磁场的测量
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2、在磁介质中的总磁感应强度B将是磁感应强度B0 和磁化强度M（表征磁介质在磁场H中极化的磁感
B=B0+M 由此可见，磁感应强度可同时用来描述介质和真空 中的磁场，它比磁场强度有更广泛的概念。 在磁介质中，由于矢量B和B0的关系十分复杂， 通常是采用测量磁感应强度的积分，即测量磁通
Bds
磁通的单位是T·m2 ，或称韦伯（Wb）。
三、 磁场测量的方法
④电子磁通表法可用于测量恒定磁场、交变 磁场或脉冲磁场和磁通，测量磁通的范围为 10－6～103Wb，测量的误差为10－4～10－3。 旋转线圈法和振动线圈法是电磁感应法的直 接应用，主要用于测量恒定磁场。 ⑤旋转线圈法的测量范围为10－8～10T，测 量的误差为10－4～10－2； ⑥振动线圈法的测量误差为10－2左右。
三、 磁场测量的方法
2、 电磁感应法
①电磁感应法是以电磁感应定律为基础的磁场测量 方法。它是一种应用十分广泛的方法，其测量范围 为10－13～103T。应用电磁感应法测量恒定磁场时， 可以通过探测圈的移动、转动和振动来产生磁通源自文库 化。 ②冲击法主要用于测量恒定磁场，测量的误差为 5×10－3～1×10－2；采用比较法时测量的误差可 达10－4。 ③伏特表法主要用于测量高频磁场，测量的误差为 10－2左右。
6、当前，磁场测量技术已经深入到工业、农业、生物、医学、 地质、宇航等各个部门。磁场测量作为一门学科，不但已自成体 系，而且和某些学科相结合形成一些边缘学科。
二、 磁场测量的对象和参量
1、任何磁现象都是以磁场的形式来表现的。为了表征 磁场的大小，在人们的认识过程中有两种观点：一 是按“磁荷”的观点，定义磁场强度H为表征磁场 强弱的物理量，磁场是通过磁荷在磁场中受力的大 小来确定的（磁的库仑定律）；二是按“电流”的 观点，定义磁场是通过载流导体在磁场中受力的大 小来确定（安培定律），或通过放置在磁场中回路 的感应电动势来确定（电磁感应定律）。磁场强度H 和磁感应强度B在两种观点中只有一个是表征磁场的 物理量，另一个是辅助量。
三、 磁场测量的方法
③利用载流线圈的方法称为电动法，其测量范 围为0.1～10T，测量的误差为(1～2)×10－2， 但目前此法已被更简单的霍尔效应法所取代。
④还有一种利用磁致伸缩效应的方法，在应用 薄膜器件和采用光纤技术后，分辨力可达 10-12T。磁—力法仪器在观测地震预报、地磁 日变、磁暴等方面应用很广，也应用于检测岩 样的磁性。
一、 磁场测量的回顾
2、20世纪50年代以来，由于加速器工程、宇航工程和可控热 核聚变装置等一些大型高科技工程、技术的发展，对磁场测量在 空间、时间、形态、准确度等方面都提出了更加苛刻的要求。 3、这一时期电子技术、半导体等的发展，为磁场测量仪器的新 发展提供了条件。 4、由于激光和光导纤维技术的发展，大大提高了利用磁光效应 测量磁场的水平。 5、现代物理学的成就在磁场测量中的应用，特别是两项获诺贝 尔物理学奖金的物理效应的发现，对磁场测量技术水平的提高具 有划时代的意义。
三、 磁场测量的方法
3、 磁通门法
磁通门法是利用被测磁场中磁芯在交变磁场的 饱和激励下，其磁感应强度—磁场强度的非线性关 系来测量磁场的一种方法。这种方法主要用于测量 恒定的或缓慢变化的弱磁场，在测量电路稍加变化 后也可以测量交变磁场。其中，频率选择法的测量 范围为10－12～10－3T，测量的误差为(1～3)×10－ 2；时间选择法的测量范围为2.5×10－9～1.25×10 －4T。磁通门法大量用于地质勘探、材料探伤、宇 航工程、军事探测等方面。
二、 磁场测量的对象和参量
在国际单位制中，把磁场强度H在真空 （空气）中引起的磁感应强度记为B0，并有
B０＝μ０Ｈ 式中，μ0=4π×10-7H/m ，它是常数（真空磁
导率）。但是，B0在数值和量纲上都与磁场 强度H不一致。在国际单位制中，H的单位是 A/m，而B0的单位是T（特斯拉）。
二、 磁场测量的对象和参量
三、 磁场测量的方法
②磁阻效应法主要用于测量10－2～10T的较 强磁场，测量的误差为10－3左右；对于某些 薄膜磁阻仪器，可测量频率达100MHz的磁 场，在窄带下可以测量10－11T的微弱磁场；
第三章
磁场的测量
第一节
概述
一、 磁场测量的回顾
1、20世纪30年代初，出现了利用磁性材料 自身磁饱和特性的磁通门磁强计，它广泛应 用于地球物理、机械工业、军事工程等领域。 例如，最初应用磁通门磁强计来测量地球磁 场微变和勘探铁矿，后来又大量用于军事探 潜和侦察武器等。近年来，更广泛用于控制 火箭和人造卫星以及探测空间磁场、检测磁 屏蔽效果等。
二、 磁场测量的对象和参量
3、磁场参量是指表征磁场性质的物理量。它 们包括：磁感应强度B、磁通Φ、磁场非均 匀性量（磁场梯度）……，以及这些矢量的 分量和模量。恒定磁场和交变磁场的磁场参 量有不同的形态和测量方式。以下的叙述中 将以恒定磁场的测量方法为主，兼顾交变磁 场的测量。
三、 磁场测量的方法
由于一些物理效应和物理定律在磁场测量 中的大量应用，磁场测量技术有了更大发展， 测量方法也日趋完善。从测量的原理来看，磁 场测量的方法可概括为以下几种：磁-力法、 电磁感应法、磁通门法、电磁效应法、磁共振 法、超导效应法、磁光效应法。
三、 磁场测量的方法
1、 磁—力法 ①磁—力法是利用在被测量磁场中的磁化物 体（磁针）或载流线圈与被测磁场之间相互 作用的机械力（或力矩）来测量磁场的方法。 其中，利用小磁针的方法习惯上称“磁强计” 法，它可以测量较弱的均匀或不均匀磁场， 仪器的分辨力可达10－9T以上。 ②采用电子电路的无定向磁强计分辨力可高 达10－10～10－12T。
三、 磁场测量的方法
4． 电磁效应法 电磁效应法是利用金属或半导体中通过的电 流在外磁场的作用下产生的电磁效应来测量 磁场的一种方法。 ①霍尔效应法应用最广，它可以测量10－7～ 10T范围内的恒定磁场，测量的误差为10－ 3～10－2；也可以测量频率达兆赫、磁场达 5T的变化磁场，尤其对小间隙空间内的磁场 测量更有优越性。
B=B0+M 由此可见，磁感应强度可同时用来描述介质和真空 中的磁场，它比磁场强度有更广泛的概念。 在磁介质中，由于矢量B和B0的关系十分复杂， 通常是采用测量磁感应强度的积分，即测量磁通
Bds
磁通的单位是T·m2 ，或称韦伯（Wb）。
三、 磁场测量的方法
④电子磁通表法可用于测量恒定磁场、交变 磁场或脉冲磁场和磁通，测量磁通的范围为 10－6～103Wb，测量的误差为10－4～10－3。 旋转线圈法和振动线圈法是电磁感应法的直 接应用，主要用于测量恒定磁场。 ⑤旋转线圈法的测量范围为10－8～10T，测 量的误差为10－4～10－2； ⑥振动线圈法的测量误差为10－2左右。
三、 磁场测量的方法
2、 电磁感应法
①电磁感应法是以电磁感应定律为基础的磁场测量 方法。它是一种应用十分广泛的方法，其测量范围 为10－13～103T。应用电磁感应法测量恒定磁场时， 可以通过探测圈的移动、转动和振动来产生磁通源自文库 化。 ②冲击法主要用于测量恒定磁场，测量的误差为 5×10－3～1×10－2；采用比较法时测量的误差可 达10－4。 ③伏特表法主要用于测量高频磁场，测量的误差为 10－2左右。
6、当前，磁场测量技术已经深入到工业、农业、生物、医学、 地质、宇航等各个部门。磁场测量作为一门学科，不但已自成体 系，而且和某些学科相结合形成一些边缘学科。
二、 磁场测量的对象和参量
1、任何磁现象都是以磁场的形式来表现的。为了表征 磁场的大小，在人们的认识过程中有两种观点：一 是按“磁荷”的观点，定义磁场强度H为表征磁场 强弱的物理量，磁场是通过磁荷在磁场中受力的大 小来确定的（磁的库仑定律）；二是按“电流”的 观点，定义磁场是通过载流导体在磁场中受力的大 小来确定（安培定律），或通过放置在磁场中回路 的感应电动势来确定（电磁感应定律）。磁场强度H 和磁感应强度B在两种观点中只有一个是表征磁场的 物理量，另一个是辅助量。
三、 磁场测量的方法
③利用载流线圈的方法称为电动法，其测量范 围为0.1～10T，测量的误差为(1～2)×10－2， 但目前此法已被更简单的霍尔效应法所取代。
④还有一种利用磁致伸缩效应的方法，在应用 薄膜器件和采用光纤技术后，分辨力可达 10-12T。磁—力法仪器在观测地震预报、地磁 日变、磁暴等方面应用很广，也应用于检测岩 样的磁性。
一、 磁场测量的回顾
2、20世纪50年代以来，由于加速器工程、宇航工程和可控热 核聚变装置等一些大型高科技工程、技术的发展，对磁场测量在 空间、时间、形态、准确度等方面都提出了更加苛刻的要求。 3、这一时期电子技术、半导体等的发展，为磁场测量仪器的新 发展提供了条件。 4、由于激光和光导纤维技术的发展，大大提高了利用磁光效应 测量磁场的水平。 5、现代物理学的成就在磁场测量中的应用，特别是两项获诺贝 尔物理学奖金的物理效应的发现，对磁场测量技术水平的提高具 有划时代的意义。
三、 磁场测量的方法
3、 磁通门法
磁通门法是利用被测磁场中磁芯在交变磁场的 饱和激励下，其磁感应强度—磁场强度的非线性关 系来测量磁场的一种方法。这种方法主要用于测量 恒定的或缓慢变化的弱磁场，在测量电路稍加变化 后也可以测量交变磁场。其中，频率选择法的测量 范围为10－12～10－3T，测量的误差为(1～3)×10－ 2；时间选择法的测量范围为2.5×10－9～1.25×10 －4T。磁通门法大量用于地质勘探、材料探伤、宇 航工程、军事探测等方面。
二、 磁场测量的对象和参量
在国际单位制中，把磁场强度H在真空 （空气）中引起的磁感应强度记为B0，并有
B０＝μ０Ｈ 式中，μ0=4π×10-7H/m ，它是常数（真空磁
导率）。但是，B0在数值和量纲上都与磁场 强度H不一致。在国际单位制中，H的单位是 A/m，而B0的单位是T（特斯拉）。
二、 磁场测量的对象和参量
三、 磁场测量的方法
②磁阻效应法主要用于测量10－2～10T的较 强磁场，测量的误差为10－3左右；对于某些 薄膜磁阻仪器，可测量频率达100MHz的磁 场，在窄带下可以测量10－11T的微弱磁场；
第三章
磁场的测量
第一节
概述
一、 磁场测量的回顾
1、20世纪30年代初，出现了利用磁性材料 自身磁饱和特性的磁通门磁强计，它广泛应 用于地球物理、机械工业、军事工程等领域。 例如，最初应用磁通门磁强计来测量地球磁 场微变和勘探铁矿，后来又大量用于军事探 潜和侦察武器等。近年来，更广泛用于控制 火箭和人造卫星以及探测空间磁场、检测磁 屏蔽效果等。
二、 磁场测量的对象和参量
3、磁场参量是指表征磁场性质的物理量。它 们包括：磁感应强度B、磁通Φ、磁场非均 匀性量（磁场梯度）……，以及这些矢量的 分量和模量。恒定磁场和交变磁场的磁场参 量有不同的形态和测量方式。以下的叙述中 将以恒定磁场的测量方法为主，兼顾交变磁 场的测量。
三、 磁场测量的方法
由于一些物理效应和物理定律在磁场测量 中的大量应用，磁场测量技术有了更大发展， 测量方法也日趋完善。从测量的原理来看，磁 场测量的方法可概括为以下几种：磁-力法、 电磁感应法、磁通门法、电磁效应法、磁共振 法、超导效应法、磁光效应法。
三、 磁场测量的方法
1、 磁—力法 ①磁—力法是利用在被测量磁场中的磁化物 体（磁针）或载流线圈与被测磁场之间相互 作用的机械力（或力矩）来测量磁场的方法。 其中，利用小磁针的方法习惯上称“磁强计” 法，它可以测量较弱的均匀或不均匀磁场， 仪器的分辨力可达10－9T以上。 ②采用电子电路的无定向磁强计分辨力可高 达10－10～10－12T。
三、 磁场测量的方法
4． 电磁效应法 电磁效应法是利用金属或半导体中通过的电 流在外磁场的作用下产生的电磁效应来测量 磁场的一种方法。 ①霍尔效应法应用最广，它可以测量10－7～ 10T范围内的恒定磁场，测量的误差为10－ 3～10－2；也可以测量频率达兆赫、磁场达 5T的变化磁场，尤其对小间隙空间内的磁场 测量更有优越性。