电气测量学第九章 磁性测量技术
合集下载
- 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)。
令
N0 B0 S CΦ
得
CΦ Δ Δ N
所以，根据磁通改变前后磁通表的指针偏转角的变化，可
以决定磁通的变化量。
七、核磁共振法
根据塞曼(P．Zeeman)效应原理，在外磁场的作用下， 原子的能级将发生分裂，当用一个等于塞曼跃迁频率的电磁 场作用在原子上时，塞曼能级之间将发生感应跃迁，这种现 象称为磁共振。
Q CQm
得
NΔ RCQm
Δ Cφ m N
则
式中的 Cφ RCQ 叫做检流计的磁通冲击常数。 在确定磁通冲击常数后，即可计算出被测磁通的变化量。 至于被测磁通与它的变化量之间的关系，要视此变化量按何种 方式变化而确定。如果将测量线圈从被测磁场中突然移开或从 场外突然置入，则磁通变化量都等于Φ；如果将测量线圈在被 测磁场中以线圈平面为轴旋转180º ，则磁通变化量等于2Φ 。
组成部分。
磁性测量技术主要包括三个方面的内容： 1.磁场和磁性材料的测量；(宏观) 2.分析物质的磁结构，观察物质在磁场中的各种磁性效应； (微观) 3. 非磁量的磁测量。（边缘） 本章主要介绍磁场和磁性材料的基本测量原理和测量方法。
第一节 磁性测量的基本知识
一、磁感应强度和磁通
1．磁感应强度 磁感应强度是描述磁场性质和强弱的物理量，它是一个矢 量，用B 表示，B 的大小表示该点磁场的强弱，磁场中某点的 方向表示该磁场的方向。国际单位制单位是韦伯/米(Wb/m2) ， 电磁单位制单位是高斯（GS）。
滤波
2 f0
选 频 放 大
2 f0
相 敏 检 波
直 流 放 大
N2
i1
N1
直流电 f0 2 f0 倍频器 移相器 压表 或记录 仪表
交流励磁源
磁通门磁强计的总体结构框图
五、霍尔效应法
1．原理 当把一块金属或半导 体薄片放在磁场中时，沿 垂直磁场方向通入流 I ， 则在薄片另一方向的侧面 产生电动势 eH ，即霍尔 电动势，这种现象叫霍尔
第九章 磁性测量技术
第一节 磁性测量的基本知识 第二节 空间磁场的测量 第三节 铁磁材料静态磁性的测量 第四节 铁磁材料动态磁性的测量 第五节 金属管道缺陷的无损漏磁检测
最早的磁场探测器已有2000多年的历史，通过感应地球 磁场辨识方向或为舰船导航。随着磁学和电学的发展，特别 是磁学与电学之间相互关联现象和规律的发现和应用，使磁 性测量技术得到迅速的发展，逐渐成为电磁测量技术的重要
则
NΔ Cφm MΔI
得
Cφ
MΔI
m
四、磁通门法
磁通门法是利用高磁导率的铁心在交流励磁下调制铁心 中的直流磁场分量，并将直流磁场转变为交流电压的一种方
法。
１．探头
探头由高导磁率、低矫顽力的软磁材料制成，上面绕有
励磁线圈N1 和测量线圈N2 ，其结构如图所示。 励磁线圈N1 通入三角波励磁电流i1（也可以其他波形）， 电流i1足够大，使铁心充分饱和。 当外加磁场等于0时，在交 流三角波励磁磁场作用下，铁心 中的磁感应强度是对称的梯形波， 梯形波的上升沿和下降沿在测量 线圈中感应出的电势是对称的方 波，如图所示，该方波中只 有奇次谐波而没有偶次谐波。
不等位电势的补偿电路
3．温度补偿 由于霍尔元件是由金属和半导体材料制成的，因此，对 温度的变化比较敏感，当环境温度发生变化时，将给测量结 果带来误差。 右图给出了一种简单的温度 补偿电路，霍尔元件由恒流源供 电，在1，3两端并联一个电阻， 当温度升高时，霍尔电势和内阻 都随之增加，由于I 恒定不变， RS 起到分流作用，使流过霍尔 元件的电流减小，从而降低霍尔 电势，取合适的RS，可以使输出 的霍尔电势保持不变。
元件，以获得较大的霍尔电动势。
六、磁通表法
1．结构
磁通表是测量磁通的直读仪表，其结构如图所示。 2．工作原理 通过测量线圈的磁链变化为
N
Δ NΔ
通过表内可动线圈的磁链变化为
N
Δ B N0Δ0 N0 B0 SΔ
根据
S N0
B
磁通表的结构
有
N 0 B0 S Δ Δ N
2 IH 1 H 4 RS I 温度补偿电路 3
IS
4．交流弱磁场的测量 对于交流弱磁场的测量常采用检零式测量原理，其测量 电路如图所示。
R2
交流强磁场
R1 eH IH
直流恒流源
A
u
霍尔元件
交直流电 压转换器
Uo
数字 电压表
R1
R2
交流弱磁场的测量电路
当被测直流弱磁场穿过霍尔元件时，在霍尔元件的输出 端产生霍尔电动势，此电动势通过放大后，其输出电流通过线 圈在铁心中产生磁场B0，B0与被测磁场互相抵消，有
H0
N2
i1
N1
探头的结构
B Bm 0 H -Bm (a) B H0 Bm
B Bm 0
t
-Bm
(c)
e
H 0
0
t
T1 T 1 =T 2 T2
H
H
(b)
(d)
外加磁场等于0时磁感应强度和感应电势的波形
当外加磁场不等于0时，铁心除了受交流磁场H作用外， 还受直流磁场H0作用。在交流磁场与直流磁场方向相同的半 周期中，铁心提前进入饱和区，滞后退出饱和区；在交流磁 场与直流磁场方向相反的半周期，铁心滞后进入饱和区，提 前退出饱和区。因此，铁心中的磁感应强度B′是不对称的 梯形波，如图所示。
一、感应法
感应法是测量交变磁场最常用的方法。将平面探测线圈
置于被测磁场中，线圈平面与磁场垂直，则在线圈内产生的 感应电动势为
d e N dt
d 2N t1 dt dt T Eav m 4 Nf
t1 T 2
可在半周期内计算e 的平均值，有
2N Eav T
可得
H dl I
三、磁场的边界条件
两种物质分界面两侧磁感应强度的法线分量相等
B1n B2n
两种物质分界面两侧磁场强度的切线分量相等
H1t H2t
四、电磁感应
1．电磁感应定律
不论任何原因使回路的磁通发生变化时，回路中产生的
感应电动势为
d e N dt
2．均匀磁场中转动线圈中的感应电动势
效应 。霍尔电动势为
B v I E l d
eH b
RH eH KIB d
霍尔效应示常数；
d 为霍尔元件厚度；K为霍尔元件形状系数，是一个与霍尔元 件长度和宽有关的常数；I 为通过霍尔元件的电流；B 为外磁 场的磁感应强度。 当保持不变时，可以通过测量霍尔电动势来测量磁场。 当被测磁场和工作电流都是直流时，霍尔电动势为直流；当 两者之一为交变时，霍尔电动势就是交变的。由于交流信号 易于放大，所以在测量直流磁场时往往采用交流供电；而在 测量交流磁场时则采用直流供电。
1T=1Wb/m2 =104GS
2．磁通（量） 磁感应强度矢量沿一个面的面积分称为穿过面的磁通量。
B dS
S
二、磁场强度及安培环路定律
1．磁场强度 磁场强度是为了便于分析磁场和电流的关系而引入的一 个物理量，它也是一个矢量，用H 表示。国际单位制单位是 安培/米（A/m），电磁单位制单位是奥斯特（Oe）。
理论和实验证明，塞曼能级分裂的能量与外磁场的磁感
R
L
G
用冲击检流计测量磁通的电路
N
d di Ri L dt dt
设感应电流持续的时间间隔为，取上式两边在该时间间
隔内的积分
N
0
di d dt R idt L dt 0 0 dt dt
( )
得
RQ N
(0)
d NΔ
冲击检流计的第一次最大偏转角与出脉冲电量的关系为
m
m
d 4 Nf m
可以用整流式电压表测得的结果再除以正弦波的波形因 数，即可得到Eav。如果在整个线圈平面上磁场均匀，则
Eav Bm S 4 NfS Eav Bm Hm 0 4 NfS 0
m
二、旋转线圈法
这种方法适用于直流恒定磁场的测量。在被测磁场中的 线圈匀速旋转，转轴与磁场方向垂直，则线圈中的感应电动 势为正弦波，其有效值为
E 2πfNS 0 H
三、冲击法
冲击法是测量直流磁场的古典方法，由于这种方法所用
的设备简单而且可靠性强，所以目前仍被广泛采用。
1．用冲击检流计测量磁通 将匝数为N、面积为 S 的测量线圈放在被测磁场中，线圈
平面与磁场垂直，测量线圈与冲击检流计相连，如图所示。
B
图中：R 为整个回路的电 阻；L为整个回路的电感。 当通过线圈的磁通突然发 生变化时，在线圈中产生感应 电流 i，则
1A/m 4π 103 Oe
磁场强度与磁感应强度的关系 B
μ为磁介质的磁导率，单位是亨利/米（H/m），它的大小取 决于磁介质的性质，真空的磁导率为
0 =4π 10
-7
2．安培环路定律
在磁场中，矢量沿任何闭合曲线的线积分，等于包围在闭 合曲线内各电流的代数和，称为安培环路定律，用公式表示为
Bm 0 -Bm
(e)
B'
t
e
0
t
T1
T2
T1 < T2
(f)
外加磁场不等于0时磁感应强度和感应电势的波形
此方波中不但有奇次谐波，还包含偶次谐波，偶次谐波的
大小和相位分别反映了直流磁场的大小和方向，测出测量线圈 中感应电势偶次谐波电压的幅值和相位，即可测得直流磁场的 大小和方向。
２．磁通门磁强计 采用磁通门法实现的测量装置称为磁通门磁强计，它由 探头和测量电路两部分组成，磁通门磁强计的总体结构框图 如图所示。
R2
交流强磁场
R1 eH IH
直流恒流源
A
u
霍尔元件
交直流电 压转换器
Uo
数字 电压表
R1
R2
交流强磁场的测量电路
当被测直流磁场B穿过霍尔元件时，在霍尔元件输出 的霍尔电势经放大后，得输出电压
uo KB
因此，通过对uo的测量，可以实现交流强磁场的测量。
6．用霍尔效应法测量磁场时应注意的问题 （1）要保持电流方向与磁场方向垂直； （2）测量非均匀磁场时，霍尔探头要尽量小； （3）对霍尔元件必须进行温度补偿和不等位电势补偿； （4）霍尔元件的供电电流要足够稳定，否则也会产生误 差； （5）测量较弱磁场时应采用霍尔系数较大的材料作霍尔
B B0 kN2i2
电流在电阻R两端产生的电压
u R i2 R
得
R uR B kN 2
该电压通过交直流电压转换器，输出直流电压为
U o KB
电压UO与被测磁场的有效值成正比，所以通过对的测 量，实现交流弱磁场的测量。
5．交流强磁场的测量 对于交流强磁场常采用直接式测量，测量电路如图。
d e N NBS sin t dt
演示
五、铁磁材料的磁特性
铁磁材料在外磁场中磁化时，从原始状态逐渐增大磁 化，得到非线性的原始磁化曲线，如图所示。当铁磁材料达 到饱和后，再逐渐减小H，这一以去磁过程并不沿着原来的 磁化曲线进行，而是沿着另一条曲线下降，如图所示。可见 在同样的H下，去磁时的B要比磁化时的B大些，这种现象称 为磁滞。当H降到零时， B不回到零，而保留一定的值，称 为剩磁感应强度。如果使B降到零，必须在反方向增加外磁 场，使B降到零的这个反向H称为矫顽磁场强度或矫顽力Hc， 此后继续增加H 到-Hs ，再去磁、磁化，得到一个磁滞回线， 如图所示。 可见铁磁材料的和的关系不但是非线性的，而且磁化的 返回本章首页 情况与它以前的磁化历史有关。
2．不等位电势补偿 从理论上讲，当电流和磁场之一为零时，霍尔元件输出的 霍尔电势就应该等于零，但由于制造工艺的缺陷，当有驱动电 流无磁场时，霍尔元件输出的霍尔电势不等于零，此时输出的 霍尔电势称为不等位电势。 在这种情况下，必须 对不等位电势进行补偿。 右图给出了不等位电势的 补偿电路，通过调节RW可 以调节2 端的电位，可以 使不等位电势等于零。
2．磁通冲击常数的测量 测量电路如图。
A M L R3
E R1 S R2
G
测量磁通冲击常数的电路
利用S倒向使的一次侧电流改变方向，从而使磁场的方向 改变，以获得较大的磁通变化，调节R1使 M 通过一次侧的电 流为I，则 M 的二次侧线圈交链的磁链为
MI
当电流 I 从变化到-I 时，有
Δ MΔI NΔ
B
B
Bs
Hc
Bs Br
H
0
Hs
0
Hs 原始磁化曲线
H 磁滞回线
取不同强度的磁场进行反复磁化，可获得一系列大小不 等的磁滞回线，如图所示，在第一象限连接各回线顶点的曲 线叫基本磁化曲线，即通常所说的磁化曲线，它与原始磁化 曲线无大差别，但性质不同，基本磁化曲线在工程技术中具 有重要的实用价值。
第二节 空间磁场的测量
N0 B0 S CΦ
得
CΦ Δ Δ N
所以，根据磁通改变前后磁通表的指针偏转角的变化，可
以决定磁通的变化量。
七、核磁共振法
根据塞曼(P．Zeeman)效应原理，在外磁场的作用下， 原子的能级将发生分裂，当用一个等于塞曼跃迁频率的电磁 场作用在原子上时，塞曼能级之间将发生感应跃迁，这种现 象称为磁共振。
Q CQm
得
NΔ RCQm
Δ Cφ m N
则
式中的 Cφ RCQ 叫做检流计的磁通冲击常数。 在确定磁通冲击常数后，即可计算出被测磁通的变化量。 至于被测磁通与它的变化量之间的关系，要视此变化量按何种 方式变化而确定。如果将测量线圈从被测磁场中突然移开或从 场外突然置入，则磁通变化量都等于Φ；如果将测量线圈在被 测磁场中以线圈平面为轴旋转180º ，则磁通变化量等于2Φ 。
组成部分。
磁性测量技术主要包括三个方面的内容： 1.磁场和磁性材料的测量；(宏观) 2.分析物质的磁结构，观察物质在磁场中的各种磁性效应； (微观) 3. 非磁量的磁测量。（边缘） 本章主要介绍磁场和磁性材料的基本测量原理和测量方法。
第一节 磁性测量的基本知识
一、磁感应强度和磁通
1．磁感应强度 磁感应强度是描述磁场性质和强弱的物理量，它是一个矢 量，用B 表示，B 的大小表示该点磁场的强弱，磁场中某点的 方向表示该磁场的方向。国际单位制单位是韦伯/米(Wb/m2) ， 电磁单位制单位是高斯（GS）。
滤波
2 f0
选 频 放 大
2 f0
相 敏 检 波
直 流 放 大
N2
i1
N1
直流电 f0 2 f0 倍频器 移相器 压表 或记录 仪表
交流励磁源
磁通门磁强计的总体结构框图
五、霍尔效应法
1．原理 当把一块金属或半导 体薄片放在磁场中时，沿 垂直磁场方向通入流 I ， 则在薄片另一方向的侧面 产生电动势 eH ，即霍尔 电动势，这种现象叫霍尔
第九章 磁性测量技术
第一节 磁性测量的基本知识 第二节 空间磁场的测量 第三节 铁磁材料静态磁性的测量 第四节 铁磁材料动态磁性的测量 第五节 金属管道缺陷的无损漏磁检测
最早的磁场探测器已有2000多年的历史，通过感应地球 磁场辨识方向或为舰船导航。随着磁学和电学的发展，特别 是磁学与电学之间相互关联现象和规律的发现和应用，使磁 性测量技术得到迅速的发展，逐渐成为电磁测量技术的重要
则
NΔ Cφm MΔI
得
Cφ
MΔI
m
四、磁通门法
磁通门法是利用高磁导率的铁心在交流励磁下调制铁心 中的直流磁场分量，并将直流磁场转变为交流电压的一种方
法。
１．探头
探头由高导磁率、低矫顽力的软磁材料制成，上面绕有
励磁线圈N1 和测量线圈N2 ，其结构如图所示。 励磁线圈N1 通入三角波励磁电流i1（也可以其他波形）， 电流i1足够大，使铁心充分饱和。 当外加磁场等于0时，在交 流三角波励磁磁场作用下，铁心 中的磁感应强度是对称的梯形波， 梯形波的上升沿和下降沿在测量 线圈中感应出的电势是对称的方 波，如图所示，该方波中只 有奇次谐波而没有偶次谐波。
不等位电势的补偿电路
3．温度补偿 由于霍尔元件是由金属和半导体材料制成的，因此，对 温度的变化比较敏感，当环境温度发生变化时，将给测量结 果带来误差。 右图给出了一种简单的温度 补偿电路，霍尔元件由恒流源供 电，在1，3两端并联一个电阻， 当温度升高时，霍尔电势和内阻 都随之增加，由于I 恒定不变， RS 起到分流作用，使流过霍尔 元件的电流减小，从而降低霍尔 电势，取合适的RS，可以使输出 的霍尔电势保持不变。
元件，以获得较大的霍尔电动势。
六、磁通表法
1．结构
磁通表是测量磁通的直读仪表，其结构如图所示。 2．工作原理 通过测量线圈的磁链变化为
N
Δ NΔ
通过表内可动线圈的磁链变化为
N
Δ B N0Δ0 N0 B0 SΔ
根据
S N0
B
磁通表的结构
有
N 0 B0 S Δ Δ N
2 IH 1 H 4 RS I 温度补偿电路 3
IS
4．交流弱磁场的测量 对于交流弱磁场的测量常采用检零式测量原理，其测量 电路如图所示。
R2
交流强磁场
R1 eH IH
直流恒流源
A
u
霍尔元件
交直流电 压转换器
Uo
数字 电压表
R1
R2
交流弱磁场的测量电路
当被测直流弱磁场穿过霍尔元件时，在霍尔元件的输出 端产生霍尔电动势，此电动势通过放大后，其输出电流通过线 圈在铁心中产生磁场B0，B0与被测磁场互相抵消，有
H0
N2
i1
N1
探头的结构
B Bm 0 H -Bm (a) B H0 Bm
B Bm 0
t
-Bm
(c)
e
H 0
0
t
T1 T 1 =T 2 T2
H
H
(b)
(d)
外加磁场等于0时磁感应强度和感应电势的波形
当外加磁场不等于0时，铁心除了受交流磁场H作用外， 还受直流磁场H0作用。在交流磁场与直流磁场方向相同的半 周期中，铁心提前进入饱和区，滞后退出饱和区；在交流磁 场与直流磁场方向相反的半周期，铁心滞后进入饱和区，提 前退出饱和区。因此，铁心中的磁感应强度B′是不对称的 梯形波，如图所示。
一、感应法
感应法是测量交变磁场最常用的方法。将平面探测线圈
置于被测磁场中，线圈平面与磁场垂直，则在线圈内产生的 感应电动势为
d e N dt
d 2N t1 dt dt T Eav m 4 Nf
t1 T 2
可在半周期内计算e 的平均值，有
2N Eav T
可得
H dl I
三、磁场的边界条件
两种物质分界面两侧磁感应强度的法线分量相等
B1n B2n
两种物质分界面两侧磁场强度的切线分量相等
H1t H2t
四、电磁感应
1．电磁感应定律
不论任何原因使回路的磁通发生变化时，回路中产生的
感应电动势为
d e N dt
2．均匀磁场中转动线圈中的感应电动势
效应 。霍尔电动势为
B v I E l d
eH b
RH eH KIB d
霍尔效应示常数；
d 为霍尔元件厚度；K为霍尔元件形状系数，是一个与霍尔元 件长度和宽有关的常数；I 为通过霍尔元件的电流；B 为外磁 场的磁感应强度。 当保持不变时，可以通过测量霍尔电动势来测量磁场。 当被测磁场和工作电流都是直流时，霍尔电动势为直流；当 两者之一为交变时，霍尔电动势就是交变的。由于交流信号 易于放大，所以在测量直流磁场时往往采用交流供电；而在 测量交流磁场时则采用直流供电。
1T=1Wb/m2 =104GS
2．磁通（量） 磁感应强度矢量沿一个面的面积分称为穿过面的磁通量。
B dS
S
二、磁场强度及安培环路定律
1．磁场强度 磁场强度是为了便于分析磁场和电流的关系而引入的一 个物理量，它也是一个矢量，用H 表示。国际单位制单位是 安培/米（A/m），电磁单位制单位是奥斯特（Oe）。
理论和实验证明，塞曼能级分裂的能量与外磁场的磁感
R
L
G
用冲击检流计测量磁通的电路
N
d di Ri L dt dt
设感应电流持续的时间间隔为，取上式两边在该时间间
隔内的积分
N
0
di d dt R idt L dt 0 0 dt dt
( )
得
RQ N
(0)
d NΔ
冲击检流计的第一次最大偏转角与出脉冲电量的关系为
m
m
d 4 Nf m
可以用整流式电压表测得的结果再除以正弦波的波形因 数，即可得到Eav。如果在整个线圈平面上磁场均匀，则
Eav Bm S 4 NfS Eav Bm Hm 0 4 NfS 0
m
二、旋转线圈法
这种方法适用于直流恒定磁场的测量。在被测磁场中的 线圈匀速旋转，转轴与磁场方向垂直，则线圈中的感应电动 势为正弦波，其有效值为
E 2πfNS 0 H
三、冲击法
冲击法是测量直流磁场的古典方法，由于这种方法所用
的设备简单而且可靠性强，所以目前仍被广泛采用。
1．用冲击检流计测量磁通 将匝数为N、面积为 S 的测量线圈放在被测磁场中，线圈
平面与磁场垂直，测量线圈与冲击检流计相连，如图所示。
B
图中：R 为整个回路的电 阻；L为整个回路的电感。 当通过线圈的磁通突然发 生变化时，在线圈中产生感应 电流 i，则
1A/m 4π 103 Oe
磁场强度与磁感应强度的关系 B
μ为磁介质的磁导率，单位是亨利/米（H/m），它的大小取 决于磁介质的性质，真空的磁导率为
0 =4π 10
-7
2．安培环路定律
在磁场中，矢量沿任何闭合曲线的线积分，等于包围在闭 合曲线内各电流的代数和，称为安培环路定律，用公式表示为
Bm 0 -Bm
(e)
B'
t
e
0
t
T1
T2
T1 < T2
(f)
外加磁场不等于0时磁感应强度和感应电势的波形
此方波中不但有奇次谐波，还包含偶次谐波，偶次谐波的
大小和相位分别反映了直流磁场的大小和方向，测出测量线圈 中感应电势偶次谐波电压的幅值和相位，即可测得直流磁场的 大小和方向。
２．磁通门磁强计 采用磁通门法实现的测量装置称为磁通门磁强计，它由 探头和测量电路两部分组成，磁通门磁强计的总体结构框图 如图所示。
R2
交流强磁场
R1 eH IH
直流恒流源
A
u
霍尔元件
交直流电 压转换器
Uo
数字 电压表
R1
R2
交流强磁场的测量电路
当被测直流磁场B穿过霍尔元件时，在霍尔元件输出 的霍尔电势经放大后，得输出电压
uo KB
因此，通过对uo的测量，可以实现交流强磁场的测量。
6．用霍尔效应法测量磁场时应注意的问题 （1）要保持电流方向与磁场方向垂直； （2）测量非均匀磁场时，霍尔探头要尽量小； （3）对霍尔元件必须进行温度补偿和不等位电势补偿； （4）霍尔元件的供电电流要足够稳定，否则也会产生误 差； （5）测量较弱磁场时应采用霍尔系数较大的材料作霍尔
B B0 kN2i2
电流在电阻R两端产生的电压
u R i2 R
得
R uR B kN 2
该电压通过交直流电压转换器，输出直流电压为
U o KB
电压UO与被测磁场的有效值成正比，所以通过对的测 量，实现交流弱磁场的测量。
5．交流强磁场的测量 对于交流强磁场常采用直接式测量，测量电路如图。
d e N NBS sin t dt
演示
五、铁磁材料的磁特性
铁磁材料在外磁场中磁化时，从原始状态逐渐增大磁 化，得到非线性的原始磁化曲线，如图所示。当铁磁材料达 到饱和后，再逐渐减小H，这一以去磁过程并不沿着原来的 磁化曲线进行，而是沿着另一条曲线下降，如图所示。可见 在同样的H下，去磁时的B要比磁化时的B大些，这种现象称 为磁滞。当H降到零时， B不回到零，而保留一定的值，称 为剩磁感应强度。如果使B降到零，必须在反方向增加外磁 场，使B降到零的这个反向H称为矫顽磁场强度或矫顽力Hc， 此后继续增加H 到-Hs ，再去磁、磁化，得到一个磁滞回线， 如图所示。 可见铁磁材料的和的关系不但是非线性的，而且磁化的 返回本章首页 情况与它以前的磁化历史有关。
2．不等位电势补偿 从理论上讲，当电流和磁场之一为零时，霍尔元件输出的 霍尔电势就应该等于零，但由于制造工艺的缺陷，当有驱动电 流无磁场时，霍尔元件输出的霍尔电势不等于零，此时输出的 霍尔电势称为不等位电势。 在这种情况下，必须 对不等位电势进行补偿。 右图给出了不等位电势的 补偿电路，通过调节RW可 以调节2 端的电位，可以 使不等位电势等于零。
2．磁通冲击常数的测量 测量电路如图。
A M L R3
E R1 S R2
G
测量磁通冲击常数的电路
利用S倒向使的一次侧电流改变方向，从而使磁场的方向 改变，以获得较大的磁通变化，调节R1使 M 通过一次侧的电 流为I，则 M 的二次侧线圈交链的磁链为
MI
当电流 I 从变化到-I 时，有
Δ MΔI NΔ
B
B
Bs
Hc
Bs Br
H
0
Hs
0
Hs 原始磁化曲线
H 磁滞回线
取不同强度的磁场进行反复磁化，可获得一系列大小不 等的磁滞回线，如图所示，在第一象限连接各回线顶点的曲 线叫基本磁化曲线，即通常所说的磁化曲线，它与原始磁化 曲线无大差别，但性质不同，基本磁化曲线在工程技术中具 有重要的实用价值。
第二节 空间磁场的测量