磁性测量
电气测量学第九章 磁性测量技术
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
磁性测量实验(直流&交流)实验报告
磁性测量实验 软磁直流静态磁性测量（用冲击/扫描法测量磁性材料的磁化曲线及磁滞回线）一、 实验原理1、 静态磁性参数如果不计及磁化时间效应，磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数就是所谓的静态磁参数。
磁化曲线记录了材料磁化过程的磁化信息，而磁滞回线则表征和包含了磁性材料的全部磁性信息，有磁性材料身份证之称。
下左图C 为磁化曲线，A 和B 为初始和最大磁化率，M 和H 分别为磁化强度和外磁场。
下右图为典型磁性材料的磁滞回线，B s 、B r 、B r /B s 、H c 、(BH)max 、μ0和μM 分别为饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矩形比、矫顽力、最大磁能积、初始磁导率和最大磁导率。
2、 测量方法本实验课采用冲击法和磁场扫描法这两种方法来进行。
两种方法由于磁化速度的不同，在磁场方面数据稍有不同，而磁感方面的数据则差不多。
在进行一些饱和场不高或矫顽力小的试样测试时用冲击法；而矫顽力较大的磁滞材料是用扫描法。
本实验中提供两种不同矫顽力大小的磁性材料。
整个测量过程完全由微机控制，实验者可根据自己的要求选择不同的测量方法和输入参数来完成测量。
二、 实验内容及步骤1、 直流冲击法A. 启动测量程序，进入测量程序主菜单。
B. 测量前的准备工作HHBMBAC在进行正式测量之前，用户必须输入样品的有关参数。
主要包括“样品参数”和“测试条件”。
样品参数有“截面积、磁路长度、磁化匝数和测量匝数”。
由于输入参数随测量磁性材料变化而不同，因此具体的输入参数可向实验指导老师咨询。
C.正式测量如果步骤B中设定的参数无误，就可以开始测量了。
通过点击相应功能模块就可以完成测量工作。
2、磁场扫描法磁场扫描法与冲击法类似，材料参数和测量参数的选择可参考冲击法类似步骤。
三、实验结果1．直流冲击法实验样品为坡莫合金。
由测量所得数据绘出样品的磁化曲线，如下图：μm=133.279 mℎ/m实验所得曲线为S型，符合经验。
实验测得样品初始磁导率μ0=30.789mℎ/m，最大磁导率μm=133.279mℎ/m。
磁性基本测量方法
磁性基本测量方法磁性测量组织结构不敏感量（内禀参量、本征参量）M S、T C、K1、λS等组织结构敏感量（非本征参量）M r、B r、H C、μ、χ等物质结构与相关现象磁畴结构、磁矩取向、各种磁效应（磁热、磁光、磁电、磁致伸缩、磁共振等）交变磁场条件下的磁参数测量冲击法测磁性材料参数O ：标准环形试样； N ：磁化线圈； n ：测量线圈；G ：冲击检流计； A ：直流电流表；M ：标准互感器；NiH =在N 线圈中通以电流i ，则在N 中产生磁场：N ：磁化线圈匝数 ：试样平均周长试样被磁化，磁感应强度为BK 1突然换向(在极短时间τ秒内)H H H B B B→+→+：-：-BSφ=磁通量： 冲击法测磁原理图（磁化曲线和磁滞回线）r ：测量回路中的总折合电阻磁通量的变化，引起线圈n （匝数为n ）中产生感生电动势：d dB n nSd d φε=-=-ττ在测量回路（由n 、M 、G 、R 3、R 4组成）中产生瞬时电流：0i rε=由冲击检流计测出其电量Q ：B 000B nS Q i d d dB 2nSB/r r r QC ττ-ε⎫=τ=τ=-=-⎪⎬⎪=α⎭⎰⎰⎰Cr B 2nSα=-α：冲击检流计的偏转角； C ：冲击检流计常数Cr 的求法：diMd 'ε=-τK 2合上标准互感器M 的线路，M 主线圈上的电流i ： 其副线圈两端产生的感应电动势为：0i '→M ：互感器的互感系数测量回路中的感生电流：0i r'ε'=通过检流计的电量（相应偏转角为α0）：i 00000M MQ C i d d d i r r r'ττ'ε'''=α=τ=τ=-τ=-⎰⎰⎰0Mi Cr '=-αCr ：测量回路的冲击常数在不同H 条件下，测出B ，可绘出磁化曲线。
利用环形试样测定磁化曲线或磁滞回线的方法，只适用于测定软磁材料。
磁性测量精品PPT课件
磁性测量
21
• 磁性测量: 传统 仪 器
信号传输
信号处理
与天斗 其乐无穷
信号存储
与地斗 其乐无穷
磁性测量
22
• 磁性测量：虚拟 仪 器（VI）
ROMM礟ath DICSAPONLNDATYROLPROCE礟SSMOERMBOU48SR8YPORT
CAon/DdDit/iADonI/TiTOniIgm/Oing
标准、规程 原理、方法
量值溯源 量具检定
磁性
3
• 磁性的起源：原子固有磁矩
原子核 电荷：＋e 自旋： 1 磁矩： N
未成对电子
电子 电荷：－e 自旋： ½ 磁矩： 自旋磁矩＋轨道磁矩
原子磁矩 ＝电子磁矩＋原子核磁矩
Pauli不相容原理＋Hund 法则
磁性
4
• 磁有序的起源：交换相互作用
量
全子
磁性测量概论
（共 50 页）
• 磁性 • 磁性测量
1
磁性测量概论
目 的
• 希望 澄清一些磁学计量概念 • 帮助 了解数据的来源
• 全面 掌握数据的测量方法
• 促进 研究磁性的测量理论与测量技术
2
磁性测量概论
计量 Metrology
能够测量什么量 ？ 怎么测量这些量 ？ 如何保证正确性 ？
现有能力 潜在能力
磁性测量
18
• 磁性测量: 传统 仪 器
被测量
测量量具
均匀
非均匀
稳恒磁场 磁场传感器
Hall片、双线圈
磁 交变磁场 （Hall片、单线圈） Hall片、多线圈
通 杂散磁场 磁 场 传 感 器、磁 通 量 具、磁通门
磁矩
各类磁强计
超导材料的磁性测量方法与数据分析
超导材料的磁性测量方法与数据分析引言：超导材料是一类在低温下具有零电阻和完全抗磁性的材料。
它们在电力输送、磁共振成像、磁悬浮等领域有着广泛的应用。
研究超导材料的磁性是了解其电子结构和超导机制的重要手段。
本文将介绍超导材料的磁性测量方法和数据分析。
一、超导材料的磁性测量方法1. 磁化率测量：磁化率是描述材料对外加磁场响应的物理量。
在超导材料中，由于完全抗磁性的特性，其磁化率为零。
通过测量超导材料在不同温度和外加磁场下的磁化率变化，可以了解其超导转变温度和临界磁场。
2. 磁滞回线测量：磁滞回线是描述材料磁化过程的曲线。
在超导材料中，由于完全抗磁性，其磁滞回线为零。
通过测量超导材料在不同温度和外加磁场下的磁滞回线，可以确定其超导转变温度和临界磁场。
3. 磁化率随温度变化测量：超导材料的超导转变温度是其重要的物理参数。
通过测量材料在不同温度下的磁化率，可以确定其超导转变温度。
磁化率随温度变化的曲线通常呈现出明显的跳跃特性，这标志着超导转变的发生。
二、超导材料磁性数据的分析1. 超导转变温度的确定：通过分析磁化率随温度变化的曲线，可以确定超导转变温度。
通常采用磁化率对温度的一阶导数来寻找曲线中的跳跃点，该点对应的温度即为超导转变温度。
2. 临界磁场的确定：超导材料在临界磁场下会失去超导性。
通过分析磁滞回线的形状和大小，可以确定超导材料的临界磁场。
临界磁场通常定义为磁滞回线上磁场为零的临界点。
3. 磁化率的修正：在实际测量中，由于实验装置和样品本身的磁化效应，会引入一定的误差。
为了得到准确的磁化率数据，需要对实验结果进行修正。
常见的修正方法包括减去背景磁化和减去样品的直流磁化。
4. 数据的拟合与分析：通过对磁化率随温度和磁场变化的实验数据进行拟合，可以得到超导材料的相关物理参数。
常用的拟合方法包括临界指数拟合、Ginzburg-Landau理论拟合等。
通过这些拟合分析，可以了解超导材料的超导机制和性质。
结论：超导材料的磁性测量方法和数据分析是研究其电子结构和超导机制的重要手段。
物理实验技术中的材料磁性测量技巧与方法
物理实验技术中的材料磁性测量技巧与方法在物理实验技术中，材料磁性测量是一个重要的研究方向。
磁性测量对于材料的研究和应用具有重要的意义，可以帮助我们了解物质的性质和行为。
本文将介绍一些常用的材料磁性测量技巧与方法，以帮助读者更好地了解物理实验中的磁性测量。
一、磁性物质的分类磁性物质可以分为顺磁性、抗磁性、铁磁性和铁磁性等不同类型。
不同类型的磁性物质具有不同的磁性行为，因此需要采用不同的测量方法来测量其磁性。
二、磁化曲线的测量磁化曲线是指在外界磁场作用下，磁性材料的磁化强度和磁场强度之间的关系曲线。
测量磁化曲线是研究材料磁性的基本方法之一。
常用的测量方法包括霍尔效应法、磁路法、超导量子干涉测量法等。
这些方法可以测量不同磁场范围内的磁化曲线，从而获得关于材料磁性的丰富信息。
三、磁滞回线的测量磁滞回线是指在外界磁场作用下，磁性材料的磁化强度和磁场强度之间的关系曲线。
磁滞回线的测量可以帮助我们了解材料的磁化和磁化反转过程。
常用的测量方法包括磁滞测量仪、霍尔效应法等。
通过对磁滞回线的测量，我们可以了解材料的磁性行为和磁化反转的特点。
四、磁共振测量磁共振是指在外界磁场的作用下，磁性材料的原子核或电子在特定条件下发生共振现象。
磁共振测量可以帮助我们了解材料的磁性行为和内部结构。
常用的磁共振测量方法包括核磁共振(NMR)、电子顺磁共振(EPR)等。
这些方法可以通过测量共振信号的参数，获得关于材料的磁性和结构等信息。
五、超导量子干涉测量超导量子干涉测量是一种先进的磁性测量技术。
它利用超导材料的特殊性质，通过测量超导材料的电流-磁场关系，来获得关于材料的磁性行为和结构等信息。
超导量子干涉测量具有高精度、高灵敏度等优点，在磁性测量中得到了广泛的应用。
综上所述，物理实验技术中的材料磁性测量涉及到多种技巧与方法。
通过对磁化曲线、磁滞回线、磁共振和超导量子干涉的测量，我们可以了解材料的磁性行为和结构等重要信息。
磁性测量对于研究和应用磁性材料具有重要意义，有助于推进材料科学和工程技术的发展。
不同磁材料的磁性测量方法
不同磁材料的磁性测量方法磁性测量方法是一项重要的实验技术，在科学研究和工业生产中都起着至关重要的作用。
不同磁材料的磁性测量方法因材料性质的不同而有所差异。
本文将介绍几种常见的磁性测量方法，并对比其适用性和优缺点。
一、霍尔效应测量法霍尔效应测量法是一种应用电学方法来测量磁性的常见方法。
该方法通过将待测磁材料置于磁场中，并测量沿着磁场方向的霍尔电压来确定磁性大小。
霍尔电压正比于电流和磁场的乘积，可以通过测量电压来得出磁性的定量结果。
这种方法的优点是操作简单、精度高、适用于各种磁材料的测量，但也存在着一些限制。
例如，霍尔效应测量法只能得出垂直于磁场方向的磁性大小，对于非均匀磁场的测量结果可能存在一定误差。
二、法拉第效应测量法法拉第效应测量法利用磁材料在磁场中电磁感应产生的电动势差来测量磁性大小。
通过将待测磁材料置于磁场中，通过测量磁场方向上的电动势大小来判断磁性大小。
法拉第效应测量法具有灵敏度高、精度较高的特点，适用于各种磁材料的测量。
然而，该方法对温度的依赖性较强，不适用于高温环境测量。
三、磁致伸缩测量法磁致伸缩测量法是一种通过测量磁材料在磁场中的细微尺寸变化来判断磁性大小的方法。
该方法使用特殊传感器测量磁材料在磁场中的长度变化或形状变化，从而获得磁性的定量结果。
磁致伸缩测量法适用于磁材料的磁导率测量，对于磁性较强或较弱的材料都能够准确测量。
四、等温磁测量法等温磁测量法是一种通过测量磁材料磁导率随温度变化而确定磁性的方法。
该方法通常通过改变温度，然后测量磁材料的磁导率来获得磁性的定量结果。
等温磁测量法适用于磁材料的磁导率和磁导率随温度的变化规律的测量。
五、磁力显微镜观测法磁力显微镜观测法是一种通过观察磁材料在磁场中的磁化状态来判断磁性的方法。
该方法通过在显微镜下观察材料的磁化状态，如磁区结构、磁畴壁的形状和大小等来获得磁性的定性结果。
从以上的介绍可以看出，不同磁材料的磁性测量方法各有特点。
选择合适的磁性测量方法需要根据具体的测量需求、磁材料的特性以及实验设备的条件来综合考虑。
磁性测量原理
磁性测量原理
磁性测量原理是一种测定物体磁性特性的方法。
它可以帮助我们了解物体的磁场分布、磁化情况以及其它与磁性相关的信息。
磁性测量通常使用磁感应强度计或磁力计等仪器设备，通过测量磁场的强度、方向和分布来获取相关数据。
磁性测量原理的核心是基于物体的磁场与测量仪器之间的相互作用。
当物体被置于磁场中时，它会受到磁场的影响，产生磁化效应。
这种磁化效应会导致物体产生自身的磁场，进而与外部磁场相互作用。
在磁性测量中，通过测量物体周围磁场的强度和分布来了解其磁性特性。
一般来说，磁感应强度计可以测量磁场的大小和方向。
它使用磁力线对测量物体进行扫描，然后根据磁力线的强度和方向来计算磁场的特性。
另外，磁性测量原理还可以通过测量物体的磁滞回线来了解其磁性特性。
磁滞回线是一个表征物体磁化和去磁化过程的曲线，它描述了物体在不同磁场下磁化和去磁化的行为。
通过测量磁滞回线的形状和特性，我们可以了解物体的磁性特性以及磁场对其的影响。
总之，磁性测量原理通过测量磁场的强度、方向和分布来了解物体的磁性特性。
这种原理可以应用于磁场测量、磁力计量和磁滞回线测量等领域，广泛应用于材料科学、电磁学和工程技术等相关领域。
如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析
如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析物理实验中的动态磁性测量与分析对于研究磁性材料的特性和行为至关重要。
本文将介绍一些常用的技术和方法，帮助读者更好地理解和应用这些测量和分析技术。
一、磁化曲线测量磁化曲线是物理实验中最基本的磁性测量之一。
通过测量外加磁场下磁化强度与磁场的关系，可以获得材料的磁滞回线、饱和磁化强度等重要参数。
常用的测量方法有霍尔效应法、霍尔磁片法等。
在实验中，通过改变外加磁场的大小和方向，可以对材料的磁性作出全面评估。
二、双圈法测量双圈法是一种常用的非接触测量方法，用于测量材料的磁滞回线和交流磁化特性。
该方法利用了磁场对于感应电动势的影响，通过测量感应电动势的大小和相位差，可以快速、准确地获得磁性材料的磁化特性。
这种方法适用于对磁性材料在交流磁场中的行为进行研究。
三、磁透析测量磁透析是一种重要的磁性测量技术，用于评估材料的磁导率、磁导率谱等磁性参数。
该方法通过测量材料在外加交变磁场下的感应电动势，结合返磁操作和数学模型，可以得到材料的磁导率谱，进而了解材料的磁性特性。
磁透析可以应用于各种磁性材料的研究，如铁氧体、软磁材料等。
四、磁力显微镜观察磁力显微镜是一种非常有用的工具，用于观察材料的磁性微观结构和磁畴行为。
该仪器结合了磁力显微学和光学显微学的原理，通过磁力显微图像的观察和分析，可以研究材料的磁畴结构、磁畴动力学等重要信息。
这种方法在磁性材料研究和磁记录领域具有广泛的应用。
五、磁化动力学测量磁化动力学测量是研究材料磁性行为的重要手段之一。
通过对材料在交变磁场中的磁化动力学响应的测量和分析，可以了解材料的磁化时间响应、磁化滞后和磁矢量旋转等行为。
这些磁性参数对于理解材料的磁性本质和应用具有重要意义。
六、数据分析和模拟除了实验测量，数据分析和模拟也是物理实验中进行动态磁性测量与分析的重要环节。
通过对实验数据的处理和分析，可以得到更深入的信息和结论。
同时，借助计算机模拟和数值计算等方法，可以预测和解释磁性材料的磁化行为和磁性特性。
物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍
物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍引言物理实验技术是科学研究和工程应用中不可或缺的一环。
磁性测量作为物理实验技术中的重要部分，在材料科学、能源研究、电子工程等领域中具有广泛的应用。
本文将介绍磁性测量的基本原理和常用实验方法。
一、磁性测量的基本原理1. 磁感应强度的测量原理磁感应强度是磁场的物理量，用于描述磁力场的强度和方向。
磁感应强度的测量原理基于法拉第电磁感应定律，即当导线在磁场中运动时，会在导线两端产生感应电动势。
利用法拉第电磁感应定律，可以测量磁感应强度。
2. 磁化强度的测量原理磁化强度是材料在磁场中磁化的程度，是描述磁体磁化特性的物理量。
磁化强度的测量原理基于霍尔效应，即当导体中有电流流过时，会在垂直电流方向的方向上产生一定的电势差。
通过测量霍尔电压和电流，可以得到磁化强度。
3. 磁化曲线的测量原理磁化曲线描述了材料在外加磁场中磁化强度与外加磁场强度之间的关系。
通过测量不同外加磁场下材料的磁化强度，可以得到磁化曲线。
常用的磁化曲线测量方法有霍兰德环和振荡磁强计法。
二、磁性测量的实验方法1. 磁感应强度测量方法常用的磁感应强度测量方法有霍尔效应法和极点法。
霍尔效应法利用霍尔效应测量磁感应强度，通过测量霍尔电压和电流，可以得到磁感应强度。
极点法则是通过将被测物体放置在已知磁场强度的磁极附近，利用磁体的力矩平衡条件得到被测物体的磁感应强度。
2. 磁化强度测量方法常用的磁化强度测量方法有霍尔效应法和电桥法。
霍尔效应法利用霍尔效应测量磁化强度，通过测量霍尔电压和电流，可以得到磁化强度。
电桥法则是将被测物体放置在匝数已知的线圈中，通过调节电桥平衡来测量磁化强度。
3. 磁化曲线测量方法常用的磁化曲线测量方法有霍尔德环法和振荡磁强计法。
霍尔德环法通过将被测物体制成一个环形样品，测量环形样品在不同外加磁场下的磁化强度，从而得到磁化曲线。
振荡磁强计法则是通过测量振荡电桥的平衡条件来测量不同外加磁场下的磁化强度，从而得到磁化曲线。
磁性材料的磁性测量与应用
磁性材料的磁性测量与应用磁性材料是一类在外磁场作用下表现出磁响应的材料。
磁性材料的研究广泛应用于电子信息、能源、材料科学、化学等领域。
在这些领域中，磁性测量是磁性材料研究的一个基本环节，对于磁性材料的性质研究和应用具有非常重要的作用。
一、磁性测量方法磁性材料的磁性测量是对材料磁性特性的定性或定量研究。
目前常见的磁性测量方法包括磁致伸缩、磁导率测量、磁滞回线和磁相图等。
不同的磁性测量方法适用于不同类型和应用领域的磁性材料。
磁致伸缩方法是一种通过外磁场对磁性材料产生的强度变化进行测量的方法。
这种方法可以测量材料的磁导率、磁化强度等磁性参数。
磁致伸缩技术被广泛应用于磁性材料的应用领域，如磁记忆、磁储存等。
磁导率测量是通过磁场对磁性材料的磁场强度的影响来测量材料磁性的方法。
磁导率测量可以得出材料的磁滞系数、磁导率等参数，可以广泛应用于磁场传感器、电感器等。
磁滞回线方法是通过对磁性材料在外磁场作用下磁化状态的测量，来分析和研究材料磁性的方法。
磁滞回线法可以反映材料的饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等参数，在电机、磁钢等领域应用广泛。
磁相图法是指通过不同温度下对磁性材料的磁特性进行绘制，并从图像中分析得出材料的磁特性的方法。
这种方法可以得出磁性材料的磁相结构和相互作用规律，为材料科学提供了重要的研究手段。
二、磁性材料的应用磁性材料是一类性能优异的材料，它在现代工业生产和各个领域中都有广泛的应用。
在电子信息领域，磁性材料的应用主要体现在磁性储存、磁性传感和微波材料等方面。
磁性材料的磁致伸缩特性可应用于精密控制器、磁吸盘和磁光存储器等，磁性材料还广泛应用于通信、移动通信和遥感等领域中。
在能源领域，磁性材料的应用主要体现在发电机、电机、电池和储能器等中。
磁性材料的高饱和磁化强度、磁导率和磁导率等特性可以提高发电机和电机的效率，应用于储能器和电容器等的能量转换和储存中也可以发挥重要作用。
在材料科学领域，磁性材料的应用主要体现在新型功能材料和高分子材料等方面。
磁性测量
磁通门磁强计探头结构
磁通门磁强计探头的工作原理图
磁通门磁强计原理电路方框图
3 用霍尔效应测量磁场
UH
Rh
i d
B
CT2型特斯拉计原理框图
霍尔效应测量磁场的特点：1. 可以连续读取被测磁感应的数值；2. 无触点， 无可动元件，机械性能好，使用寿命长；3. 霍尔变换器可以做的很薄，能在 很小的空间体积内和小气隙中测量磁场。
铁损包括三大部分：涡流、磁滞和后效损耗。对于金属软磁材料来说主 要是前两者，对铁氧体软磁材料主要是后两者。
铁损的测量方法主要是瓦特表法，也称“爱泼斯坦方圈”法，这是全世 界各国用来测量铁损的标准方法。
考虑各向不同性的因素，剪裁时有 1/2的试样顺着硅钢片的轧制方向， 另l/2试样垂直于轧制方向裁取。方 圈分大方圈和小方圈两种，大方圈 样品的总重量是 10 Kg，小方圈样 品的总重量是1Kg。
爱泼斯坦方图测量铁损的电路图
功率表瞬时功率：
u2i1
R R r2
e2i1
R R r2
N2 N1
e1i1
R R r2
N2 N1
(
p
i22r2
u22 R
)
R N2 [ p (1 r2 ) u22 ]
R r2 N1
RR
方圈的等效电路图
原边输入瞬时功率：
u1i1 i12r1 e1i1
原边铜损
付边损耗
e1i1
p i22r2
u22 R
铁损
付边铜损
功率表 和电压 表损耗
铁损瞬时值为：
p
(
N1 N2
u2i1
u22 R
)(1
r2 R
)
一个周期内的平均铁损1
磁性测量原理
磁性测量原理磁性测量是一种非常重要的测量方法，它在许多领域都有着广泛的应用，比如地质勘探、磁性材料的研究、磁记录技术等。
磁性测量的原理是基于物质的磁性特性进行测量，通过测量磁场的强度、方向等参数，来获取所需的信息。
下面将详细介绍磁性测量的原理及其应用。
首先，磁性测量的原理是基于磁场的作用。
磁场是由磁性物质产生的，它具有磁感应强度和磁场方向两个基本特征。
在磁性测量中，我们通常使用磁感应强度来描述磁场的强弱，使用磁场方向来描述磁场的方向。
通过测量磁感应强度和磁场方向的变化，我们可以获取所需的信息。
其次，磁性测量的原理还涉及磁性材料的特性。
磁性材料具有磁化特性，即在外加磁场的作用下，磁性材料会产生磁化现象。
根据磁性材料的不同特性，我们可以将其分为铁磁性材料、顺磁性材料和抗磁性材料三类。
不同类型的磁性材料在外加磁场下表现出不同的磁性特性，这为磁性测量提供了基础。
另外，磁性测量的原理还涉及磁场传感器的原理。
磁场传感器是用来测量磁场的传感器，它通常包括磁感应强度传感器和磁场方向传感器两部分。
磁感应强度传感器可以测量磁场的强度，而磁场方向传感器可以测量磁场的方向。
通过磁场传感器的测量，我们可以获取磁场的详细信息。
最后，磁性测量的原理在实际应用中有着广泛的应用。
比如在地质勘探中，我们可以利用磁性测量来探测地下矿产资源的分布情况；在磁记录技术中，我们可以利用磁性测量来记录和读取信息。
此外，在磁性材料的研究中，磁性测量也扮演着重要的角色。
总之，磁性测量是一种基于磁场和磁性材料特性的测量方法，它利用磁场的强度、方向等参数来获取所需的信息。
磁性测量的原理涉及磁场的作用、磁性材料的特性和磁场传感器的原理。
在实际应用中，磁性测量有着广泛的应用，对于促进科学研究和技术发展具有重要意义。
如何使用磁力测量仪进行磁性测量
如何使用磁力测量仪进行磁性测量引言：随着科技的不断进步，磁力测量仪作为一种高精度测量工具，被广泛应用于各个领域，特别是磁性材料的研究与开发。
本文将介绍如何使用磁力测量仪进行磁性测量，以期能够帮助读者更好地理解和应用该仪器。
一、磁力测量仪的原理了解磁力测量仪的原理是使用它进行磁性测量的前提。
磁力测量仪利用霍尔效应或磁阻效应，通过测量磁场的磁感应强度，进而得出被测物体的磁性参数。
这些参数可以包括磁场强度、磁场分布、剩磁和矫顽力等。
在测量过程中，磁力测量仪通常会以数字显示的形式呈现结果，使得读数更加准确和方便。
二、磁性测量的准备工作在进行磁性测量之前，我们需要准备一些必要的工作。
首先，需要确保磁力测量仪的状态良好，如电源是否接通、仪器是否正常工作等。
其次，还需要调节磁力测量仪的灵敏度。
灵敏度的调节可以根据被测材料的磁性参数来进行，一般来说，磁性参数较小的材料需要较高的灵敏度。
三、磁性测量的步骤1. 校准：在进行正式的磁性测量之前，我们需要先进行校准。
校准的目的是确保磁力测量仪能够准确地读取磁性参数。
校准的方法可以是将磁力测量仪放置在一个已知磁性参数的标准样品上进行测量，然后根据测量结果进行相应的校准调节。
2. 定位：在进行磁性测量时，需要将被测材料放置在磁力测量仪的探头位置。
为了保证测量的准确性，应尽量避免探头与被测材料之间存在空隙。
同时，在放置被测材料之前，还需要清理探头和被测材料的表面，以保证测量的精度。
3. 测量：当所有准备工作完成后，即可开始进行磁性测量。
在测量的过程中，应尽量减少外界的干扰，例如电磁场和其他磁性物品的影响。
在测量时，我们可以将被测材料沿一个或多个方向进行移动，以获取不同位置的磁性参数。
在每次测量之前，都需要让磁力测量仪进行归零操作，以避免测量结果的累积误差。
四、磁性测量结果的分析与应用1. 结果分析：在获得磁性测量的结果后，我们需要进行结果的分析。
可以通过将测量结果与标准值进行对比，评估被测材料的磁性性能。
测量物质磁性的物理实验技术详解
测量物质磁性的物理实验技术详解磁性是物质的一种重要特性，通过测量物质的磁性，不仅可以了解物质的性质，还可以应用于各种实际场景中。
本文将详解测量物质磁性的物理实验技术。
一、磁化曲线测量技术磁化曲线是通过外加磁场将物质磁化后，随着外加磁场的变化，所测得的物质磁化强度与外加磁场的关系曲线。
常见的测量磁化曲线的技术有霍尔效应法、电感法和霍尔磁化法。
1. 霍尔效应法霍尔效应法利用霍尔效应的原理，通过测量霍尔电阻的变化来反映物质的磁性。
霍尔效应是指当电流流过具有磁性的物质时，垂直于电流和磁场方向的电势差称为霍尔电势差。
通过测量霍尔电势差和电流强度，可以计算出磁场的大小。
2. 电感法电感法是通过测量线圈上的感应电动势来实现磁化曲线的测量。
当物质被磁化后，在线圈中产生的感应电动势与外加磁场的变化有关。
通过测量感应电动势和外加磁场的关系，可以绘制出磁化曲线。
3. 霍尔磁化法霍尔磁化法是将霍尔效应和磁化曲线测量技术相结合，通过测量磁化过程中产生的霍尔电势差和电流强度，来获取物质的磁化曲线。
与霍尔效应法相比，霍尔磁化法能够更直观地反映物质的磁化过程，具有更高的测量精度。
二、磁矩测量技术磁矩是物质的微观性质，反映了物质的磁性强弱和方向。
磁矩的测量技术主要包括核磁共振法、磁力法和霍尔效应法。
1. 核磁共振法核磁共振法是利用原子核在外磁场作用下发生共振吸收的原理，通过测量共振频率和共振吸收谱的形状，来确定物质的磁矩大小和方向。
核磁共振法在医学诊断、材料科学等领域有重要应用。
2. 磁力法磁力法是通过测量磁场对物质的作用力来确定物质的磁矩。
测量时，将被测物质放置在已知磁场中，通过测量物质受到的磁力大小和方向，可以推算出物质的磁矩。
3. 霍尔效应法霍尔效应法在测量磁矩时，利用霍尔效应的原理，通过测量霍尔电势差和电流强度，来计算出物质的磁矩。
不同方向的磁矩对霍尔电势差的大小和方向产生不同的影响，通过测量这些参数可以获取物质的磁矩大小和方向。
磁性测量实验报告总结
磁性测量实验报告总结1. 实验介绍本次实验旨在通过磁性测量实验，探索材料的磁性特性，并了解磁学相关理论知识的应用。
实验采用了磁强计和震荡磁强计两种测量装置，分别测量了不同材料的磁场强度以及震荡电流对磁场的影响。
2. 实验步骤和结果2.1 磁强计测量在此实验中，我们选择了五种不同材质的样品进行测量，分别是铁、钢、铜、铝和木头。
首先，我们将样品一个一个地放在磁强计的测量位置上，并记录下每种材料对应的磁场强度数值。
实验结果显示，铁和钢的磁场强度远远高于铝、铜和木头。
这是因为铁和钢属于铁磁性材料，对磁场有较强的吸引力；而铝、铜和木头属于非磁性材料，对磁场没有明显反应。
2.2 震荡磁强计测量在震荡磁强计测量中，我们将一个线圈放置在磁强计上，并通过电源调节不同的电流强度。
我们测量了不同电流强度下的磁场强度，并绘制出电流强度和磁场强度之间的关系曲线。
实验结果显示，电流强度增大时，磁场强度也随之增大。
这是因为通过给定的线圈通过电流，产生了磁场。
当电流增大时，磁场的强度也会增大。
3. 分析和讨论通过本次实验，我们可以看出不同材料对磁场的反应是不一样的。
铁和钢属于铁磁性材料，具有较强的磁性，所以对磁场有很高的吸引力。
而铝、铜和木头属于非磁性材料，对磁场没有明显的反应。
另外，在震荡磁强计测量中，我们发现电流强度增大时，磁场强度也随之增大。
这符合磁学理论，说明电流和磁场之间存在着密切的关系。
然而，本次实验中存在一些困难和不确定因素。
首先，由于磁场的测量是非接触性的，可能受到外界磁场的干扰，导致实际测量值与理论值存在一定偏差。
其次，实验过程中，测量仪器的精度和稳定性也会对结果产生一定影响。
4. 结论通过本次实验，我们深入了解了材料的磁性特性，并通过实验测量了不同材料的磁场强度以及电流和磁场的关系。
实验结果显示，铁和钢具有较强的磁性，对磁场有很高的吸引力；而铝、铜和木头属于非磁性材料，对磁场没有明显的反应。
然而，本次实验还存在一些不确定性和局限性。
磁性测量原理
磁性测量原理磁性测量是一种常用的物理测量方法，它通过测量物质的磁性特性来获取相关的物理信息。
磁性测量广泛应用于材料科学、地质勘探、磁记录和磁传感器等领域。
本文将介绍磁性测量的基本原理，包括磁感应强度、磁化曲线、磁滞回线等内容。
磁感应强度是描述磁场强度的物理量，通常用符号B表示。
在磁性测量中，我们常常使用磁感应强度来描述物质的磁性特性。
磁感应强度的单位是特斯拉(Tesla)，它表示单位面积上的磁通量密度。
磁感应强度的大小与物质的磁化程度有关，通常用磁化曲线来描述。
磁化曲线是描述物质在外加磁场作用下磁化过程的曲线，它可以反映物质的磁性特性，包括饱和磁化强度、剩余磁感应强度等参数。
在磁性测量中，我们还常常关注物质的磁滞回线。
磁滞回线是描述物质在外加磁场作用下磁化-去磁化过程的曲线，它可以反映物质的磁滞特性，包括矫顽力、剩磁等参数。
通过测量磁滞回线，我们可以了解物质的磁滞特性，从而推断其磁性能。
除了上述基本原理外，磁性测量还涉及一些常用的测量方法，包括霍尔效应测量、磁阻效应测量等。
这些测量方法可以通过不同的测量原理来获取物质的磁性信息，从而应用于不同的领域。
总之，磁性测量是一种重要的物理测量方法，它通过测量物质的磁性特性来获取相关的物理信息。
磁感应强度、磁化曲线、磁滞回线等是磁性测量中常用的基本原理，它们可以帮助我们了解物质的磁性特性，从而应用于材料科学、地质勘探、磁记录和磁传感器等领域。
同时，不同的测量方法也可以通过不同的测量原理来获取物质的磁性信息，从而满足不同领域的需求。
希望本文的介绍可以帮助读者更好地了解磁性测量原理，从而应用于实际工作中。
物理实验技术中的磁性性能测量方法与技巧
物理实验技术中的磁性性能测量方法与技巧引言磁性是物质固有的一种特性，广泛应用于生活和科学研究中。
在物理实验中，测量磁性性能是重要的任务之一。
本文将介绍常用的磁性性能测量方法与技巧，帮助读者更好地理解和应用于实际实验中。
一、磁场测量技术磁场是一个与磁性性能密切相关的参数。
在实验中，我们常常需要测量材料的磁场分布。
磁场测量常用的方法有Hall效应测量法和霍尔效应测量法。
1. Hall效应测量法Hall效应是一种基于洛伦兹力和霍尔电阻效应的测量方法。
它通过材料中电流带来的霍尔电压来测量磁场的分布。
可以使用霍尔元件（如霍尔传感器）来测量，也可以使用示波器等设备来实时显示和记录霍尔电压的变化。
这种方法简单便捷，适用于测量小尺寸和低磁场强度范围内的磁场。
2. 霍尔效应测量法霍尔效应是一种基于磁场对电荷运动轨迹的影响效应。
通过在材料中加入电流，利用电流在磁场中产生的霍尔电势差来测量磁场。
霍尔效应测量法适用于高磁场强度范围内的磁场测量。
常见的一种应用是基于霍尔传感器的磁通门测量法。
二、磁滞回线测量技术磁滞回线是材料在不同外磁场作用下的磁化状态之间的关系曲线。
磁滞回线的测量可以帮助我们了解材料的磁性能及其磁化过程。
常用的磁滞回线测量方法有振荡型测量法和直流测量法。
1. 振荡型测量法振荡型测量法是通过变化外磁场的频率和振幅，测量材料的磁化状态来确定磁滞回线的方法。
利用频率和振幅的变化，可以得到不同外磁场下材料的磁滞回线。
这种方法适用于测量磁滞回线的宽频带范围。
2. 直流测量法直流测量法是通过改变外磁场的大小和方向，测量材料磁滞回线的方法。
通过改变磁场并测量材料的磁化强度，可以得到不同外磁场下的磁滞回线。
这种方法适用于测量磁滞回线的静态特性。
三、磁性测量技术除了磁场和磁滞回线的测量外，还需要测量材料的其他磁性参数，如磁化强度、磁导率和磁阻等。
常见的磁性测量技术有霍尔效应测量法和电磁感应测量法。
1. 霍尔效应测量法霍尔效应在前面已经提到，可以用于测量磁场和磁滞回线。
物理实验技术中的磁材料与磁性测量与分析方法
物理实验技术中的磁材料与磁性测量与分析方法磁性材料在科学研究和工程应用中具有重要作用。
为了了解和控制这些材料的磁性质，我们需要掌握磁性的测量方法和分析技术。
本文将介绍一些常用的磁性测量与分析方法，以及在物理实验技术中的应用。
首先，对于磁性材料的基本特性，我们需要了解其磁化过程和磁化曲线。
磁化过程是指磁性材料在外加磁场下发生的磁化行为。
而磁化曲线则是磁性材料在不同外加磁场下的磁化强度关于磁场的变化曲线。
通过研究磁化过程和磁化曲线，我们可以了解磁性材料的磁化行为和磁性特性。
在磁性测量方面，最常用的方法是霍尔效应测量和振荡磁强计测量。
霍尔效应测量是通过测量磁性材料中的霍尔电压来间接测量磁场强度。
而振荡磁强计测量则是通过测量磁性材料中的振荡频率和振幅来间接测量磁场强度。
这些方法都是非接触式的测量方法，能够提供准确的磁场强度信息。
此外，还有一些其他测量方法，比如磁化率测量和磁滞回线测量等，可以用来进一步研究磁性材料的磁化特性。
在磁性分析方面，磁性材料的微观结构和磁性行为之间存在着密切的关系。
因此，通过对磁性材料的微观结构和磁性行为进行分析，可以揭示磁性材料的磁性机制。
常用的磁性分析方法包括磁力显微镜观察、光学显微镜观察、X射线衍射分析、电子显微镜观察和核磁共振分析等。
这些分析方法可以提供磁性材料的微观结构信息，从而帮助我们深入理解磁性材料的磁性行为。
此外，在磁性实验中，还需要注意一些实验技术和实验装置的选择。
例如，在高温或低温条件下进行磁性实验时，需要选择适合的温控设备和温度传感器。
在强磁场条件下进行磁性实验时，需要选择适合的防护措施和仪器设备。
在磁性测量中，还需要注意磁场的校正和磁性材料的样品制备等问题。
总之，物理实验技术中的磁材料与磁性测量与分析方法是一门综合性的学科。
通过掌握磁性测量与分析方法，我们可以更深入地了解和研究磁性材料的磁化特性和磁性机制，为物理实验和工程应用提供有力的支持。
希望本文能对读者理解和掌握磁性材料的测量与分析方法有所帮助。
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磁 天 平
四、磁天平的历史评价
1. 最早用于测量材料的磁矩与磁化率；
K1 + 6 K 2 L= 2 K1 + 4 K 2
Singular Point Detection (SPD) Asti_SPD技术说明
约化磁化强度： 随机取向的多晶体：
SPD9
MS − M x2 t= = 1 − cos x ≅ MS 2
t (γ ) = 2 ∫ t (γ , α )dα ≅ 2 ∫
' 4 2 ' 2 2 S
2(k + 2k ) H I 4k 4 − = 2 IS IS I
2 ' 4 ' 2 ' 4
Singular Point Detection (SPD) Sucksmith_SPD技术说明
M c轴 H HA
SPD5
H
dM dH
M Sucksmith方法的示意图
d 2M dH 2
磁 － 力 效 应
原理（一）
磁－力1
把含有磁矩 m 的物体放在非均匀的磁场中时， 物体将受到沿磁场梯度方向的力的作用。 此力的大小正比于磁场梯度和物体的磁矩。
磁矩 m 沿任意轴向所受的力：
m 为样品的磁矩
∂H 为沿任意轴向的磁场梯度 ∂α
∂H F = µ0m ∂α
磁天平
磁 － 力 效 应
磁致伸缩系数λ：
ξ可以是样品的体积、长度、 弹性模量、刚度系数，等等。
磁－力3
λ=
∆ξ
ξ
磁致伸缩仪
磁 － 力 效 应
原理（四）
磁－力4
1. Barnett效应（1915年） 当磁性圆柱体在绕其柱轴作高速旋转时 会产生微弱的磁化强度，其大小与角速 度成比例。即，旋转致磁化效应。 2. Einstein－de Hass效应（1915年） 当自由悬挂的磁性圆柱体突然被磁化时 会产生微弱的旋转。即，磁化致旋转效 应。是Barnett效应的逆效应。 旋磁比
Singular Point Detection (SPD) Sucksmith_SPD技术说明
Stoner关系式： 六角Co难磁化 轴的磁化曲线： 立方Co难磁化 轴的磁化曲线：
' 2 2
SPD4
使用磁天平
' 4 4
Ec = k sin ψ + k sin ψ
I H 2k 4k 4 + = IS I I
绝对测量法： 直接测量磁场梯度∂H/∂z、样品 质量M及所受到的力F，确定磁 矩。不使用标准样品对磁矩进 行定标， 相对测量法： 使用标准样品对磁矩进行定标， 通过比例常数，确定磁矩。
磁天平3
∂H ∂H F = µ0m = µ 0σ S M ∂α ∂α
∂H FStandard = µ 0 mStandard ∂α ∂H FSample = µ 0 mSample ∂α
Singular Point Detection (SPD) Asti_SPD技术说明
Asti和Rinaldi在1972年首次提出SPD检测技术
SPD6
“Nonanaliticity of the Magnetization Curve: Application to the Measurement of Anisotropy in Polycrystalline Samples” Asti和Rinaldi在1974年给出SPD的理论结果 “Singular points in the magnetization curve of a polycrystalline ferromagnet”
一、梯度磁场的产生
磁天平1
∂H F = µ0m ∂α
Lewis Coil
z’ H
z’
z’ dH/dz
Sucksmith极头
Lewis梯度磁场
磁 天 平
二、力的测量
磁天平2
∂H F = µ0m ∂α
R E
mA
直接测量力的方法
利用力敏－换能器件
磁 天 平
三、测量方式：绝对测量－相对测量
L = Dα
转 矩 磁 强 计
转矩磁强计的原理
样品：饱和磁化
L
Torque2
θ
FK = K u sin θ + ...
2 2
N
4
S
∂FK L(θ ) = −V ∂θ
2 1 2 2 2 3
FK = K 0 + K1 sin θ + K 2 sin θ + ...
2 1 2 2 2 2 2 3 2 3 2 1
FK = K 0 + K1 (α α + α α + α α ) + K 2 (α α α ) + ...
转 矩 磁 强 计
仪器设备
TRT－2型转矩磁强计： 日本东英工业株式会社，1985年
Torque3
转 矩 磁 强 计
仪器设备
Mic_Torque Magnetometer： 美国Quantum Design公司，2002年
磁 － 力 效 应
相应的磁性测量仪器
可测参数
磁罗盘 转矩磁强计 磁天平 交变梯度磁强计 磁致伸缩测量仪 回旋磁效应 磁场方向 磁各向异性 磁矩、磁场 磁 矩 伸缩系数 旋磁比
磁－力5
力的产生
磁场
力的测量
永磁体
样品(磁场)转动 悬丝/压电晶体 稳恒梯度磁场 交变梯度磁场 稳恒磁场 磁化 灵敏天平 压电晶体 力敏器件 角动量
−γ γ d t (γ ) 1 = 2 dγ L 2L
2 +
SPD10
1
d 2M dH 2
2
∂x0 + 2x ∂γ
2 0
最高求导次数 n* 的确定：
4 −δ 1 + S (λ − 2) + n* = int 2 1 + P(λ )
0.5 1
2
H/HA
其中， λ，S，δ和P(λ)为依赖于材料晶体对称性的常数。
磁各向异性的测量
测量依据 测量方法
（单晶、多晶）不同方向磁化曲线 定义 奇点探测法（SPD） 转矩磁强计 （铁）磁共振 仪器 磁光Kerr效应 磁二色谱（MXD）
磁各向异性的测量 单晶样品
单晶磁化曲线 转矩磁强计 （局域各向异性的平均值） 旋转样品磁强计 铁磁共振 （局域各向异性） 磁场中取向
多晶样品
各向异性能量：
SPD8
4 ( ) 5( x − α )4 x − α 2 2 ] + K 2 [1 − 2( x − α ) + ] Et = K1[1 − ( x − α ) + 3 3 x2 x4 + M S H A (γ + 1)(1 − + ) 2 24
平衡条件：∂E
3
t
/ ∂x = 0
Lx + x + α = 0,
Singular Point Detection (SPD) Asti_SPD技术说明
H
hard direction
SPD7
x = θ −ϕ
MS
α= π
2 −ϕ
α x φ
θ
c axis
γ=
H − HA HA
Singular Point Detection (SPD) Asti_SPD技术说明
α0
0
0
α0
x2 dα 2
x1 2 3 dt (γ ) 3 2 ) = −2 ∫ x dx = − ( x1 − x0 磁化强度t对磁场强度γ的一阶导数： x 0 3 dγ
γ + 2 −L γ γ − x1 = = 积分上极限： 2L 0
1
0 积分下极限： x0 = α 2L +
Singular Point Detection (SPD)磁学室有Leabharlann 台自建脉冲磁场SPD装置（M05组）
I ∂M/∂t 电 源 C ∂H/∂t ∫ dt A 样品 检测系统 2003年转给内蒙古师范大学 A ∂/ ∂t
SPD11
磁天平
Magnetic Balance (MB)
磁矩的测量
磁 天 平
磁转矩测量的要求
样品：晶轴取向
θ
H，M 单晶体 取向多晶
Torque6
单位：量程
力矩单位：N·m
1 N·m ＝ 1 J ＝ 1 A · m2 · T ＝ 1×103 emu · T PPMS的Tq－Mag上限： 1×10－5 N · m ＝ 1×10－2 emu · T 噪声：1×10－9 N · m < 7×10－8 emu at 14 T < 7×10－4 emu at 14 T
磁性测量原理篇 之四 磁力学效应
赵同云
磁学国家重点实验室
2013年4月22日
关
注
• 磁－力学效应包括哪些物理现象？ • 磁－力学效应可测哪些参数？ 磁各向异性的测量 极弱磁矩信号的测量方法 磁天平 磁致伸缩效应
磁－力效应
Magnetomechanical Effect (磁－力学效应) Magnetostatic Force (静磁力) Magnetic Torsion (扭矩)
(
2 α0
4 L2
γ + 27 L3
3
)
1
2
( )
1
3
α0 + 2L − ,γ<0
(
2 α0
4 L2
γ + 27 L3
3
)
1
2
1
3