根据霍尔效应原理制成的特斯拉计(高斯计)在测量磁场中,有着广泛的应用。这种仪器是由作为传感器的霍尔探头及仪表整机两部分组成。其中探头内霍尔元件的尺寸、性能与封装结构对磁场测量的准确度起着关键的作用。 QLLVOJi
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霍尔效应特斯拉计对均匀、恒定磁场测量的准确度一般在5%—0.5%,高精度的测量准确度可以达到0.05%。但对磁体表面的非均匀磁场的测量就谈不上准确度了。往往是不同的仪表,或同型号的仪表,不同的探头,或同一支探头的不同侧面。去测量同一磁体表面,同一位置(应该说看上去是同一位置)的磁场时,显示的结果大不一样,误差可以超过20%,甚至50%。 G`K7P`m
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造成上述差别的原因有两点:其一,不同探头内霍尔元件封装的位置不同,或元件不在探头两侧的中部。这些探头在均匀磁场中,不会因位置上的改变而感受到磁场的改变,测量数据也不会因位置的不同而带来误差。当用不同的探头去测磁体表面发散的、不均匀的磁场时,虽然表面看上去是放到了同一位置,而内部霍尔元件感受到的并不是同一位置的磁场。感受到的场值不同,测量结果当然不一样。一般,对于径向探头,厚度越小,内部霍尔元件离表面越近,测量表面磁场显示读数越大,采用超薄探头去测表面磁场时的读数可以高于常规探头20%以上(被测磁体尺寸越小,磁体表面曲率越大,表面磁场分布越不均匀,测量数据差别越大),但是无论多薄的探头,其内部对磁场敏感的部分与磁体表面总有一个间距,不可能为零距离。所以说,不可能测到真正的表面磁场。只能说,使用的探头越薄,读数越能反映出磁体的表面磁场。 JugQ +0
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原因之二是:不同型号的霍尔探头内,所封装的霍尔元件敏感区尺寸不同。早期的体形霍尔元件,如锗、硅霍尔元件,尺寸一般为4×2㎜2也有6×3㎜2、8×4㎜2、最小为1.5×1.5㎜2,有效的敏感区基本上是元件本身的尺寸,面积大。若用这种霍尔元件来对磁力线发散的小磁体、磁体边角部分或多极充磁的表磁进行测量。仅能反映出通过该元件表面的磁感应强度的平均值。此值必定小于该区域的最大值。如果改用敏感区的小霍尔元件,如砷化镓霍尔元件,其敏感区的有效面积约为0.1×0.1~0.2×0.2㎜2远远小于体形元件的面积。这种元件就更能反映出表面磁场的场分布,所测到的最大值也更接近该区域的最大磁感应强度实际值。 3Jit2W4
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由前面的分析可以看出,表面磁场的实际值(即真实值)用霍尔效应法是根本不可能测到的。也就是说不可能找到、建立一种统一的,共同的表面磁场的量值标准。只能去谋求测出更加接近表面磁场实际值的方法。 m#(x D~V
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对用霍尔效应法测量磁体表面磁场的探讨--高斯计如何选择探头 o{,(`o.1O
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一、永磁测量仪器 l1j
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永磁测量仪器是用于各种永磁磁性材料磁性能参数测量的专用仪器。我们通常用到的仪器有:高斯计(特斯拉计)、 B-H磁滞回线仪等。 磁通计 ~0t'+.
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1、高斯计(特斯拉计):用于测量各种永磁体表面磁场强度及气隙磁场强度。 k.hSN8
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2、磁通计:用于测量永磁体的感应磁通量。 )7TTRL
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3、B-H磁滞回线仪:用于测量永磁材料 Br 、 Hcb 、 Hcj 、 BHmax等磁性能参数,可自动绘制磁滞回线和退磁曲线。 Q 7?4GxMj
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二、高斯计(特斯拉计) 6H9]]Unju
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1、高斯计(特斯拉计)的种类分类:指针式、数字式、便携式。 Zz ?y&T
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2、高斯计(特斯拉计)的应用 5rhdm?Ls0
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(a)永磁体的表面磁场测量:采用高斯计(特斯拉计)测量永磁产品表面磁场强度,主要是对永磁产品的质量及充磁后磁性能一致性的评估;通常测量中磁体表面中心点的磁场强度进行测量,通过对标准样品数据进行比较从而判断产品是否合格,同时也可以保证材料的一致性。 T{Q&