南昌星楓儀器高斯計(jì)專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商

時(shí)間：2016-01-09作者：南昌星楓儀器有限公司瀏覽：136

原理

　　目前的高斯計(jì)幾乎都是基于霍爾效應(yīng)原理進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量的，采用霍爾傳感器作為磁感應(yīng)元件。用戶(hù)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的問(wèn)題，即使在同一個(gè)點(diǎn)上，使用不同型號(hào)的探頭會(huì)產(chǎn)生不同的測(cè)量結(jié)果。這并非是測(cè)量的錯(cuò)誤，而是由于霍爾傳感器的尺寸不同以及裝配的位置誤差產(chǎn)生的結(jié)果。根據(jù)不同的需要，正確地選擇高斯計(jì)和相應(yīng)的霍爾探頭尤為重要。

了解高斯計(jì)

　　顯示磁場(chǎng)讀數(shù)是高斯計(jì)較基本的功能。為使測(cè)量者獲知讀數(shù)，通常采用3種顯示方案，即指針表頭、數(shù)字表頭和微處理器控制。

　　指針表頭將電流轉(zhuǎn)化為指針在表盤(pán)中的偏轉(zhuǎn)位置，是古老的讀數(shù)顯示方案，通常可提供5%的有效讀數(shù)分辨準(zhǔn)確度。即使指針位置不存在誤差，測(cè)量者相對(duì)表盤(pán)的角度和估算經(jīng)驗(yàn)也將顯著提高讀出誤差，并且讀數(shù)速率很低。因此，在對(duì)準(zhǔn)確度和測(cè)量速率要求稍高的應(yīng)用中，指針表頭已趨淘汰。

　　數(shù)字表頭是針對(duì)指針表頭讀出誤差問(wèn)題的改進(jìn)方案。數(shù)字表頭內(nèi)部集成ADC，將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并通過(guò)數(shù)碼管或段式液晶顯示為數(shù)字讀數(shù)，從而為測(cè)量者提供直觀的讀數(shù)。數(shù)字表頭具有固定的讀數(shù)速率，并且無(wú)法外部控制。

　　指針表頭和數(shù)字表頭均只能顯示磁場(chǎng)讀數(shù)，而無(wú)法提供更多的測(cè)量信息。無(wú)論使用二者之一，表頭之前均為簡(jiǎn)單的模擬電路結(jié)構(gòu)，因此必須大量使用易損低壽命的琴鍵開(kāi)關(guān)和機(jī)械電位器實(shí)現(xiàn)有限的功能。

　　現(xiàn)代測(cè)量不僅需要可顯示的讀數(shù)，還需要更多的功能。自動(dòng)化測(cè)量至少需要高斯計(jì)與計(jì)算機(jī)之間的通訊接口，從而使計(jì)算機(jī)通過(guò)抗干擾的數(shù)字方式獲取讀數(shù)。使用表頭的高斯計(jì)無(wú)法提供數(shù)字接口，只能通過(guò)與磁場(chǎng)值成正比的模擬輸出接口與計(jì)算機(jī)外設(shè)的數(shù)字采集卡相連，外界干擾和處理環(huán)節(jié)增多將降低測(cè)量效用。

　　很多情況下，例如調(diào)整探頭位置等必須人工參與的環(huán)節(jié)，與測(cè)量值共同顯示的大值將提供足夠的便利。然而，數(shù)字表頭通常單行顯示，無(wú)足夠顯示空間。而采用雙表頭時(shí)，記錄大值的表頭之前必須配置復(fù)雜的依靠電容的大值保持模擬電路，電容不可避免的漏電問(wèn)題將造成嚴(yán)重的大值誤差。

　　較**的高速自動(dòng)測(cè)量要求嚴(yán)格的測(cè)量實(shí)時(shí)性，即于某一時(shí)刻在同步觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)多臺(tái)儀器同步測(cè)量多個(gè)參數(shù)在此時(shí)刻的量值。數(shù)字表頭的測(cè)量起始時(shí)刻點(diǎn)由表頭內(nèi)部電路決定，無(wú)法控制，因此只能得到一段時(shí)間內(nèi)的平均值，而非某一時(shí)刻的準(zhǔn)確測(cè)量值，無(wú)法適應(yīng)高速測(cè)量要求。

　　數(shù)字表頭不具備運(yùn)算功能，因此只能實(shí)現(xiàn)高斯G與特斯拉T之間的換算，而對(duì)于Oe與A/m之間的非10的n次冪換算無(wú)能為力。

　　磁場(chǎng)讀數(shù)之外的功能已成為高斯計(jì)不可或缺的組成部分，而使用表頭的產(chǎn)品由于過(guò)于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)愈發(fā)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)量要求。使用內(nèi)部微處理器的高斯計(jì)成為主流。

　　對(duì)于現(xiàn)代高斯計(jì)，內(nèi)部微處理器提供5個(gè)較重要的特征：

　　首先，微處理器可靈活控制顯示內(nèi)容。配置圖形點(diǎn)陣液晶后，高斯計(jì)可顯示讀數(shù)之外的大量測(cè)量信息，例如單位、大值、直流/交流、自動(dòng)/手動(dòng)量程、計(jì)算機(jī)接口設(shè)置和觸發(fā)方式。籍此，測(cè)量者可直觀獲得大量有助于監(jiān)測(cè)測(cè)量過(guò)程的狀態(tài)信息。

　　其次，微處理器具有計(jì)算功能，因此對(duì)于單位換算、大（?。┲当３帧⑻筋^自動(dòng)校零功能的實(shí)現(xiàn)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

　　再次，微處理器具有存儲(chǔ)功能。對(duì)于高斯計(jì)的參數(shù)設(shè)置可通過(guò)非易失性存儲(chǔ)器保存，并在開(kāi)機(jī)后自動(dòng)重新設(shè)置。易失性存儲(chǔ)器還可實(shí)現(xiàn)一定深度的高速磁場(chǎng)讀數(shù)存儲(chǔ)，從而使上位機(jī)由頻繁的讀數(shù)查詢(xún)中解放出來(lái)，并通過(guò)批量讀數(shù)提高測(cè)量效率。

　　此外，微處理器具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，可輕易實(shí)現(xiàn)對(duì)ADC、DAC和鍵盤(pán)的控制，從而提高測(cè)量準(zhǔn)確度，并避免使用易損的機(jī)械部件，提高儀器可靠性。對(duì)于外界觸發(fā)信號(hào)，微處理器可作出實(shí)時(shí)測(cè)量響應(yīng)，大幅度提高測(cè)量實(shí)時(shí)性。

　　最后，微處理器提供面對(duì)計(jì)算機(jī)的接口。通過(guò)計(jì)算機(jī)接口，上位機(jī)不僅可獲得讀數(shù)，還可進(jìn)行復(fù)雜的操作，或?qū)Ω咚褂?jì)運(yùn)行狀態(tài)的查詢(xún)。與此類(lèi)似，微處理器還提供對(duì)于數(shù)字化霍爾探頭的接口，并通過(guò)固化在數(shù)字化探頭內(nèi)部的校準(zhǔn)信息調(diào)整內(nèi)部電路參數(shù)，在保證測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)，使探頭的校準(zhǔn)獨(dú)立于儀器本身，提高探頭互換性和可靠性。

　　微處理器的使用是現(xiàn)代儀器的基本特征?，F(xiàn)代高斯計(jì)籍此獲得更多的功能，而成本卻與表頭式產(chǎn)品持平。

　　借助微處理器，功能可抽象并獨(dú)立為模塊，模塊化設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本降低，全自動(dòng)校準(zhǔn)進(jìn)一步降低了高斯計(jì)的調(diào)試人工成本，從而使高性能價(jià)格比成為可能。

應(yīng)用

高斯計(jì)的測(cè)試材料-硬磁材料解析

　　高斯計(jì)一般是用來(lái)測(cè)試一些磁性材料的磁通量的儀器。為了較好的選擇合適的產(chǎn)品，我們有必要了解一下哪些是硬磁材料，哪些是軟磁材料？

　　高斯計(jì)的測(cè)試對(duì)象一：硬磁材料

　　永磁功能材料常稱(chēng)永磁材料，又稱(chēng)硬磁材料，而軟磁功能材料常稱(chēng)軟磁材料。這里的硬和軟并不是指力學(xué)性能上的硬和軟，而是指磁學(xué)性能上的硬和軟。

　　1.磁性硬是指磁性材料經(jīng)過(guò)外加磁場(chǎng)磁化以后能長(zhǎng)期保留其強(qiáng)磁性（簡(jiǎn)稱(chēng)磁性），其特征是矯頑力（矯頑磁場(chǎng)）高。矯頑力是磁性材料經(jīng)過(guò)磁化以后再經(jīng)過(guò)退磁使具剩余磁性（剩余磁通密度或剩余磁化強(qiáng)度）降低到零的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

　　2.軟磁材料則是加磁場(chǎng)既*磁化,又*退磁,即矯頑力很低的磁性材料。退磁是指在加磁場(chǎng)（稱(chēng)為磁化場(chǎng)）使磁性材料磁化以后，再加同磁化場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)使其磁性降低的磁場(chǎng)。

　　目前，永磁材料是發(fā)現(xiàn)和使用都早的一類(lèi)磁性材料。我國(guó)早發(fā)明的指南器（稱(chēng)為司南）便是利用**永磁材料磁鐵礦制成的?，F(xiàn)在的永磁材料不但種類(lèi)很多，而且用途也十分廣泛。

　　高斯計(jì)被測(cè)對(duì)象-常用的永磁材料主要具有4種磁特性：

　　（1）高的大磁能積。大磁能積[符號(hào)為（BH）m]是永磁材料單位體積存儲(chǔ)和可利用的大磁能量密度的量度；

　　（2）高的矯頑（磁）力。矯頑力[符號(hào)為（H）c]是永磁材料抵抗磁的和非磁的干擾而保持其永磁性的量度；

　?。?）高的剩余磁通密度（符號(hào)為Br）和高的剩余磁化強(qiáng)度（符號(hào)為Mr）。它們是具有空氣隙的永磁材料的氣隙中磁場(chǎng)強(qiáng)度的量度；

　?。?）高的穩(wěn)定性，即對(duì)外加干擾磁場(chǎng)和溫度、震動(dòng)等環(huán)境因素變化的高穩(wěn)定性。




電與磁是大自然中一直存在的現(xiàn)象，例如閃電與磁石。人類(lèi)很早就知道運(yùn)用電與磁來(lái)改善生活，豐富生命。除了自然存在的電磁場(chǎng)外，人們?yōu)樯畹谋憷_(kāi)發(fā)了許多用電器具，如常用的手機(jī)、電視、吹風(fēng)機(jī)、電磁爐、微波爐、計(jì)算機(jī)、冷氣等家用電器，甚至捷運(yùn)、電氣火車(chē)、輸變電設(shè)備等公共設(shè)施，方便了生活也增加了一些人為的電磁場(chǎng)。

　?。?）永磁體的表面磁場(chǎng)測(cè)量：采用高斯計(jì)（特斯拉計(jì)）測(cè)量永磁產(chǎn)品表面磁場(chǎng)強(qiáng)度，主要是對(duì)永磁產(chǎn)品的質(zhì)量及充磁后磁性能一致性的評(píng)估;通常測(cè)量中磁體表面中心點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行比較從而判斷產(chǎn)品是否合格，同時(shí)也可以保證材料的一致性。

　　（2）氣隙磁場(chǎng)的測(cè)量：采用高斯計(jì)（特斯拉計(jì)）測(cè)量氣磁場(chǎng)的應(yīng)用比較廣泛，在科研、電子制造、機(jī)械等領(lǐng)域均有用到。目前應(yīng)用比較典型的行業(yè)主要有電機(jī)和電聲兩大行業(yè)。

　　（3）余磁測(cè)量：如工件退磁后的退磁效果檢測(cè)。

　?。?）漏磁測(cè)量：如喇叭漏磁測(cè)量。

　?。?）環(huán)境磁場(chǎng)測(cè)量




高斯計(jì)與特斯拉計(jì)區(qū)別

　　特斯拉計(jì)（高斯計(jì)）是采用霍爾原理，配以霍爾偏值電路，放大電路，AD電路，顯示電路，定標(biāo)后用來(lái)測(cè)試磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁場(chǎng)強(qiáng)度）的儀器．

　　在CGS單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是高斯，因此叫高斯計(jì)．在SI單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，因此叫特斯拉計(jì)．

　　關(guān)系為：1T（特斯拉）=1000MT（毫特斯拉）=10000GS（高斯）　

　　總之本質(zhì)是一個(gè)東西，只是測(cè)量的單位不同而已，特斯拉單位太大，一般采用毫特斯拉單位，現(xiàn)在很多人都喜歡用高斯單位，感覺(jué)要直觀一點(diǎn)．







高斯計(jì)與電磁場(chǎng)

　　電磁場(chǎng)是電場(chǎng)與磁場(chǎng)的合稱(chēng)。 我們一般所稱(chēng)的「場(chǎng)」指的是空間中的一個(gè)區(qū)域，進(jìn)入這個(gè)區(qū)域的物體都會(huì)感受到力的作用，例如我們生活在地球的重力場(chǎng)中，也生活在地磁的磁場(chǎng)中，閃電時(shí)我們較籠罩在強(qiáng)大的電場(chǎng)中。

　　生活中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)的存在，例如冬季脫毛衣發(fā)生的爆烈聲，接觸門(mén)的把手有觸電感覺(jué)，這些都是因摩擦而產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象。在電力使用中，只要有電壓存在，電線(xiàn)或電器設(shè)備周?chē)蜁?huì)有電場(chǎng)。電場(chǎng)一般是以千伏特/米（kV/m）作單位。

　　將磁鐵置于紙板下，撒鐵粉在紙板上，就會(huì)發(fā)現(xiàn)磁鐵兩端之間產(chǎn)生相連的幾圈條紋，這就是磁場(chǎng)。在電力使用中，只要有電流通過(guò)，導(dǎo)線(xiàn)的周?chē)矔?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的單位是以特斯拉（T）毫特斯拉（mT）或高斯（Gs）或毫高斯（mGs） 或微特斯拉（μT） 表示。




　　1特斯拉（T）=10,000高斯（Gs）

　　1毫特斯拉（mT）=10高斯（Gs）

　　1高斯（Gs）=1,000毫高斯（mGs）

　　1微特斯拉（μT）=10毫高斯（mGs）




電磁場(chǎng)的衰減和屏蔽

　　電場(chǎng)與磁場(chǎng)的強(qiáng)度都會(huì)隨著與發(fā)生源的距離加大而急速的降低，如發(fā)生源的電壓、電流消失，電磁場(chǎng)也會(huì)消失不見(jiàn)。電力電磁場(chǎng)（60Hz）屬于較低頻電磁場(chǎng)（30～300Hz），變化緩慢，可將電場(chǎng)與磁場(chǎng)分開(kāi)討論。

　　電場(chǎng)很*屏蔽，如金屬的外殼、鋼筋混凝土、樹(shù)木及人體皮膚等都可以得到相當(dāng)好的屏蔽效果。電力設(shè)備如變壓器、電纜等大多有金屬外殼，其內(nèi)部幾乎沒(méi)有電場(chǎng)，屋內(nèi)式變電所之所有設(shè)備都在鋼筋混凝土建筑物內(nèi)，對(duì)電場(chǎng)屏蔽較佳，又人體皮膚對(duì)電場(chǎng)有較佳的屏蔽（約衰減一億倍），進(jìn)入人體電場(chǎng)幾乎為零。因此世界上在電磁場(chǎng)對(duì)人體健康影響之研究（流行病學(xué)），已將電場(chǎng)排除，而以磁場(chǎng)為主。

　　磁場(chǎng)幾乎無(wú)法屏蔽，但方向相反、大小相同電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以抵消，因此采用雙絞線(xiàn)傳輸信號(hào)可以起到很好的降低電磁噪聲的作用。







如何選用高斯計(jì)

　　高斯計(jì)的選型首先應(yīng)從測(cè)量對(duì)象入手，考慮以下幾個(gè)方面：

　　a、磁場(chǎng)類(lèi)型：磁場(chǎng)分為直流磁場(chǎng)和交流磁場(chǎng)兩種，永磁材料磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)選用直流高斯計(jì)測(cè)量;

　　b、儀器量程：明確被測(cè)對(duì)象的大概磁場(chǎng)范圍，選擇儀器的量程范圍應(yīng)大于被測(cè)量磁場(chǎng);

　　c、測(cè)量精度：指儀器的分辨率，如分辨率是 1Gs 或者 0.1Gs 等;

　　d、探頭選擇：通常儀器生產(chǎn)廠家的測(cè)試探頭都有多種不同規(guī)格，以滿(mǎn)足各種不同測(cè)試要求，測(cè)量表面磁場(chǎng)強(qiáng)度通常不需要考慮探頭規(guī)格。

　?、贇庀洞艌?chǎng)測(cè)量：應(yīng)訪(fǎng)考慮探頭的尺寸大小，如探頭尺寸大于被測(cè)氣隙，則無(wú)法進(jìn)入到被測(cè)的氣隙中，從而無(wú)法使用;

　?、谔筋^方向選擇：探頭方向分橫向和軸向兩種，用戶(hù)在探頭選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)對(duì)象考慮選擇適應(yīng)的探頭;

　?、厶筋^連接線(xiàn)：儀器生產(chǎn)廠家探頭線(xiàn)纜的長(zhǎng)度通常是固定的，如有特殊測(cè)量要求，需延長(zhǎng)或縮短探頭線(xiàn)時(shí)，應(yīng)向廠家提出。高斯計(jì)

　　e、供電方式：臺(tái)式高斯計(jì)通常采用交流 220V 供電，便攜式高斯計(jì)采用電池供電。

　　f、功能選擇

　　①常規(guī)功能：極性判斷、大值鎖定等;

　?、诒銛y性：如需戶(hù)外操作或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，可選擇便攜性較好的掌上高斯計(jì)（便攜式），此類(lèi)儀器體積小，重量輕，采用電池供電;

　　③生產(chǎn)線(xiàn)快速測(cè)量：儀器具有上、下限設(shè)置及報(bào)警功能;

　?、芙涣鞔艌?chǎng)測(cè)量：用于測(cè)量低頻（ 1 — 400Hz ）交變磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小;








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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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