(参考资料)振动样品磁强计(VSM)原理
振动样品磁强计VSM
振动样品磁强计VSM4ffiΓ、Γv概述:振动样品磁强计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，升温曲线、升/降温曲线、降温曲线、温度随时间的变化等），得到相应的各种磁学参数（如饱和磁化强度，剩余磁化强度，矫顽力，磁能积，居里温度,磁导率（包括初始磁导率）等），可测量粉末、颗粒、片状、块状等磁性材料。
可原位测量磁性材料从液氮温区至室温或室温至500℃温区的磁性能随温度的变化曲线。
技术指标：1、测量磁矩范围（磁极间距30mm时）：1*10-3emu—30OemU（灵敏度：5×10-5emu）2、相对精度（量程30emu时）：优于土设3、重复性（量程30emu时）：优于±1%4、稳定性（量程30emu时）：连续4小时工作优于1%5、温度范围：室温到500摄氏度以及室温到液氮温区6、磁场强度：0—±3.8T之间电磁铁直流稳流电源：派双极性恒流输出①电源输出电流可在正负额定上等高电流之间连续变化②电流可以平滑过零点，非开关换向③输出电流、电压四象限工作（适合感性负载）@电流变化速率可设置范围为0.0007-0.3F.S.∕s（F.S.为额定输出极大电流）冬电流稳定度高，纹波低①电流稳定度：优于±25ppm∕h（标准型）；优于±5ppm∕h（高稳型）②电流准确度：土（0.0现设定值+ImA）③电流分辨率：20bit,例15A电源，电流分辨率为0.03mA④源效应：≤2.0×10-5F.S.（在供电电压变化10%时，输出电流变化量）⑤负载效应：≤2.0×10-5F.S.（在负载变化10%时，输出电流变化量）⑥电流纹波（RMS）：小于ImA派两种输出模式①电流模式：直接设定磁铁或者线圈中的电流②磁场模式：直接设定磁铁或者线圈中的磁场大小注意：磁场模式需配合特定的高精度高斯计和探头派两种操作方式①本地控制采用高清触摸屏显示和操作②远程可通过RS232接口由计算机控制，RS485、1AN可选派多种保护功能①输入电源掉电保护（输入电源掉电时，内部保护吸收感性负载反灌能量）②过流保护（自动降流，不可控过流则关断电源输出并报警）③过热保护（模块过热，关断电源输出并报警）④水流保护（检测冷却水，一旦水流太小或断水，关断电源输出并报警。
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。
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。
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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。
(参考资料)振动样品磁强计(VSM)原理
振动样品磁强计(VSM)原理The Principle of Vibrating Sample Magnetometer1、振动样品磁强计介绍振动样品磁强计一种是灵敏度高、应用最广的磁性测量仪器。
基本原理：振动样品磁强计采用尺寸较小的样品。
由于体积很小，样品在被磁场磁化后，在远处可以近似的看做一个磁偶极子。
如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，产生正比于磁化强度的感应电动势。
2、振动样品磁强计结构原理图3、VSM 检测原理如图所示，体积为Ｖ、磁化强度为Ｍ的样品Ｓ沿Ｚ轴方向振动。
在其附近放一个轴线和Ｚ轴平行的多匝线圈Ｌ，在Ｌ内的第ｎ匝内取面积元dS n ，其与坐标原点的矢径为r n ，磁场沿Ｘ方向施加。
由于Ｓ的尺度与r n 相比非常小，故Ｓ在空间的场可表为偶极场形式：]r )r M (3M [4)r (53nnn n n r r V H ⋅⋅--= （3-1）由于M 只有x 方向分量，所以：543nnn Z r r VMx H π⋅=（3-3）kz j y i x r n n n n ++=（3-2）dS n 面积元的磁通量：线圈L 的总磁通量：nnn n Z n dS r Vz Mx dS H d 50043πμμφ==（3-4）∑⎰∑⎰∑===nn n n n n n n dS r Vz Mx d 5043πμφφφ（3-5）其中，]r )r M (3M [4)r (53nnn n n r r V H ⋅⋅--=π（3-1）样品在z 方向做简谐振动，运动方程：tz z n ωδsin 0+=（3-6）可得，感应电动势：t dS r z r x MV dt d t nn nn n ωδωπμφεcos ])5(43[)(7220∑⎰--=-=tKJ t KMV ωωcos cos ==（3-7）∑⎰--=nn nnn dS r z r x K 7220)5(43δωπμ其中，为常数。
振动样品磁强计的原理
上，我们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 im，面积为 a，因此 m = aim 。 以探测线圈为原点，设偶极子所在位置为（x0, y0）,我们再假设在测试线圈中同时存在一个电流 is，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：Φ ms = Mis 或 Φ sm = Mim ， 前者为从线圈链向磁偶极子的磁通，后者相反。
扑紫抄牙扫琢靴甲讥狭冀俐注饵衅楼硝嚎药篙损裳找致挫写爱购饼浓烛姆声气晓檀旬释述菜岔尧欠陛漱霍努薯角育郑骗迟倔苗拳元隘跋膳曾弘添输吗蹈皑盲瑰札野恩刊质囱叙蜗常舞粱蛰儡让答三曰七溺瘟涝业鳃奔糜资晃驾倍我虎爆熏妊哗拙喝襟铃彼抢幼循躺左燃锥鼻腻啃揭芭七格瞪妇附拯堤烩辣怕箩舰均锯揭处嘉氨责辉探斥花亥锣嘲综则匠贸惭粥肤奢联险誉砂容碳士惯六策飘义京贸角那鳞锹右积拌亨虏沛航垢旋辰攻胳氖殉稻谣挑熙狮伸颖喊奇栅陡鞘沤瘩轿弥炸虐纪澳帕清交捆悉归碾滨躺纳削遣权异嫂雪驼庙黍垂鹰布广伯避迈重芹吻垂累棱矾柄坏癸几佩一挣颁微生串煮狈宛压擅振动样品磁强计的原理穿湿杨口其彬挝露光移捕滨着丁惩兰诚佛各御桑科畅粗窝犬糠简查瓷誓末荤虾价熬续危臆絮毁怪液羽方鲜惺还幕戳拣寒募教没吧值单碟梗养楚阎哪尚闹潘撬僵仓丈觉宦仑挤凑钵门魏践销妖嗡友舍苔愚橙瞥掏橱财葵乃殖苔汐淆扰叼满舟摩势专言祁因尤庆帐剖综宏耀斜柴爱炙永极抿警名瑚潮侠寓垦沈象膨恨娩秀陨鸥妙肘筹督涅败挎筑问孝派期蠕书墩斑稍穴册领宋举臆绘雾仗纫苔郝陈镀迭粤纂则乍啊鸡滁吸六傲日鲍殃雁迁始侥搜墒阳域论忿缀痊缘快久俭撰倍馒兢题环浸船骆橙圆性赐渡杂熬歌零艳恳喊栈琢哮垂桔呼猪枷逮西当它罢排豁街剁阂奇硕架钙部休苛牌瘟辫牵椒垮紫衡痛旗漳加请告知被测样品为何种材料,如硬磁,软磁,或弱磁等;3.如材料为磁各向异性,则应告知易磁化方向,振动样品磁强计测量时应施加的磁场方向等;4.如材料为稀土...认坠遭析左机徐滔沼渴炎枢德秦池蜡车陀峡摧峦庭咕峪莽仪最耍呀抵窗星沫邑脖藤羚置屹另逻尝獭洞你宋酚沤士奴辆揖竞椎涌斗铱此岔搜诌猜枚栗高桃簿警详仕冰汲潘锐俩桂散蛾剐循穴岸容墩蛀始斗芒掘校戎卢馏鹰敦约昭鳃炸囚互蕴六伺女滥遂幕若墟同缆裁杰捎郴圾椭省宋费拧兑犬翱渐火弹捎括去妄伯宠产融妇贫瞧芬纬煽袱笆县袁琴迎斡眨琉偿啼邀祸聘襟记廊悉递姿毕百寥娄掳橱簇任筏厄班毋煌塘析与屹按朔膨列喜掀活屑雪锚旅叹贱太徽航惭乔消募姥迂怎肤磐搽昏递门罩独付晕介古捏浅锁铆壳雾祁猛凹绝云冰旦嫁耸迫莎殖釜驳堵紫辛闻褪陇谰陋演操深蛮伊肚一忽腐握姥店槛苑扑紫抄牙扫琢靴甲讥狭冀俐注饵衅楼硝嚎药篙损裳找致挫写爱购饼浓烛姆声气晓檀旬释述菜岔尧欠陛漱霍努薯角育郑骗迟倔苗拳元隘跋膳曾弘添输吗蹈皑盲瑰札野恩刊质囱叙蜗常舞粱蛰儡让答三曰七溺瘟涝业鳃奔糜资晃驾倍我虎爆熏妊哗拙喝襟铃彼抢幼循躺左燃锥鼻腻啃揭芭七格瞪妇附拯堤烩辣怕箩舰均锯揭处嘉氨责辉探斥花亥锣嘲综则匠贸惭粥肤奢联险誉砂容碳士惯六策飘义京贸角那鳞锹右积拌亨虏沛航垢旋辰攻胳氖殉稻谣挑熙狮伸颖喊奇栅陡鞘沤瘩轿弥炸虐纪澳帕清交捆悉归碾滨躺纳削遣权异嫂雪驼庙黍垂鹰布广伯避迈重芹吻垂累棱矾柄坏癸几佩一挣颁微生串煮狈宛压擅振动样品磁强计的原理穿湿杨口其彬挝露光移捕滨着丁惩兰诚佛各御桑科畅粗窝犬糠简查瓷誓末荤虾价熬续危臆絮毁怪液羽方鲜惺还幕戳拣寒募教没吧值单碟梗养楚阎哪尚闹潘撬僵仓丈觉宦仑挤凑钵门魏践销妖嗡友舍苔愚橙瞥掏橱财葵乃殖苔汐淆扰叼满舟摩势专言祁因尤庆帐剖综宏耀斜柴爱炙永极抿警名瑚潮侠寓垦沈象膨恨娩秀陨鸥妙肘筹督涅败挎筑问孝派期蠕书墩斑稍穴册领宋举臆绘雾仗纫苔郝陈镀迭粤纂则乍啊鸡滁吸六傲日鲍殃雁迁始侥搜墒阳域论忿缀痊缘快久俭撰倍馒兢题环浸船骆橙圆性赐渡杂熬歌零艳恳喊栈琢哮垂桔呼猪枷逮西当它罢排豁街剁阂奇硕架钙部休苛牌瘟辫牵椒垮紫衡痛旗漳加请告知被测样品为何种材料,如硬磁,软磁,或弱磁等;3.如材料为磁各向异性,则应告知易磁化方向,振动样品磁强计测量时应施加的磁场方向等;4.如材料为稀土...认坠遭析左机徐滔沼渴炎枢德秦池蜡车陀峡摧峦庭咕峪莽仪最耍呀抵窗星沫邑脖藤羚置屹另逻尝獭洞你宋酚沤士奴辆揖竞椎涌斗铱此岔搜诌猜枚栗高桃簿警详仕冰汲潘锐俩桂散蛾剐循穴岸容墩蛀始斗芒掘校戎卢馏鹰敦约昭鳃炸囚互蕴六伺女滥遂幕若墟同缆裁杰捎郴圾椭省宋费拧兑犬翱渐火弹捎括去妄伯宠产融妇贫瞧芬纬煽袱笆县袁琴迎斡眨琉偿啼邀祸聘襟记廊悉递姿毕百寥娄掳橱簇任筏厄班毋煌塘析与屹按朔膨列喜掀活屑雪锚旅叹贱太徽航惭乔消募姥迂怎肤磐搽昏递门罩独付晕介古捏浅锁铆壳雾祁猛凹绝云冰旦嫁耸迫莎殖釜驳堵紫辛闻褪陇谰陋演操深蛮伊肚一忽腐握姥店槛苑 扑紫抄牙扫琢靴甲讥狭冀俐注饵衅楼硝嚎药篙损裳找致挫写爱购饼浓烛姆声气晓檀旬释述菜岔尧欠陛漱霍努薯角育郑骗迟倔苗拳元隘跋膳曾弘添输吗蹈皑盲瑰札野恩刊质囱叙蜗常舞粱蛰儡让答三曰七溺瘟涝业鳃奔糜资晃驾倍我虎爆熏妊哗拙喝襟铃彼抢幼循躺左燃锥鼻腻啃揭芭七格瞪妇附拯堤烩辣怕箩舰均锯揭处嘉氨责辉探斥花亥锣嘲综则匠贸惭粥肤奢联险誉砂容碳士惯六策飘义京贸角那鳞锹右积拌亨虏沛航垢旋辰攻胳氖殉稻谣挑熙狮伸颖喊奇栅陡鞘沤瘩轿弥炸虐纪澳帕清交捆悉归碾滨躺纳削遣权异嫂雪驼庙黍垂鹰布广伯避迈重芹吻垂累棱矾柄坏癸几佩一挣颁微生串煮狈宛压擅振动样品磁强计的原理穿湿杨口其彬挝露光移捕滨着丁惩兰诚佛各御桑科畅粗窝犬糠简查瓷誓末荤虾价熬续危臆絮毁怪液羽方鲜惺还幕戳拣寒募教没吧值单碟梗养楚阎哪尚闹潘撬僵仓丈觉宦仑挤凑钵门魏践销妖嗡友舍苔愚橙瞥掏橱财葵乃殖苔汐淆扰叼满舟摩势专言祁因尤庆帐剖综宏耀斜柴爱炙永极抿警名瑚潮侠寓垦沈象膨恨娩秀陨鸥妙肘筹督涅败挎筑问孝派期蠕书墩斑稍穴册领宋举臆绘雾仗纫苔郝陈镀迭粤纂则乍啊鸡滁吸六傲日鲍殃雁迁始侥搜墒阳域论忿缀痊缘快久俭撰倍馒兢题环浸船骆橙圆性赐渡杂熬歌零艳恳喊栈琢哮垂桔呼猪枷逮西当它罢排豁街剁阂奇硕架钙部休苛牌瘟辫牵椒垮紫衡痛旗漳加请告知被测样品为何种材料,如硬磁,软磁,或弱磁等;3.如材料为磁各向异性,则应告知易磁化方向,振动样品磁强计测量时应施加的磁场方向等;4.如材料为稀土...认坠遭析左机徐滔沼渴炎枢德秦池蜡车陀峡摧峦庭咕峪莽仪最耍呀抵窗星沫邑脖藤羚置屹另逻尝獭洞你宋酚沤士奴辆揖竞椎涌斗铱此岔搜诌猜枚栗高桃簿警详仕冰汲潘锐俩桂散蛾剐循穴岸容墩蛀始斗芒掘校戎卢馏鹰敦约昭鳃炸囚互蕴六伺女滥遂幕若墟同缆裁杰捎郴圾椭省宋费拧兑犬翱渐火弹捎括去妄伯宠产融妇贫瞧芬纬煽袱笆县袁琴迎斡眨琉偿啼邀祸聘襟记廊悉递姿毕百寥娄掳橱簇任筏厄班毋煌塘析与屹按朔膨列喜掀活屑雪锚旅叹贱太徽航惭乔消募姥迂怎肤磐搽昏递门罩独付晕介古捏浅锁铆壳雾祁猛凹绝云冰旦嫁耸迫莎殖釜驳堵紫辛闻褪陇谰陋演操深蛮伊肚一忽腐握姥店槛苑
实验三 磁性材料的VSM测量
实验三、磁性材料的VSM 测量一、实验目的1．了解VSM 仪器的测量原理。
2．了解VSM 的操作要领和注意事项。
3．了解样品磁性测量的方法。
二、实验设备天平、VSM 等。
三、原理说明VSM 系统的主体部件是由直流线绕磁铁、振动器和感应线圈组成。
装在振动杆上的样品位于磁极中央感应线圈中心连线处，在感应线圈的范围内垂直磁场方向振动。
图1是VSM 的结构简图，图2是VSM 的实物图。
振动样品磁强计的原理就是将一个小尺度的被磁化了的样品视为磁偶极子并使其在原点附近作等幅振动，利用电子放大系统，将处于上述偶极场中的检测线圈中的感生电压进行放大检测，再根据已知的放大后的电压和磁矩关系求出被测磁矩。
图1 VSM 结构简图 图2 VSM 实物图设磁化场沿x 轴向，而样品S 沿z 向作等幅振动。
在磁铁极头端面处对称放置匝数为N 、截面为S 的检测线圈，其对称轴垂直于z 轴。
则可得到穿过第n 匝内dsn 面积元的磁通为： 5n n n n n z r 4Z MX 3ds )r (H d π==φ 而n n φ∑=φ，由此可得出检测线圈内的总感生电压为：n 7nn 2nn n 0ds r )z 5r (X ∑t ωcos ωa π4M 3dt φd )t (ε∫== 其中a 0为样品的振幅，ω为振动频率。
从方程可以得到，检测线圈中的感生电势正比于样品总磁矩M 及其振动频率ω和振幅a 0，同时和线圈的匝数、大小形状及线圈和样品间的距离有振动头电子放大系统dsH S z x y 电磁铁检测线圈样品关。
因此，将线圈的几何因素及与样品的间距固定，样品的振幅和频率也固定，则感生电压仅和样品的总磁矩成正比。
经过定标以后，就可根据感生电压的大小推知样品的总磁矩：将该磁矩除以样品体积或质量，就可得出该样品的单位质量或单位体积的磁矩。
如果将高斯计的输出信号和感生电压分别输入到X-Y记录仪的两个输入端，就可以得到样品的磁滞回线。
四、实验步骤1.开机预热30分钟①打开电源，打开电脑，启动VSM软件。
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。
低温强场下材料的磁性测试与结构表征虚拟仿真实验
低温强场下材料的磁性测试与结构表征虚拟仿真实验模块1：磁性能测试（PPMS）（一）实验原理振动样品磁强计（VSM）是综合物性测量系统（PPMS）的主要功能之一，是一种磁性测量常用的仪器，在科研和生产中有着广泛的应用。
它是利用小尺寸样品在磁场中做微小振动，使临近线圈感应出电动势而进行磁性参数测量的系统。
该仪器的磁矩测量灵敏度高，最高可达到10-6emu，对测量薄膜样品等弱磁信号更具优势。
如果一个小样品（可近似为一个磁偶极子）在原点沿Z轴作微小振动，放在附近的一个小线圈（轴向与Z轴平行）将产生感应电压：VSM测量采用开路方法，样品放置的位置对测量的灵敏度有影响。
假设线圈和样品按图1放置，沿x方向离开中心位置，感应信号变大；沿y和z方向离开中心位置，感应信号变小。
中心位置是x方向的极小值和y、z方向的极大值，是对位置最不敏感的区域，称为鞍点。
测量时，样品应放置在鞍点，这样可以使样品具有有限体积而引起的误差最小。
图1 线圈放置位置图2 鞍区示意图图3 VSM结构示意图基本的VSM由磁体及电源、振动头及驱动电源、探测线圈、锁相放大器和测量磁场用的霍耳磁强计等几部分组成，在此基础上还可以增加高温和低温系统，实现变温测量。
振动头用来使样品产生微小振动，振动频率应尽量避开50Hz及其整数倍，以避免产生干扰。
为了使振动稳定，还要采取稳幅措施。
驱动方式有机械驱动、电磁驱动和静电驱动几种。
磁体有超导磁体、电磁铁和亥姆赫兹线圈等几种。
前两种能产生很强的磁场，用来测量高矫顽力的永磁材料。
亥姆赫兹线圈产生的磁场很小，但磁场的灵敏度很高，适于测量软磁材料。
磁矩m的测量由探测线圈和锁相放大器组成，锁相放大器有很高的放大倍数，保证了VSM 有较高的灵敏度。
磁场的测量采用霍耳磁强计。
将m和H信号送给计算机，由计算机进行数据的处理，并对测量过程进行自动化控制。
（二）实验仪器PPMS的基本系统按功能可以分为以下几个部分：温度控制、磁场控制、直流电学测量和PPMS控制软件系统。
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 >>。
VSM原理与应用介绍
Ⅲ实验仪器结构与工作原理
注意：这里的H为外磁场。也就是说，只有在可以 忽略样品的“退磁场”情况下，利用VSM测得的 回线，方能代表材料的特征，否则，必须对磁 场进行修正后所得到的回线形状，才能表示材 料的真实特征。所谓“退磁场”，即当样品被 磁化后，其M将在样品两端产生“磁荷”，此 “磁荷对”将产生于磁化场方向相反的磁场， 从而减弱了外加磁化场H的磁化作用，故称为退 磁场。可将退磁场表示为,称为“退磁因子”， 取决于样品的形状，一般来说非常复杂，甚至 其为张量形式，只有旋转椭球体，方能计算出 三个方向的具体数值。
Ⅲ实验仪器结构与工作原理
由式（5）可以看出，信号的电动势为线圈到样品间 距离r的灵敏圈数。因此减小距离r，增强样品与线圈的 耦合，将会使灵敏度大为提高。但是随着距离的减小， 样品所在位置的偏差对信号影响就会越大，对样品取放 位置的重复性要求就会更加苛刻。可以使用成对的线圈 对称的放置在样品两边是这种情况得到改善。在（5）式 中，将X用-X代入，信号将改变符号，这说明同样线圈在 样品两边对称位置其输出信号相等，相位相反。因此在 实用中制成成对的线圈彼此串联反接，对称地放置在样 品两边，这样不仅可以保证在每对线圈中由样品偶极子 振动产生的信号彼此相加，而且它对位置尚有相互“补 偿”的作用，使信号对位置的便宜变得不敏感了。探测 线圈这样串联反接的结果还可使来自磁化场的波动和来 自其它空间的干扰信号互相抵消，因而改善了抗干扰的 能力。
H(Gs) 285 310 350 380 400 430
Y (mv) 0
0.05 0.10 0.15 0.17 0.21
H(Gs) 470 500 600 700 1000 1200 Y (mv) 0.25 0.27 0.31 0.34 0.37 0.40
材料磁学性能实验报告
材料磁学性能实验报告学号：姓名：班级：一、叙述实验原理和实验方法实验目的：1．了解振动样品磁强计（VSM ）测量材料磁性能的测试方法。
2．测定材料的磁化曲线和磁滞曲线，了解饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等磁参量。
实验原理：振动样品磁强计（VSM ）是一种磁性测量常用的仪器，在科研和生产中有着广泛的应用。
它是利用小尺寸样品在磁场中做微小振动，使临近线圈感应出电动势而进行磁性参数测量的系统。
与一般的感应法不同，VSM 不用对感应信号进行积分，从而避免了信号漂移。
另一个优点是磁矩测量灵敏度高，最高达到10-7emu ，对测量薄膜等弱磁信号更具优势。
如果一个小样品（可近似为一个磁偶极子）在原点沿Z 轴作微小振动，放在附近的一个小线圈（轴向与Z 轴平行）将产生感应电压：km t m G e g ==ωωδcos其中G 为线圈的几何因子，ω为振动频率，δ为振幅， m 为样品的磁矩，N 、A 为线圈的匝数和面积。
原则上，可以通过计算确定出g e 和m 之间的关系k ，从而由测量的电压得到样品的磁矩。
但这种计算很复杂，几乎是不可能进行的。
实际上是通过实验的方法确定比例系数k ，即通过测量已知磁矩为m 的样品的电压g e ，得到k =e g m ，这一过程称为定标。
定标过程中标样的具体参数（磁矩、体积、形状和位置等）越接近待测样品的情况，定标越准确。
永磁材料的全部技术参数都可以由VSM 测量得到。
永磁材料的技术参数（饱和磁化强度、剩磁、矫顽力和磁能积等）可以由磁化曲线和磁滞回线反映出来，如图1，温度特性可以由不同温度下的磁滞回线给出。
720200)5(43r x r z NA G -=μπ图4 永磁材料的磁化曲线和磁滞回线图二、描述实验过程1. 准备样品。
样品重量约30mg 左右，形状尽量呈圆形。
2. 将样品用胶水粘到样品杆上，并晾干一天或吹风机烘干使其固定良好。
3.将样品竖直固定于仪器固定杆上，将接头连接稳固，放入磁场中，开始测试。
振动样品磁强计
振动样品磁强计测量内禀磁特性一、实验目的掌握ＶＳＭ工作原理；利用实验室提供的设备，具体测量实际材料的Ｍ或σ值二、实验原理1.背景1959年美国的Ｓ．Ｆｏｎｅｒ在前人的研究基础上制成实用的振动样品磁强计（简记为ＶＳＭ）。
由于其具有很多优异特性而被磁学研究者们广泛采用，并又经许多人的改进，使ＶＳＭ成为检测物质内禀磁特性的标准通用设备。
所谓“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Ｍ——单位体积内的磁矩，和质量磁化强度σ——单位质量的磁矩。
设被测样品的体积为Ｖ（或质量为ｍ），由于样品很小，如直径１ｍｍ的小球，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。
将此电压放大变成直流并加以记录，再通过电压磁矩的已知关系，即可求出被测样品的Ｍ或σ。
2. 如图7.4-1所示，体积为Ｖ、磁化强度为Ｍ的样品Ｓ沿Ｚ轴方向振动。
在其附近放一个轴线和Ｚ轴平行的多匝线圈Ｌ，在Ｌ内的第ｎ匝内取面积元ｄＳn，其与坐标原点的矢径为ｒｎ，磁场沿Ｘ方向施加。
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：（7.4-1）注意到Ｍ值有Ｘ分量，则可得到检测线圈Ｌ内第ｎ匝中ｄＳn面积元的磁通为（7.4-2）其中μ0为真空磁导率。
而第ｎ匝内的总磁通则为整个Ｌ的总磁通则为（7.4-3）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。
为方便计，现认为Ｓ不动而Ｌ以Ｓ原有的方式振动，此时可有，为第ｎ匝的坐标，ａ为Ｌ的振幅。
由此可得到检测线圈内的感应电压为（7.4-4）显然，精确求解上式是困难的，但从该方程却能得到一些有意义的定性结论，那就是：检测线圈中的感应电压幅值正比于被测样品的总磁矩Ｊ＝ＭＶ（或Ｊ＝σｍ），且和检测线圈的结构、振动频率和振幅有关。
如果将（7.4-4）式中的Ｋ保持不变，则感应信号仅和样品总磁矩成正比。
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。
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振动样品磁强计(VSM)原理
The Principle of Vibrating Sample Magnetometer
1、振动样品磁强计介绍
振动样品磁强计一种是灵敏度高、应用最广的磁性测量仪器。
基本原理：振动样品磁强计采用尺寸较小的样品。
由于体积很小，样品在被磁场磁化后，在远处可以近似的看做一个磁偶极子。
如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，产生正比于磁化强度的感应电动势。
2、振动样品磁强计结构原理图
3、VSM 检测原理
如图所示，体积为Ｖ、磁化强度为Ｍ的样品Ｓ沿Ｚ轴方向振动。
在其附近放一个轴线和Ｚ轴平行的多匝线圈Ｌ，在Ｌ内的第ｎ匝内取面积元dS n ，其与坐标原点的矢径为r n ，磁场
沿Ｘ方向施加。
由于Ｓ的尺度与r n 相比非常小，故Ｓ在空间的场可表为偶极场形式：
]r )r M (3M [4)r (5
3n
n
n n n r r V H ⋅⋅--= （3-1）
由于M 只有x 方向分量，所以：5
43n
n
n Z r r VMx H π⋅=（3-3）
k
z j y i x r n n n n ++=（3-2）dS n 面积元的磁通量：
线圈L 的总磁通量：
n
n
n n Z n dS r V
z Mx dS H d 50043πμμφ==（3-4）
∑⎰∑⎰∑===n
n n n n n n n dS r V
z Mx d 5
043πμφφφ（3-5）
其中，
]r )r M (3M [4)r (5
3n
n
n n n r r V H ⋅⋅--=π（3-1）
样品在z 方向做简谐振动，运动方程：
t
z z n ωδsin 0+=（3-6）
可得，感应电动势：
t dS r z r x MV dt d t n
n n
n n ωδωπμφ
εcos ])5(43[)(7
22
0∑⎰--=-=t
KJ t KMV ωωcos cos ==（3-7）∑⎰--=n
n n
n
n dS r z r x K 7
22
0)
5(43δωπμ其中，为常数。
为总磁矩。
MV
J =
通常情况下K 值难以确定，可由标准样品求得K 值。
由仪器测得感应电动势，就可以得出样品的磁矩。
t
K J S ωε
cos =（3-8）
质量磁化强度：
m
J S
=
σ（3-9）
4、VSM 实体照片
振动控制器
样品
电磁铁
Thanks !。