常用磁场测量的方法19页PPT

几种常见的磁场ppt

可调性
脉冲磁场的强度、宽度和频率可以根据需要进行调节。
应用
脉冲磁场在科研、工业生产和医疗等领域有广泛应用。
在工业生产中，脉冲磁场用于金属的磁化、电磁搅拌、电磁成型和电磁熔炼等。
ABCD
在科研中，脉冲磁场用于研究物质的磁学性质，如物质的磁化、磁畴结构和磁电阻效应等。
在医疗中，脉冲磁场用于治疗肿瘤、改善局部血液循环和促进组织再生等。
交变磁场也用于电磁感应加热和电磁铁等领域。
03 脉冲磁场
定义
脉冲磁场是指磁场强度随时间变化，呈现脉冲状的磁场。
它通常由电流迅速变化产生，具有瞬时性和强烈性的特点。
特性
瞬时性
脉冲磁场在极短时间内达到峰值，持续时间短，变化速度快。
强烈性
由于电流的迅速变化，脉冲磁场通常具有较高的磁场强度，可达到数百乃至数千高斯。
方向不变
恒定磁场的磁力线方向始终保持不变，不像交变磁场那样方向会不断变化。
对物质的磁化作用
恒定磁场能够对放入其中的物质进行磁化，使其获得磁性。
应用
磁力泵
利用恒定磁场对铁磁性物质的吸引力，实现液体的输送。
磁力分离
利用恒定磁场对不同磁导率的物质进行分离，常用于工业废水中重金属的分离。
磁性材料制造
04 均匀磁场和非均匀磁场
定义与特性
01
02
03
均匀磁场
磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同，且不随位置变化的磁场。
非均匀磁场
磁场中各点的磁感应强度大小和方向都随位置变化的磁场。
特性
均匀磁场具有空间周期性，非均匀磁场具有空间非周期性。
区别与联系
区别
均匀磁场各点的磁感应强度是恒定的，而非均匀磁场各点的磁感应强度是变化的。

(无损检测新技术课件)数字化磁性检测技术的磁场测量技术

11
磁场测量技术-方法
华中科技大学机械学院
6. 磁屏蔽技术
磁场测量最易受到外界磁场的干扰，采用磁屏蔽技术后可以减弱杂散磁场的影响。在测量中，通常采用高导磁材料做成壳体(箱体)以使腔体内的测量单元免受体外磁场的影响，一般可将体外磁场减至1/5~1/8之间，好的屏蔽体可减小得更小。磁屏蔽是保证测量稳定性和可靠性必不可少的措施，对弱磁场的测量尤为重要。
1
磁场测量技术-基本要求
华中科技大学机械学院
1. 根据不同的检测目的和检测方法选择最佳的敏感元件。一般而言，随着磁场测量灵敏度的提高，元件和测量装置的成本增高。为了获得最优的性能价格比，灵敏度的选择应根据被测磁场的强弱选用适当的元件，并满足信号传输的不失真或干扰影响最小的要求。
2. 磁场信号是一空间域信号，测量元件的敏感区域是局部的，一般由元件的尺寸和性能决定。为了能够测量出空间域变化频率较高的磁场信号，必须要求测量元件或单元具有相应的空间分辨能力。对应于空间域中的磁场信号，这一分辨能力可在一维、二维或三维空间中来描述。空间分辨力是反映测量元件或单元敏感区大小的指标，具有方向性，沿不同的方向，空间分辨能力会不同。
4. 磁敏电阻灵敏度是霍尔元件裸件的20倍左右，工作温度在－40℃～150℃，灵敏度为0.1V/T，具有较宽的温度使用范围。空间分辨力等与元件感应面积有关。

6
磁场测量技术-原理与元件华中科技大学机械学院
5. 磁敏二极管、磁敏三极管
磁敏二极管是继磁敏电阻和霍尔元件之后发展起来的新型磁电转换器件。与后二者相比，磁敏二极管具有体积小、灵敏度高等特点。在磁敏二极管加一正向电压后，其内阻的大小随周围磁场的大小和方向的变化而变化。通过磁敏二极管的电流越大，则在同样磁场下输出电压越大；而所加的电压一定时，在正向磁场的作用下，电流减小，反向磁场时电流加大。磁敏二极管工作电压和灵敏度随温度升高而下降，通常需要补偿。磁敏三极管是一类对磁场敏感的半导体三极管，与磁敏二极管一样，为一种新型的磁敏传感器件。磁敏三极管也分为NPN和PNP型两大类。

磁法测量讲稿课件

磁力仪的操作与维护
安装与调试
确保磁力仪安装在平稳、无振动、无磁场干扰的环境中，并
进行必要的校准和调试。
操作步骤
按照仪器说明书进行操作，确保正确设置参数和操作流程。
数据采集
按照实验设计进行数据采集，注意避免干扰和误差。
日常维护
定期进行仪器检查和维护，保持仪器性能和精度。
磁力仪的误差来源与校正
文明。
某城市地下管线探测的磁法测量案例
总结词
该案例展示了磁法测量在城市地下管线探测中的实用性，通过磁法测量可以快速准确地确定地下管线的位置和走向。
详细描述
在某城市的地下管线探测中，磁法测量技术被用于探测城市管网的分布和走向。由于管线通常具有一定的磁性特征，通过磁法测量可以快速准确地确定管线的位置和埋深。这为城市规划和建设提供了重要的数据支持，有助于保障城市基础设施的安全和稳定。
在地质领域，磁法测量被广泛应用于探测矿产资源、研究地球磁场变化等。在环境领域，磁法测量可用于监测环境污染、评估生态系统的健康状况等。此外，考古领域的遗址探测和文物保护等方面也广泛应用了磁法测量技术。
加强磁法测量的理论研究
总结词
理论体系的完善是推动磁法测量发展的重要基础，需要加强基础理论的研究和探索。
磁法测量通过测量地磁场强度的变化，推断地下地质构造和矿产分布。在地质勘查中，磁法测量具有成本低、效率高、探测深度大等优点，是常用的地球物理勘探方法之一。
考古探测中的磁法测量
总结词
磁法测量在考古探测中用于定位古代遗址、墓葬等文化遗存，以及确定文物分布和埋藏深度。
详细描述
由于古代遗址和墓葬等文化遗存常与地下磁性物质有关，磁法测量可以通过测量地磁场强度的变化，推断文化遗存的分布范围和埋藏深度，为考古发掘提供重要依据。

常用磁场测量方法

磁性测量是物理学中的重要分支，其原理基于多种效应和技术。电磁感应法，起源于法拉第的电磁感应定律，通过测量磁场变化引起的感应电动势来推磁性材料的饱和特性，主要应用于探矿、军事和航天等领域，特别对弱磁场有较高灵敏度。霍耳效应法，自1879年霍耳发现以来，已成为磁场测量的重要手段，特别是对小间隙空间和高频磁场的测量具有显著优势。此外，整数量子霍耳效应和分数量子霍耳效应的发现，不仅推动了基础物理研究，也为磁场测量提供了更为精确的标准。磁光效应法、磁膜测磁法、磁共振法、光泵法以及超导量子干涉器件法等，都是基于不同的物理效应和原理，各具特色，分别适用于不同类型的磁场测量需求。这些方法的综合应用，不仅提高了磁场测量的精度和范围，也推动了相关领域的技术进步。

《霍尔效应测量磁场》课件

洛伦兹力
洛伦兹力是带电粒子在磁场中受到的力，其方向与磁场方向和带电粒子运动方向均垂直。
洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷量和速度成正比，与磁感应强度成正比。
在霍尔效应中，洛伦兹力导致电子在磁场中偏转，从而产生霍尔电压。
霍尔电压的产生
01 当电流通过半导体材料时，电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，产生偏转。
数据处理能力需提
高
在分析实验数据时，我们发现数据处理的技巧和统计学知识有所欠缺，建议加强相关方面的培训。
仪器使用需规范
在操作过程中，部分同学对仪器的使用不够规范，导致测量结果存在误差，建议加强仪器使用的培训和指导。
对未来研究的展望
探索更多应用场景
希望未来能够将霍尔效应测量磁场技术应用于更多领域，如生物学、医学等，为相关领域的研究提供新的方法和思路。
霍尔元件
利用霍尔效应制成的测量磁场的器件称为霍尔元件。
霍尔效应的发现历史
1879年，美国物理学家E.H.霍尔在实验中发现，当电流垂直于外磁场通过导体时，导体中产生横向电势差。
1881年，德国物理学家C.F.高斯在实验中发现，当电流垂直于外磁场通过导体时，导体中产生横向磁通量。
1880年，法国物理学家J.E.贝脱勒在实验中发现，当电流垂直于外磁场通过导体时，导体中产生横向磁通量。
提高实验技能
实验过程中，我们学会了使用精密的测量仪器，如电压表、电流表等，以及如何调整实验参数，提高了实验操作技能。
培养探究精神
实验中遇到问题时，我们学会了独立思考、团队协作，积极寻找解决问题的方法，培养了科学探究的精神。
本实验的不足与改进建议
实验时间紧张
由于实验操作较为复杂，我们在规定的时间内未能完成所有步骤，建议增加实验时间或优化实验流程。

测量磁场强度的方法

测量磁场强度的方法磁感应强度描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，常用符号B表示，国际通用单位为特斯拉（符号为T）。

磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。

在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示，磁感应强度越大表示磁感应越强。

磁感应强度越小，表示磁感应越弱。

测量磁感应强度的九种方法1、电流天平法应用通电导线在磁场中受力的原理，可制成灵敏的电流天平，依据力矩平衡条件，测出通电导线在匀强磁场中受力的大小，从而测出磁感应强度。

2、力的平衡法应用通电线在磁场中受力平衡的原理，根据平衡条件建立平衡方程，从而求出磁感应强度。

3、动力学法应用通电线在磁场中受力的原理，根据牛顿运动定律建立动力学方程，从而求出磁感应强度。

4、功能关系法磁场具有能量，这种能量与磁感应强度有关；而功是能量转化的量度，因此，只要建立功和磁场能这间的关系，就可求得磁感应强度。

5、磁偏转法带电粒子以垂直于磁场方向的速度垂直射入匀强磁场时，会发生偏转而做匀速圆周运动，通过对轨迹的研究利用相关规律，便可求出磁感应强度6、霍尔效应法利用霍尔效应原理方便快捷地测量磁场的磁感应强度。

7、汤姆生法利用汤姆生测电子比荷的实验装置来测定磁场的磁感应强度。

8、电磁感应法处于磁场中的闭合线圈，当磁通量发生变化时，由电磁感应规律知，线圈中会产生感应电流，线圈或导体棒将会阻碍其运动，研究其受力和运动，根据与磁感应强度相关的物理规律可求得磁感应强度。

9、摇绳发电法实验表明，将长约15m的铜芯双绞线两端接在灵敏电流计上，拉开形成一个长回路。

面对面站立的两位同学像摇绳那样以每秒4到5圈的频率摇半个回路导线。

随着导线切割地磁场，回路中就有感应电流产生，电流计指针指示的电流最大值可达0.3。

霍尔效应测量磁场PPT课件

整流电路（rectifying circuit）把交流电转换为直流电的电路。电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波电路等组成。整流以后的电压是一种含有直流电压和交流电压的混合电压，称单向脉动性直流电压。再经滤波电路，将大部分高频交流成分滤去，得到较为稳定的直流电。
（TA－TB）。因为霍尔电极和元件两者材料不同，电极和元件之间形成温差电偶，这一温差在A、B间产生温差电动势VE，VE∝IB。
称爱廷豪森效应，VE的大小与正负符号与I、B的大小和方向有关，跟VH与I、B的关系相同，不能在测量中消除
. PHYSICS LABORATORY
正电子运动平均速度（图中V’<V V”>V）
-120 -110 -100 -90 ……
0 10 20 …… 50 60
V3(mV) -Is、-IM
V4(mV) -Is、+IM
VHV1V2V3V4 (mV) 4
. PHYSICS LABORATORY
B1(mT)
2. 测量单个载流圆线圈B轴线上(X向)磁场B2 的分布
(1) 用连接线将励磁电流IM输出端连接到圆线圈B，霍尔传感器的信号连接线连接到面板的对应插座。
. PHYSICS LABORATORY
表2 Ｂ2~X
IS =5.00mA IM =0.5A
X（mm）
-60
V1(mV) +Is、+IM
V2(mV) +Is、-IM
-50
……
V3(mV) -Is、-IM
-20
-10
0 10 20 …… 110 120
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

PPT_磁场的测量-2011年春

量纲表示方法：质量：[Mass]、长度：[Length]、时间：[Time] 电荷的量纲：电流的量纲：
2 3 2 q M L T 1 q T I 2 3 4 I M L T
物理所磁学室公共测试讲座磁性测量 2011年春
磁性测量之磁场的测量
磁学国家重点实验室赵同云
2011年3月（农历辛卯年春）
磁场的测量
1. 磁场的基、标准 2. 磁场的绝对测量
磁场的基、标准
3. 磁场的相对测量
3.1. 磁场线圈方法
标准测量线圈
3.2. 磁场传感器方法
4. 磁场测量的几个实例
k3
2
2107 N

有理化：k1=k2=k3=4
c0：m/s；＝1；0＝4107 H/m
2. 电流磁铁
2.1.1.
基础理论：依据 H J
电流磁铁－1
Ampère定律与Biot－Savart定律 I dl r d F I 2 dl2 0 1 31 4 r dl1 r dl2 0 I1 dl1 r dB 3 4 r I I
Maxwell
1. 磁场基、标准
1.1. 磁学单位的确定：基本单位
电流单位：安[培]（A）
磁场标准－4

无限长截面可忽略
1、绝对测量
固定线圈可动线圈
电流天平
Rayleigh型 Ayrton型固定线圈
电动力计
可动线圈
2、核磁共振电流量子标准
磁
1. 磁场基、标准
1.1. 磁学单位的确定：导出单位

宅家实验地磁场的测量地磁场测量居家实验 ppt课件

五、实验记录和数据处理
1、原始数据记录 1）测量地点拍照上传。 2）测量水平及垂直分量，手机绕轴至少旋转两周， phyphox原始磁感应强度变化曲线拍照上传。
表 1（测量地经纬度： A: B: ）
BA(uT)
水平分量 B//max
水平分量 B//min
垂直分量 B⊥max
垂直分量 B⊥min
BB(uT)
磁力计采用各向异性磁致电阻材料来检测空间中磁感应强度的大小。这种具有晶体结构的合金材料对外界的磁场很敏感，磁场的强弱变化会导致AMR自身电阻值发生变化。磁力计的基本原理就是通过合适的电路(惠斯通电桥)，将磁场的改变量以电压的形式表示出来。
图 3 AMR材料示意图
3、利用手机phyphox软件测量地磁场如图2可知，地球表面磁场总可以分解为与地面平
图1 地磁场分布图
地磁场是一个矢量，对于一个固定的地点来说，这个矢量可以被分解为两个与当地水平面平行的分量和一个与当地水平面垂直的分量。如果保持电子罗盘和当地的水平面平行，那么罗盘中磁力计的三个轴就和这三个分量对应起来，如图2所示。
图2 地磁场矢量分解示意图
2、磁力计基本工作原理
磁倾角θ=arctan(B⊥/ B//)
B B/2/ B2
地理南北极与地磁南北极夹角
。
六．思考题 1、简述地磁场对人类有什么作用。 2、测量水平分量时Z轴磁力计和测量垂直分量时的Y 轴磁力计的值的变化原因有哪些？
地磁北极的位置移动示意图
表 2（测量地经纬度：A______）
B1(uT) B2(uT)
水平分量水平分量垂直分量垂直分量
B//max
B//min
B⊥max
B⊥min