磁化到饱和值s J 。
不同磁畴的磁化方向不同，没有磁化的样品总体磁化强度为零。
磁畴之间存在畴壁，在畴壁内沿着厚度方向磁矩从一个磁畴的磁化方向逐步过渡到近邻磁畴的磁化方向。
振动样品磁强计
振动样品磁强计振动样品磁强计是一种利用磁场与样品振动的相互作用进行磁性测量的仪器。
它广泛应用于磁性材料的研究和应用领域，例如磁体材料、磁存储材料、磁感应层等。
本文将介绍振动样品磁强计的原理、工作原理和常见应用。
振动样品磁强计的原理是基于麦克斯韦方程组和霍尔效应。
当样品置于磁场中时，样品内部的电子会受到磁场力的作用而发生位移，从而使样品发生振动。
这种振动可以通过传感器检测到，并转化为电信号进行测量。
振动样品磁强计利用这一原理，通过测量样品振动的频率和振幅来确定磁场的强度。
振动样品磁强计的工作原理是将样品置于一个霍尔元件上，并施加一个交变磁场。
霍尔元件是一种基于霍尔效应的传感器，可以测量电子流中的电荷和电场强度之间的关系。
当样品振动时，霍尔元件会检测到电荷的变化并生成一个输出信号。
通过对输出信号的处理和分析，可以得到样品振动的频率和振幅，进而计算出磁场的强度。
振动样品磁强计具有很多优点。
首先，它能够测量非接触式的磁场强度，避免了传统测量方法中的电磁干扰问题。
其次，它对样品的要求较低，不受样品形状和尺寸的限制。
此外，振动样品磁强计还具有高精度和高灵敏度的特点，可以测量微弱的磁场信号。
另外，它的测量范围和频率范围较广，可以适应不同应用的需求。
振动样品磁强计在科学研究和工业应用中有着广泛的应用。
在科学研究方面，它常被用于研究磁性材料的特性和性能。
例如，通过测量磁场对样品的影响，可以研究材料的磁导率、饱和磁化强度、磁滞回线等。
此外，振动样品磁强计还可以用于材料的品质控制和质量检测。
例如，在磁存储领域，它可以用于检测磁盘表面的磁化情况和磁头的位置，以确保磁存储设备的可靠性和稳定性。
在工业应用方面，振动样品磁强计可以用于磁性材料的生产过程监控和质量控制。
例如，在磁体制造中，它可以用于测量磁体的磁场强度和均匀性，以优化生产工艺和提高产品质量。
此外，振动样品磁强计还可以用于磁感应层的测量和检测。
例如，在电动汽车电池制造中，它可以用于测量电池磁感应层的磁场强度和分布，以确保电池的性能和安全性。
振动样品磁强计
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。
-------谢谢，如果大家有 兴趣，可以到中国计量科学 研究所的官方网站做进一步 的了解，我只介绍到这里了。
振动磁强计的发展历史
• 1956,G.W.van Oosterhout,Appl.Sci.Res.,B6,101104(1956). • 1956,S.Foner,Rev.Sci.Instrum.,27,548(1956). • 1959,S.Foner,Rev.Sci.Instrum.,30,548-557(1959) • 1975,被IEC(国际电工委员会)推荐为测量铁氧体材料 饱和磁化强度的标准方法之一. • 1960s,锁相放大技术(1930s)的使用. • 1980s,自动控制技术广泛使用 • ……
为避免电磁铁烧坏，所以在开机时一定要注 意，先开循环水，然后再相应打开各部件。 在测量过程中，外部环境的温度可能会直接 影响到样品的磁特性，所以，在样品安装处，接 了真空泵并即时运转，避免样品和外部空气有直 接接触。 室内环境温度一般要保持恒定，我们一般采 用空调进行设定，在测量中，保持室内干净整洁， 无工作之外噪音，测试人员开机后，应即时撤出。
由于Ｓ的尺度与 rn 相比非常小，故Ｓ在空间 的场可表为偶极场形式：
V H (rn ) = 4π
M 3(M ⋅ rn ) 3 + 5 rn rn
Z
dS n
L
rn
S
X
振动样品磁强计-实验报告
固体物理学实验报告振动样品磁强计一．实验目的1、掌握振动样品磁强计的基本原理、结构，了解其使用方法；2、掌握磁性样品的起始磁化曲线和磁滞回线的测量，了解由此分析材料磁性参数的方法。
二．VSM工作原理2.1 VSM设备种类介绍振动样品磁强计主要由电磁铁系统、样品强迫震动系统和信号检测系统组成。
根据驱动样品振动的方式不同，振动样品磁强计可分为机械式驱动式(静电驱动式(图1a)、(图1b)和电磁驱动式(图1c)和等多种。
图1 (a)静电驱动式；(b)机械驱动式；(c)电磁驱动式2.2 VSM工作原理振动样品磁强计的工作原理的物理本质是电磁感应，通过小尺寸样品在均匀磁场中振动，利用邻近线圈中的感生电动势进行磁化强度测量的非积分式感应法系统，是磁性测量技术中的主要设备之一。
测量线圈中的感应信号，来源于被磁化的振动样品在周围产生的周期性变化磁场。
若把小样品近似看作磁偶极子，则测量线圈中感应电动势是具有基波和各级谐波成份的频谱信号。
通过理论推导可知，在由基波线圈几何因子所确定的位置和线圈长度范围内，二次谐波在串联反接的线圈对中的感应电动势等于零。
又由于样品振幅很小（约0.1 mm ）,其它高次谐波的作用可忽略不计。
因此，振动样品磁强计中只需要考虑基波成份。
这样，可得振动样品磁强计的测量方程为：x m V kM =其中，Vx 为线圈输出电压的有效值；M m 为样品的磁矩；k 为振动样品磁强计的灵敏度，可由比较法测定，又叫振动样品磁强计的校准或定标。
比较法是用饱和磁化强度 σs0已知的标准样品进行比较测定k 。
若标准样品的质量为mS0 ，装入磁强计中的振动输出信号为00s s s V km =σ，则00s s V k=s m σ。
校准后，将质量为 mX的被测样品替换标准样品。
在振动输出为V x 时，样品的比磁化强度为：00s x x x s V =V km m V s x m =σσ在测量线圈横截面内磁场平均值可用中心点磁场表示的近似下，线圈的直径要非常小，如内径不超过 5 mm 。
振动样品磁强计(VSM)实验
振动样品磁强计（VSM）实验一、实验目的掌握用振动样品磁强计测量材料的磁性质的原理与方法。
二、实验原理本实验采用Lake Shore振动样品磁强计(Vibrating sample magnetometer 7407)，磁场线圈由扫描电源激磁，产生Hmax＝±21000Оe的磁化场，其扫描速度和幅度均可自由调节。
检测线圈采用全封闭型四线圈无净差式，具有较强的抑制噪音能力和大的有效输出信号，保证了整机的高分辨性能。
振动样品磁强计是一种常用的磁性测量装置。
利用它可以直接测量磁性材料的磁化强度随温度变化曲线、磁化曲线和磁滞回线，能给出磁性的相关参数诸如矫顽力H c，饱和磁化强度M s，和剩磁M r等。
还可以得到磁性多层膜有关层间耦合的信息。
图1是VSM的结构简图。
它由直流线绕磁铁，振动系统和检测系其测量原理如下:装在振动杆上的样品位于磁极中央感应线圈中心连线处，位于外加均匀磁场中的小样品在外磁场中被均匀磁化，小样品可等效为一个磁偶极子。
其磁化方向平行于原磁场方向，并将在周围空间产生磁场。
在驱动线圈的作用下，小样品围绕其平衡位置作频率为ω的简谐振动而形成一个振动偶极子。
振动的偶极子产生的交变磁场导致了穿过探测线圈中产生交变的磁通量，从而产生感生电动势ε，其大小正比于样品的总磁矩μ：ε = K μ其中K 为与线圈结构， 振动频率， 振幅和相对位置有关的比例系数。
当它们固定后， K 为常数，可用标准样品标定。
因此由感生电动势的大小可得出样品的总磁矩，再除以样品的体积即可得到磁化强度。
因此，记录下磁场和总磁矩的关系后，即可得到被测样品的磁化曲线和磁滞回线。
在感应线圈的范围内，小样品垂直磁场方向振动。
根据法拉第电磁感应定律，通过线圈的总磁通为：t BM AH ωsin +=Φ此处A 和B 是感应线圈相关的几何因子，M 是样品的磁化强度，ω是振动频率，H 是电磁铁产生的直流磁场。
线圈中产生的感应电动势为：()t KM dt d t E ωcos =Φ= 式中K 为常数，一般用已知磁化强度的标准样品（如Ni ）定出。
振动样品磁强计的工作原理及用途
振动样品磁强计的工作原理及用途下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!振动样品磁强计的工作原理及用途振动样品磁强计是一种用于测量磁场强度的仪器，其工作原理基于电磁感应和振动技术的结合。
振动样品磁强计的研制
振动样品磁强计的设计1.概述振动样品磁强计是用来测量试样磁矩大小的专用设备。
当试样的体积V或质量m被测定之后,可计算出试样单位体积或单位质量的磁矩，即磁化强度M或比磁化强度σ。
在不同的磁场条件下测量 M或σ可得到样品的磁化曲线和磁滞回线，由此可以确定各种磁化率、饱和磁化强度、剩磁、矫顽力，也可以得到退磁曲线；在不同温度下测量以上参数，可以得到上述量的温度系数、居里温度、补偿温度和有关的磁参数信息。
如果在不同时间测量这些参数的变化，还可作磁后效和时间稳定性研究等等。
由此可见VSM可以测量大部分磁性参数，是磁性研究和磁性材料试制不可缺少的测量工具。
2.测量原理一小块被磁化了的样品可被视为一磁偶极子，通过振动头、连接杆可把垂直方向的正弦振动传递给样品。
当样品在磁场中做受迫振动时，在它附近的探测线圈中会感应出一电压信号，其大小正比于样品的磁矩、振幅和振动频率。
这一电压信号很小，采用锁相放大技术可加以准确测量。
用一已知磁矩的标样可确定出这一电压信号和磁矩的比例系数，这就是VSM定标。
一般采用纯Ni球或Ni片作为标样。
定标完成后，只需测量出待测样品感应电压便通过计算得到其磁矩值。
样品放在电磁铁的两极之间，改变磁场使样品处于不同的磁化状态，具有不同的磁矩值。
用加热炉使样品处在不同温度，便可测量出样品磁矩随磁场或温度的变化。
3.VSM总体设计VSM由如下部分组成：磁矩测量系统：锁相放大器、探测线圈磁场产生系统：电磁铁、电磁铁电源磁场测量系统：特斯拉计、霍尔探头振动源系统：驱动源、振动头、振动杆计算机系统：数据采集卡、软件高低温系统：增压连续流喷气恒温器、高温炉、高低温炉电源整机设计指标：磁矩测量灵敏度：± 1×10-3emu精度：1%（相对于标准样品）磁场测量灵敏度：0.0001T(0-1.9999T F.S.)量程：0-1.9999T，0-2.999T设备耗电量: 三相, 380V±10%, 50Hz, 最大12KWVSM的总体结构如图1所示。
磁性材料磁性测量开放实验指导书
磁性材料磁性测量开放实验指导书振动样品磁强计是以感应法为基础并配用近代电子技术发展起来的一种新型检测物质磁性的测试仪器，已广泛用于材料磁性，包括磁化曲线、磁滞回线、Ms 、Mr 、Hcb 、Hcj 、(BH)max 等参数、M-T 曲线等的检测。
由于其适应性强、灵敏度高、准确可靠、使用方便以及测量自动化等优点，已在科研、国防和生产实践中得到广泛应用。
一、实验目的1．学习振动样品磁强计的使用方法，熟悉仪器的构造。
2．学习用振动样品磁强计测量材料的磁性。
二、实验原理及应用2.1 VSM 的结构及工作原理振动样品磁强计是将样品放置在稳定的磁场中并使样品相对于探测线圈作小幅度周期振动，则可得到与被测样品磁矩成正比的信号，再将这信号用适当的电子技术放大、检波转换成易于测量的电压信号，即可构成振动样品磁强计。
图1图2上面所示为两种类型的VSM原理结构示意图，两者区别仅在于：①前者为空芯线圈（磁场线圈）在扫描电源的激励下产生磁场H，后者则是由电磁铁和扫描电源产生磁场H。
因此，前者为弱场而后者为强场。
②前者的磁场H正比于激磁电流I，故其H的度量将由取样电阻R上的电压标注，而后者由于H和I的非线性关系，H必须用高斯计直接测量。
当振荡器的功率输出馈给振动头驱动线圈时，该振动头即可使固定在其驱动线圈上的振动杆以ω的频率驱动作等幅振动，从而带动处于磁化场H中的被测样品作同样的振动；这样，被磁化了的样品在空间所产生的偶极场将相对于不动的检测线圈作同样振动，从而导致检测线圈内产生频率为ω的感应电压；而振荡器的电压输出则反馈给锁相放大器作为参考信号；将上述频率为ω的感应电压馈送到处于正常工作状态的锁相放大器后（所谓正常工作，即锁相放大器的被测信号与其参考信号同频率、同相位），经放大及相位检测而输出一个正比于被测样品总磁矩的直流电压V J out,，与此相对应的有一个正比于磁化场H的直流电压V H out（即取样电阻上的电压或高斯计的输出电压），将此两相互对应的电压图示化，即可得到被测样品的磁滞回线（或磁化曲线）。
叙述振动样品磁强针的工作原理
叙述振动样品磁强针的工作原理振动样品磁强针是一种广泛应用于材料科学研究中的实验装置，它可以通过测量材料的振动特性来获取材料的磁强度信息。
振动样品磁强针的工作原理主要依赖于材料的磁特性与振动特性之间的相互关系。
在振动样品磁强针中，首先需要将待测材料制备成样品，并固定在一个具有弹性的载体上。
然后，通过施加外部磁场来激发材料中的磁性，使得样品具有磁性。
接下来，通过激光干涉仪或其他精密测量装置来测量样品在振动过程中的位移变化。
在进行振动实验时，通常会施加一个交变磁场，使得样品在磁场的作用下发生振动。
这种振动可以是自由振动，也可以是受到外力驱动的强迫振动。
当样品在振动过程中发生位移时，其对应的磁特性也会发生变化，例如磁化强度、磁导率等。
通过测量样品振动过程中的位移变化，可以得到样品的振动频率、振动幅度等信息。
而这些信息与样品的磁特性之间存在着一定的关系。
根据材料的不同磁特性，可以利用振动样品磁强针来测量材料的磁导率、磁化强度、磁滞回线等参数。
振动样品磁强针的工作原理是基于材料磁特性与振动特性之间的相互关系。
通过测量样品振动过程中的位移变化，可以间接地获得样品的磁特性信息。
这种间接测量方法具有一定的优势，可以避免直接接触材料对测量结果的影响。
振动样品磁强针在材料科学研究中具有广泛的应用。
例如，在磁性材料的研究中，可以通过振动样品磁强针来测量材料的磁滞回线，从而了解材料的磁化机制。
在材料的磁导率测量中，可以利用振动样品磁强针来测量材料的磁导率随频率的变化规律，从而研究材料的磁性响应。
振动样品磁强针还可以应用于磁性材料的性能评估和质量控制。
通过测量样品在不同磁场强度下的振动特性，可以评估材料的磁性能，并对材料的制备工艺进行优化。
振动样品磁强针是一种通过测量材料的振动特性来间接获取材料磁特性信息的实验装置。
其工作原理基于材料磁特性与振动特性之间的相互关系，通过测量样品振动过程中的位移变化来获得材料的磁导率、磁化强度等参数。
振动样品磁强计(VSM)实验报告
振动样品磁强计(VSM)实验报告实验目的：1、掌握振动样品磁强计的基本原理、结构，了解其使用方法2、掌握磁性样品的起始磁化曲线和磁滞回线的测量，了解由此分析材料磁性参数的方法仪器工作原理：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。
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。
振动样品磁强计（Vibrating Sample Magnetometer）是基于电磁感应原理制成的仪器。
VSM是一种高灵敏度的磁矩测量仪器，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。
采用尺寸较小的样品，它在磁场中被磁化后可近似看作一个磁矩为m的磁偶极子，使样品在某一方向做小幅振动，用一组互相串联反接的探测线圈在样品周围感应这磁偶极子场的变化，可以得到探测线圈的感应电动势直接正比于样品的磁化强度。
用锁相放大器测量这一电压，即可计算出待测样品的磁矩。
由于测量线圈中的感应信号来源于被磁化的振动样品在周围产生的周期性变化磁场，那么位于坐标原点O的磁偶极子在空间任意一点P产生的磁场可表示为：H⃗⃗⃗ (r⃗ )=−14π(M m⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗r3−3(M⃗⃗⃗ m∙r⃗ )r5r⃗ )(1)式中r=xi+yj+zk⃗，其中i、j、k⃗分别为x，y，z的单位矢量。
若在距偶极子处的P点放置一匝面积为S的小测量线圈，则通过线圈的磁通量为：ϕ=∫B⃗⃗ ∙dS⃗=μ0∫H(r⃗ )∙dS⃗SS(2)若偶极子沿着z轴做αe jωt简谐振动时，（a是振幅，ω为振动角频率），有r⃗ =xi +yj +(z +αe jωt )k ⃗ (3)则偶极子磁场在N 匝线圈中激起的感应电动势为：e (t )=−ð∅ðt =−μ0∑∫ðH(r ⃗ ,t)ðt ∙dS ⃗ S N i (4)因样品沿着x 方向磁化，且线圈截面较小时，可用线圈中间的性质代表每匝线圈的平均性质，若线圈尺寸和位置固定不变，上式中积分式的数值是常数，故： e (t )=E m cos ωt(5)振幅Em 与样品磁矩成正比。
振动样品磁强计
振动样品磁强计（Vibrating sample magnetometer，VSM）是一种常用的磁性测量装置。
利用它可以直接测量磁性材料的磁化强度随温度变化曲线、磁化曲线和磁滞回线,测量原理装在振动杆上的样品位于磁极中央感应线圈中心连线处，位于外加均匀磁场中的小样品在外磁场中被均匀磁化，小样品在远处可等效为一个磁偶极子。
其磁化方向平行于原磁场方向，并将在周围空间产生磁场。
在驱动线圈的作用下,小样品围绕其平衡位置作频率为ω的简谐振动而形成一个振动偶极子。
振动的偶极子产生的交变磁场导致了穿过探测线圈中产生交变的磁通量, 从而产生感生电动势ε由感生电动势的大小可得出样品的总磁矩，再除以样品的体积即可得到磁化强度。
因此，记录下磁场和总磁矩的关系后，即可得到被测样品的磁化曲线和磁滞回线。
实验仪器的组成1．电磁铁提供均匀磁场，并决定样品的磁化程度，即磁矩的大小。
需要测量的也是样品在不同外加均匀磁场的磁矩大小。
2．振动系统小样品置放于样品杆上，在驱动源的作用下可以作Z方向（垂直方向）的固定频率的小幅度振动，以此在空间形成振动磁偶极子，产生的交变磁场在检测线圈中产生感生电动势。
3．探测线圈探测i、j、k分量的磁通4．锁相放大器小样品的磁性是非常微弱的，在检测线圈中产生的交变磁场产生的感应电动势也是非常微弱，一般为10-6~10-4伏。
与外部空间的干扰信号——噪声——可以比拟甚至更小。
这么微弱的信号要能够从噪声中有效地采集出来，目前对这种小讯号的测量最好的方法是采用锁相放大器，锁相放大器是成品仪器，它能在很大噪音讯号下检测出微弱信号来特斯拉计特斯拉计的原理是采用霍尔探头来测量磁场。
H(oe)剩磁比为0.24下周自己做实验将VSM 和MOKE测量的实验结果进行对比，说出二者之间的差异。
振动样品磁强计的原理与磁性测量实验
5
描时间”建议选择“20 秒” ， “显示方式”建议选择“合成” ，使显示的坐标轴横轴为磁场信 号 U B ，纵轴为磁强计 S.E.V 信号的采样值， “操作”中选择“启动”使系统开始自动控制 磁场电流并采集数据。待“实验数据”表格中的数据不再增加，说明采集完毕，在“操作” 中选择“停止” ，然后选择“数据存盘” ，数据表格中的数据便会自动导出为 xls 文件，文件 名包含保存的日期和时间。 （5）使用计算机软件对数据进行自动采集，保存并导出数据，从数据中找到在正、反向磁 场 情 况 下 样 品 镍 球 磁 化 饱 和 时 感 应 电 压 U V 的 值 U V Ni max 和 U V Ni min 。 计 算 出
2
2
2
M [ B z ( x 0 , y 0 ) / i s ]a k ( x0 , y 0 )a
于是偶极子链向探测线圈的磁通最终可以写为：
sm k ( x0 , y 0 )m
推而广之，如果偶极子处于更一般的位置 ( x, y, z ) ，则有：
k ( x, y , z ) m k x ( x, y , z ) m x k y ( x , y , z ) m y k z ( x , y , z ) m z
B kU B b
根据上式即可将计算机采集所得的磁场信号 U B 换算成磁感应强度 B。 2． 用已知饱和磁矩的镍球标定探测线圈的输出电压与磁化强度的关系 （1）将探测线圈组固定在底座上，使探测线圈的轴线与磁场方向平行，将探测线圈的信号 线接至主机“磁强计输入”端，而内测磁场用的霍尔传感器的信号线接至主机“磁路输入” 端，并将 S.E.V 信号调至“振动”档。 （2）已知镍的饱和比磁化强度 s 54.56 A m / kg ，密度 Ni 8.906 10 kg / m ，测
振动样品磁强计原理
振动样品磁强计原理一、引言振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的仪器。
它利用了振动电桥原理，通过测量磁性材料在外加磁场下的振动频率变化来计算出其磁化强度。
本文将详细介绍振动样品磁强计的原理。
二、仪器组成振动样品磁强计主要由以下几个部分组成：1. 振子：由铝制成，具有较高的共振频率和Q值，能够在外加交变磁场作用下进行自由振动。
2. 电极：由两个相对放置的金属板构成，与振子相连，用于检测振子的运动状态。
3. 电桥：由四个电阻和一个可调电容构成，用于检测电极之间的微小电压差。
4. 磁场线圈：产生外加交变磁场，使得振子在其中进行自由振动时受到一定的制约。
5. 控制系统：包括信号发生器、功率放大器等组件，控制外加交变磁场的大小和频率。
三、原理解析1. 振子运动状态分析当外加磁场作用于振子时，振子受到的力将发生变化，从而导致其运动状态发生改变。
假设振子的自然频率为f0，则其运动状态可以表示为：x(t)=Acos(2πf0t+φ)其中A为振幅，φ为初始相位。
当外加磁场作用于振子时，振子的自然频率将发生改变，即f=f0+Δf。
此时，振子的运动状态可以表示为：x(t)=Acos[2π(f0+Δf)t+φ]将其展开可得：x(t)=Acos(2πf0t+φ)+Acos(2πΔft+φ)sin(2πf0t)由此可见，在外加磁场作用下，振子的运动状态将出现一个高频分量和一个低频分量。
2. 振动电桥原理在电极之间接通电桥电路后，两个电极之间将会产生微小的电压差。
根据电桥原理可知，在四个电阻中有一个阻值发生微小变化时，整个电桥中的微小电压差也会随之发生变化。
因此，在外加磁场作用下，由于振子的自然频率发生了改变，导致其运动状态也发生了改变，从而使得电极之间的微小电压差发生了变化，这种变化将会被电桥检测到。
3. 磁化强度计算根据振动电桥原理可知，在外加磁场作用下，振子的自然频率将发生改变，从而导致电极之间的微小电压差发生变化。
通过测量这种微小电压差的变化，可以计算出振子在外加磁场下的振动频率变化量Δf。
振动样品磁强计(VSM)实验报告
e）
f）在弹出的对话框中分别填6.92和5000。
g）经过两次确定后，记录标识。
3.测量装样要特别注意对振动杆的保护，旋进旋出样品托时用力要小，取振动杆时一定要保证已经停了振动，装振动杆时一定要严防杆滑落，样品托在极头间摆动不大。
A调鞍点
a）装好样品后，调X轴，目测使样品在两线圈的中心。
b）按照样品需要，加一个场（Rampto）。目的是使样品磁化。
2.实际测量并不是严格按程序运行，有些样品（软磁）会出现很严重的磁场飘移，应通过程序的调整来消除。
3•调鞍点若调不准，会影响（6）式中的k值，进而影响磁矩，故鞍点应尽量调好。
计算：Co纳米棒阵列的磁滞回线
质量：2.16E-6g
00
-10000-5000
平行Co纳米棒阵列方向回线
——paralleloriention]」
时振动输出信号为Vs:
V
ssQsO
(7)
则有：
k=—_
msOffsO
(8)
校准后，将质量为mx的被测样品替换标准样品。在振动输出为Vx时，样品的比磁化强度为：
0=工=msQffsQV
kMmmxVsX
(9)为了确保样品符合磁偶极子条件，使测量结果更符合于理论的计算，样品到
振动样品磁强计原理
振动样品磁强计原理振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的仪器，它可以通过测量材料在外加磁场下的振动情况来确定其磁性特性。
在振动样品磁强计中，磁场会对材料施加一个作用力，从而使材料产生振动。
通过测量振动的频率和幅度，可以得到材料的磁化曲线和磁化参数，进而了解材料的磁性特性。
振动样品磁强计的原理可以分为以下几个方面来解释：首先，磁场对材料的作用力是通过磁力和磁矩之间的相互作用来实现的。
当材料受到外加磁场的作用时，其中的磁矩会受到磁力的作用而产生振动。
这种振动的频率和幅度与材料的磁性特性有关，因此可以通过测量振动来确定材料的磁化参数。
其次，振动样品磁强计中的检测系统可以通过传感器来实现对振动的测量。
传感器可以将振动转化为电信号，然后通过信号处理系统来获得振动的频率和幅度。
通过这些测量数据，可以得到材料的磁化曲线和磁化参数。
另外，振动样品磁强计中的控制系统可以通过改变外加磁场的大小和方向来实现对材料磁性的调控。
通过改变外加磁场的参数，可以得到不同条件下的振动情况，从而进一步了解材料的磁性特性。
最后，振动样品磁强计还可以通过对不同材料的对比实验来研究材料的磁性特性。
通过对不同材料在相同外加磁场下的振动情况进行比较，可以得到它们的磁化曲线和磁化参数，从而比较它们的磁性特性。
总的来说，振动样品磁强计是一种通过测量材料在外加磁场下的振动情况来确定其磁性特性的仪器。
它通过磁力和磁矩之间的相互作用来实现对材料的磁性测量，通过传感器和控制系统来实现对振动的测量和调控，通过对比实验来研究材料的磁性特性。
振动样品磁强计的原理为研究材料的磁性提供了一种全新的方法，对于材料科学和磁性材料的研究具有重要的意义。
VSM实验报告
固体物理实验报告：振动样品磁强计 一、VSM 原理1.简介振动样品磁强计（Vibrating Sample Magnetometer ）是基于电磁感应原理制成的仪器。
采用尺寸较小的样品，它在磁场中被磁化后可近似看作一个磁矩为m 的磁偶极子，使样品在某一方向做小幅振动，用一组互相串联反接的探测线圈在样品周围感应这磁偶极子场的变化，可以得到探测线圈的感应电动势直接正比于样品的磁化强度。
2.基本原理由于测量线圈中的感应信号来源于被磁化的振动样品在周围产生的周期性变化磁场，那么位于坐标原点O 的磁偶极子在空间任意一点P 产生的磁场可表示为：式中矢量→→→→++=k z j y i x r ，其中→i 、→j 、→k 分别为x 、y 、z 的单位矢量。
若在距偶极子 处的P 点放置一匝面积为S 的小测量线圈，则通过线圈的磁通量为：若偶极子沿着z 轴做简谐振动t j ae ω时，（a 是振幅，ω为振动角频率），有：则偶极子磁场在N 匝线圈中激起的感应电动势为：因样品沿着x 方向磁化，且线圈截面较小时，可用线圈中间的性质代表每匝线圈的平均性质，若线圈尺寸和位置固定不变，上式中积分式的数值是常数，故：振幅E m 与样品磁矩成正比。
因而线圈输出电压的有效值V x 正比于样品的磁矩测量方程：))(3(41)(53→→→→→→⋅--=r r r M r M r H m mπ→→→→⋅=⋅=⎰⎰Sd r H S d B S S )(0μφ→→→→+++=kaez j y i x r tj )(ω∑⎰=→→⋅∂∂-=∂∂-=Ni S Sd t t r H t te 10),()(μφtE t e m ωcos )(=其中k 为振动样品磁强计的灵敏度，可用比较法测定，该过程称为振动样品磁强计的校准或定标。
比较法是用饱和磁化强度0s σ已知的标准样品（如高纯镍球样品），若已知表样的质量为m s0,校准时振动输出信号为Vs :则有：为使直径约为2毫米的样品符合偶极子条件，样品到线圈的中心间距r 与样品磁化方向的长度l 之间应满足22)2(l r >>。
振动样品磁强计使用与磁性材料磁特性测量
实验七
振动样品磁强计使用与磁性材料磁特性测量
10122800 刘旭明
由图1和图2可以看出MnZn铁氧体为软磁材料。
因为软磁材料
的特点是易磁化，易退磁；低矫顽力，高磁导率，低损耗等特性。
观察图1，可以看出当外磁场从零开始增加，MnZn 铁氧体的磁矩也开始增加，这就表明MnZn 铁氧体是顺磁性物质。
在磁场作用下，物质中相邻原子或离子的热无序磁矩在一定程度上与磁场强度方向一致。
当外磁场逐渐增加到1.5T 左右时，MnZn 铁氧体的磁矩增加变得缓慢，开始与外磁场呈线性关系。
此时表明MnZn 铁氧体已达到饱和磁化，饱和磁矩为2.8emu 左右。
但之所以样品的磁矩仍随外磁场的增加而增加，并呈线性关系，是因为 )(0M H B +=μ，磁矩达到饱和时，样品内的磁场将随着外磁场线性增加。
观察图2，可以看出MnZn 铁氧体的矫顽力很小，由图读出Hc= 40 Oe, Br=2.95 emu.可以判断MnZn 铁氧体为软磁材料，没有磁滞现象。
由图3和图4可以看出NdFeB铁氧体为硬磁（永磁）材料。
因为永磁材料具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁等特性。
观察图3可以看出随着外磁场的增加，NdFeB铁氧体的磁矩也在逐步增加。
观察图4可以看出NdFeB铁氧体具有宽磁滞回线、高矫顽力。
由图可以读出Hc=6.7T , Br=4.8 emu 。
由此可以判断NdFeB铁
氧体为永磁材料。
振动样品磁强计的原理
振动样品磁强计的原理振动样品磁强计可以测出在不同的环境下材料多种磁特性。
由于它易于发挥电子技术的作用及其采用灵活的设计，使之有极高的灵敏度并兼备易于安装定位，更换样品的优点。
测量磁矩灵敏度在磁场中零场到磁铁可达到的最大场范围内，可小到5x1O-9A∕m2以下。
由于其具有很多优异特性而被磁学研究者们广泛采用，又经许多人改进，使VSM成为检测物质内禀磁特性的标准通用设备。
内禀磁特性主要是指物质的磁化强度而言，即体积磁化强度一M单位体积内的磁矩，和质量磁化强度。
——单位质量的磁矩。
设被测样品的体积为V,由于样品很小，当被磁化后，在远处可将其视为磁偶极子：如将样品按一定方式振动，就等同于磁偶极场在振动。
于是，放置在样品附近的检测线圈内就有磁通量的变化，产生感生电压。
将此电压放大并记录，再通过电压-磁矩的已知关系，即可求出被测样品的M或5将小球型样品(体积位V,磁化强度为M)放在平行于X轴方向的均匀磁场H中，并使它在Z 方向做小幅度等幅振动，在其附近放一个轴缆口Z轴平行的多匝线圈1,在1内的第n匝内取面积元,其与坐标原点的矢径为，磁场延X方向施加将小球型样品(体积位V,磁化强度为M)放在平行于X轴方向的均匀磁场H中，并使它在Z方向做小幅度等幅振动，在其附近放一个轴线和Z 轴平行的多匝线圈1,在1内的第n匝内取面积元dSn,其与坐标原点的矢径为rn,磁场延X方向施加。
由于S的尺度与非常小，故S在空间的场可表示为偶极场形势：H(rn)=V∕4π[M∕m3+3(M.rn)rn∕rn5(1)由此H(rn)的Z方向分量为：Hz(rn)=3m/r5.XZ(m为样品磁矩)注意到rn值有X分量,则可得到检测线圈1内第n匝中dSn 面积元的磁通量:dΦn=μOHzdSn=3μOMXnZnV∕4πrn5.dSn(2)其中μθ为真空磁导率。
第n匝内的总磁通为Φn=∫dΦn=∫3μOMXnZnV∕4rn5.dSn(3)整个1的总磁通则为：Φ=∑nΦn=2∩∫3μOMXnZnV∕4πrn5.dSn(4)其中，Xn为rn的X轴分量，不随时间而变,Zn为rn的Z轴分量，是时间的函数现在认为S不动而1以S原有的方式振动，此时可有Zn=ZnO÷a.sinωt,ZnO为第n匝的坐标，a 为1的振幅。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B kU B b
根据上式即可将计算机采集所得的磁场信号 U B 换算成磁感应强度 B。 2． 用已知饱和磁矩的镍球标定探测线圈的输出电压与磁化强度的关系 （1）将探测线圈组固定在底座上，使探测线圈的轴线与磁场方向平行，将探测线圈的信号 线接至主机“磁强计输入”端，而内测磁场用的霍尔传感器的信号线接至主机“磁路输入” 端，并将 S.E.V 信号调至“振动”档。 （2）已知镍的饱和比磁化强度 s 54.56 A m / kg ，密度 Ni 8.906 10 kg / m ，测
2 3 3
量定标用镍球的直径，计算样品镍球的饱和磁化强度
M s Ni s m
将镍球固定在振动杆顶端的样品盒内， 放入探测线圈组中间的通孔内， 使样品盒位于探测线 圈组鞍区内，振动杆另一端与振动源相连接。 （3）启动振动源，调节“振动频率”至 15-20Hz 左右，调整“前置放大”及 S.E.V 信号的 倍率 N 及增益，使信号增益至一适当量值且 S.E.V 信号为 1V 左右，并且在磁铁电源电流从 0 调至最大的过程中，S.E.V 信号始终保持在 0.2-2V 之间，而后将磁铁电源电流也调至一适 当值，拨到“自动”档。 （4）打开计算机软件执行程序， “功能选择”中选择“振动” ， “周期选择”选择双周， “扫
【思考题】 1、 样品形状和大小对测试结果有何影响？ 2、 有那些方法可以控制材料磁矩的方向？
6
2 1
1 2
铁磁性物理，葛世慧译地调整样品与线圈的耦合程度可以使这一灵敏度提高至10-12 Am 。另一方 面，用VSM进行磁矩测量的范围上限能够达到0.1 Am 或更高。 假设一个小样品具有磁矩 m 并可被等同为一个点，并将此样品放在一个半径为 R 的测 试线圈平面上，若将此样品看作一个偶极子处理，即一个小环形电流，其电流强度为 i m ， 面积为 s ，因此 m sim 。以探测线圈为原点，设偶极子所在位置为 ( x 0 , y 0 ) ，再假设在测 试线圈中同时存在一个电流 i s ，此时这两个环形电流可认为互相耦合。类似于互感器，它们 之间具有互感系数 M ，两者之间的磁通为： ms Mis 或 sm Mim ，前者为从线圈链向 磁偶极子的磁通，后者相反。 探测线圈在磁偶极子处产生平行于 z 轴的磁感应强度 B z ( x0 , y 0 ) 。 这里定义一个重要的 特征参数——探测线圈常数 k ( x0 , y 0 ) B z ( x 0 , y 0 ) / i s 。从线圈链向磁偶极子的磁通还可以 写为 ms B z ( x0 , y 0 ) a ，则互感系数为：
3
u (t ) mg x ( x)
dx mg x ( x) X 0 cos t C ( X 0 , x, , t ) m dt
如果处于鞍区，即 g x ( x) g x (0) ，则 u (t ) 仅与样品的磁矩，振动频率和振幅有关，而排除 了灵敏函数的影响，这为测量提供了极大的便利条件。比例系数C通常利用定标法测定，因 此只要测量出感应电压，即可得到样品的磁矩。 我们所用振动样品磁强计采用的是四线圈结构，又称为Mallinson结构，是VSM设备中 最为常见的线圈设计。 两组串联反接的线圈可以增大感应信号， 使外界噪音减小到最小程度， 还能减小样品在非测量方向上的微小震动所产生的干扰信号。
其中 k ( x, y, z ) B( x, y, z ) / i s ，如果这个偶极子以 生的即时感应电压则为：
dr 的速度移动，那么探测线圈中产 dt
u (t )
d dr (1 / i s ) grad ( B m) dt dt
举一个简单的例子，图1a所示的一对串联线圈能够产生 x 轴向的磁场 B x ( x) ，两线圈完 全相同，半径为 a ，间距为 d （若 a d 即是所谓的亥姆霍兹线圈）。将一个磁矩为 m 可 等同为磁偶极子的样品放入线圈中心，并以速度
图1 a.半径为 a ，间距为 d 的一对完全相同的串联线圈 b.距离分别是 a ， 3a ， 1.848a 时相对灵敏函数与偏离位移曲线 c. 4a 偏离范围内的灵敏函数曲线 图1b中为两线圈半径为 a ，距离分别是 a ， 3a ，1.848a 时，相对于磁偶极子偏离中 心所移动距离而得到的相对灵敏函数关系曲线。 从图中可以看出，当 d
5
描时间”建议选择“20 秒” ， “显示方式”建议选择“合成” ，使显示的坐标轴横轴为磁场信 号 U B ，纵轴为磁强计 S.E.V 信号的采样值， “操作”中选择“启动”使系统开始自动控制 磁场电流并采集数据。待“实验数据”表格中的数据不再增加，说明采集完毕，在“操作” 中选择“停止” ，然后选择“数据存盘” ，数据表格中的数据便会自动导出为 xls 文件，文件 名包含保存的日期和时间。 （5）使用计算机软件对数据进行自动采集，保存并导出数据，从数据中找到在正、反向磁 场 情 况 下 样 品 镍 球 磁 化 饱 和 时 感 应 电 压 U V 的 值 U V Ni max 和 U V Ni min 。 计 算 出
UV Ni UV Ni max UV Ni min ，那么待测样品的磁化强度就可表示为
M 2 M s Ni (UV UV 0 ) UV Ni
其中 U V 0 为无磁场时 U V 的值，n 为待测样品的 U V 放大倍率。 3． 锰锌铁氧体多晶小球磁化曲线的测量及其饱和磁化强度的计算 将样品盒内样品跟换为锰锌铁氧体多晶小球，适当选择待测样品的 S.E.V 信号倍率 n， 再使用计算机软件对数据进行自动采集，保存并导出数据，求出其饱和( x 0 , y 0 ) / i s ]a k ( x0 , y 0 )a
于是偶极子链向探测线圈的磁通最终可以写为：
sm k ( x0 , y 0 )m
推而广之，如果偶极子处于更一般的位置 ( x, y, z ) ，则有：
k ( x, y , z ) m k x ( x, y , z ) m x k y ( x , y , z ) m y k z ( x , y , z ) m z
dx 移动，则有 dt d dx dx u ( x, t ) (mk x ( x)) mg x ( x) dx dt dt
2
其中 k x ( x) B x ( x) / i s ，而
g x ( x)
dk x ( x) dx
g x ( x) 称为灵敏函数。图1b， g x ( x) / g x (o) 表示相对灵敏函数。
振动样品磁强计及物质磁性测量实验
【实验目的】 1．了解振动样品磁强计测量材料磁化曲线的原理； 2．用已知磁化曲线的镍球对振动样品磁强计进行定标； 3．用振动样品磁强计测量锰锌铁氧体小球的磁化曲线，计算饱和磁化强度。 【实验原理】 磁性是自然科学史上最古老的科学现象之一。 据传说， 磁性首先是被一个牧羊人发现的， 他注意到他的木棍的铁端，被一块石头所吸引。这种石块在小亚细亚（Asia Minor）、马其 顿的 Magnesia 地区以及爱奥利亚的 Magnesia 城被发现过。人们相信“磁性（Magnetism）” 一词就是来源于这些地名 。我国是世界上最早发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家， 早在战国时期就有关于天然磁性材料（如磁铁矿）的记载，11 世纪就发明了制造人工永磁 材料的方法，沈括在《梦溪笔谈》中记载了指南针的制作和使用。1099～1102 年有指南针 用于航海的记述，同时还发现了地磁偏角的现象 。在现代，磁性材料已进入人们生活的各 个方面，如计算机的硬盘、汽车传感器、玩具等。对磁性的测量是认识、设计和利用磁性材 料必不可少的环节。 如果将一个球状磁体置于磁场中， 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产生的附加磁场之和。 多数情况下测量者更关心的是这个附加磁场量 值。在磁性测量领域，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 量不作任何变化， 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（以下简称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。VSM可以实现很高灵敏度的测量，商业产品的磁矩灵敏度往往优于
【实验装置】
图 2 振动样品磁强计实验装置图 实验装置主要由四部分组成： 1） 电磁铁及控制电源；
4
2） 探测线圈组和锁相放大器：探测样品信号，并由锁相放大器放大后输入电脑记录处理； 3） 振动源、振动杆及样品盒：使样品产生振动； 4） 计算机及数据处理系统。
【实验内容】 1． 磁场中心磁感应强度 B 与磁场信号 U B 关系定标 将两磁极调整至一适当的间隙，调节“磁场信号”的倍率、增益及电平至一适当值，使 电压信号 U B 始终在 0.20—3.00V 的范围内。将特斯拉计信号线接至主机“外侧磁场输入” 端，磁铁电源调至“手动”档，特斯拉计调至“外测”档并调零，而后将特斯拉计探头置于 磁场中心， 手动调节磁铁电源对磁场信号与磁感应强度关系进行测量， 并作出磁场中心磁感 把用最小二乘法拟合所得的斜率 k 及截距 b 代入公式 应强度 B 与磁场信号 U B 的关系曲线。
3a 时，灵敏函数在中心位置处变化最平缓，即具有最好的
均匀性。从图中我们还可以看出这三种设计的中心点处 g x ( x) / x 都为0，这是由线圈的对 称结构所决定。在线圈的设计和其位置的选择过程中，往往需要这样的鞍点（即图1b中中心 处平坦的顶点），这是因为在鞍点附近，线圈能够最大限度地对样品所处的位置不敏感。对 于一个在中心点以小振幅振动的样品来说，可以放心地认为 g x ( x) g x (0) ，下式更能说明 这一点，若一个样品在中心处作简谐振动， x(t ) X 0 sin t ，则线圈中的感应电压即为：