表磁的測量工具,通常會選用高斯計,也叫特斯拉計。下圖是應用非常廣泛的日本KANETEC高斯計。
高斯計的工作原理主要是應用霍爾效應:一載流導體放在磁場中時,由于洛倫茲力的作用,會在與磁場和電流二者垂直的方向上出現橫向電勢差,高斯計就是基于霍爾效應的原理進行磁場測量的儀器,霍爾探頭在磁場中因霍爾效應而產生霍爾電壓,測量儀器根據霍爾電壓和已知的霍爾系數換算出磁場強度值。
目前的高斯計普遍配備的是單向的霍爾探頭,即只能測量一個方向的磁場強度,即只能測量垂直于霍爾芯片方向的磁場強度。在一些高端的測量領域,也有能測量三維磁場的霍爾探頭,通過測量儀器的換算,同時可以顯示X、Y、Z軸方向的磁場強度,通過三角函數換算可得出最大的磁場強度。
高斯計一般可測量直流磁場和交流磁場,單位一般可切換顯示高斯制單位Gs或國際制單位毫特斯拉mT,其中測量直流磁場在行業中應用的最多。
·?如果需要測量實時的磁場,需要使用real功能,顯示屏會顯示實時的磁場數值和極性
·?當需要在測量過程中捕捉峰值磁場和對應的極性時,需要使用hold功能。
如下圖,顯示屏會顯示“hold”,顯示的數值和極性就是捕捉到的峰值磁場和其對應的極性,如果無顯示,則是real功能。使用MODE按鍵還可切換到交流磁場測試模式,如下圖屏幕出現“~”符號。
高斯計使用的注意事項:
1.使用高斯計測量表磁時,探頭切勿過度彎折,末端的霍爾芯片一般要與磁鐵表面輕壓接觸,這一方面是確保測量點的固定,另一方面是確保探頭與測量面貼緊,并且要與測量面呈水平狀態,但切勿用力按壓。
2.霍爾芯片兩面均可感應,但是數值和極性是不一樣的,標尺面為測量方便取點用,不可作為測量面,非標尺面才是測量面。
高斯計測量的都是默認垂直測量面的磁場強度Bz,下圖是一個普通的Z軸充磁的磁鐵的仿真圖,可看出,磁場是矢量,Z軸的磁場強度可認為是Bz=,由于邊角的磁回路路徑最短,邊角的磁力線會更密集,磁場強度B要強于中心,但是Bz不一定都會比中心更強,只不過是霍爾芯片測量的區域限制,一般測量的邊角磁場強度都要比中心要強,至少不會低于中心磁場。
這里需要特別注意的是,當磁化方向不同時,即使是同一個測量面,測量值差異也是非常大的。
對于需要測量動態的或者需要將不同測量位置磁場擬合成波形曲線的,需要用到磁場掃描儀,它仍然是需要通過單方向或者三維的霍爾芯片來測量,再通過設計測量軌跡和數據采集來輸出磁場測量曲線。