磁強計

磁強計是一種測量磁場強度的儀器。

磁強計

測量磁場強度的儀器。

磁強計

根據小磁針在磁場作用下能產生偏轉或振動的原理製成。

如果將一個開路磁體置於磁場中，則此樣品外一定距離的探測線圈感應到的磁通可被視作外磁化

場及由該樣品帶來的擾動之和。多數情況下測量者更關心的是這個擾動量。在磁測領域，區分這種擾動與

環境磁場的方法有很多種。例如，可以讓被測樣品以一定方式振動，探測線圈感應到的樣品磁通信號因此

不斷快速的交變，保持環境磁場等其他量不做任何變化，即可實現這一目的。這是一種用交流信號完成對

磁性材料直流磁特性測量的方法。因為在測試過程中，恆定的環境磁場可以直接扣除，而有用信號則可以

通過控制線圈位置，振動頻率、振幅等得以優化。

振動樣品磁強計(VSM)正是基於上述理論。VSM 是一種高靈敏度的磁矩測量儀器。它採用電磁

感應原理，測量在一組探測線圈中心以固定頻率和振幅作微振動的樣品的磁矩。對於足夠小的樣品，它在

探測線圈中振動所產生的感應電壓與樣品磁矩、振幅、振動頻率成正比。在保證振幅、振動頻率不變的基

礎上。用鎖相放大器測量這一電壓，即可計算出待測樣品的磁矩。

前面介紹的為振動樣品的基本原理。要將這些原理變為現實，以下裝置必不可少：

(1) 穩定、可靠的振動系統

(2) 數字化控制的磁場源(超導線圈或電磁鐵)

(3) 鎖相放大器，用於線圈感應信號的選頻和放大

(4) 輔助同步信號源，與樣品振動同頻率，用來精確控制樣品振幅

(6) 控溫系統(如果需要測量溫度特性)振動樣品磁強計的應用

振動樣品磁強計最初是由弗尼爾(S.Foner)提出的。他對磁強計的結構，各種探測線圈及其對靈

敏度的影響都作了詳細的論述。經過約半個世紀的發展，如今 VSM 已是磁性實驗室中應用範圍很寬的測試

設備，自從鎖相放大技術開始在 VSM 上得到應用以來，使其靈敏度得到了極大範圍的提升，適用範圍也不

斷得到拓展，除永磁材料以外， VSM 適合於測試以下材料：亞鐵磁、反磁性材料、順磁材料和抗鐵磁材

料；各向異性材料；磁記錄材料；磁-光學材料；稀土和過渡元素、非晶金屬、高導磁率材料、金屬蛋白等

形式的鐵磁物質。弱磁、順磁等樣品雖然可以用 VSM 測量，其靈敏度相比於大多數永磁體或磁記錄介質而

言是有所下降的。

此外，VSM 還適用於塊狀、粉末、薄片、單晶和液體等多種形狀和形態的材料，能夠在不同的環

境下得到被測材料的多種磁特性。可以直接從測試中得到的內容包括：B-H 曲線、M-H 曲線、初始化磁化

曲線，磁滯回線上的各參數，並能夠測量材料的各向磁特性(mx, my, mz) ，由於 VSM 探測線圈的信號未

經過積分就直接送到分析系統，不存在積分器漂移的情況，因此如果配備有有低溫罐或高溫爐，則可以以溫度為變數測量由過渡溫度和居里點決定的磁化函數。