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磁场测量的方法
磁场测量方法是在电磁理论、电子技术和物理学的基础上建立起来的
。通常磁场测量以磁场强度的测量为主，测量方法较多，所采用的方法随样式的不同而异。中等强度场磁导计的磁场强度有的可以根据磁化绕组的电流计算得到，也可以通过探测线圈用感应法测量；强场磁导计和电磁铁的磁场强度可以用霍尔效应特斯拉计测量，也可以用感应法测量。磁测量的方法可以概括为以下几种： 1） 磁—力法 磁—力法是利用在被测磁场中的磁化物体或者载流线圈与被测磁场之间相互作用的机械力来测量磁场的方法 。它可以测量较弱的磁场，仪器的分辨率可以达到 10 T以上。它主要用于地震预报、地磁变化和磁暴观测等方面，也可以用于检测岩样的磁性。 2）电磁感应法 电磁感应法是一种基于法拉第电磁感应定律的经典而又简单的的磁场测量方法
。感应电压与磁场强度成正比，能够直接测量与探测线圈交链的刺痛变化，从而能够测得线圈体积内平均的磁场强度值。它是一种应用十分广泛的方法，其测量范围是
10 ～10 T。应用电磁感应法测量恒定磁场时，可以通过探测线圈的移动、转动或者震动来产生磁通变化。 3）磁通门法
磁通门法是利用高导磁铁心在饱和交变励磁下选通调制铁心中的直流磁场分量，并将直流磁场转变为交流电压输出而进行测量的一种方法。磁通门现象是一种普遍存在的电磁感应现象
。近年来，随着低矫顽力、低损耗、低磁致伸缩、高导磁率、高饱和磁效应和高矩形比软磁材料的研究和出现，磁通门技术被迅速应用到各个新的领域，特别是计算机技术的应用，磁通门技术实现了智能化，达到了新的水平。磁通门对弱磁场（如大地磁场）测量十分有效，应用领域涉及到磁场检测、电磁参数检测、工程检测、载体方位姿态测量与控制等。基于磁通门测试技术的测磁装置的显著特点是灵敏度高、简单、可靠、经济，而且探头可以做得很小，但它主要适用于测量弱磁场。 4）电磁效应法 电磁效应法 是利用金属或半导体中通以电流，并在外磁场的同时作用下产生的电磁效应来测量磁场的一种方法。其中，霍尔效应法应用最广，它可以测量 10 ～10T 范围内的恒定磁场。 5）磁阻效应法 利用半导体材料（InSb， 或 InAs）的电阻大小随磁场变化的特性。相应的产品有普通磁阻、各向异性磁阻
AMR、以及巨磁磁阻 GMR。通过电桥电路，磁阻的变化即可转换为电压或电流输出。磁阻元件和霍尔元件相似，成本价格低，便于大量使用。但通常，AMR
和 GMR 有比霍尔元件更高的灵敏度，更适宜于弱磁场的检测。 6）磁共振法 自从 1946
年伯塞尔（E.M.Purcel）和布洛奇(F.Bloch)等人分别提出了核磁共振的吸收法和感应法并用于磁场的精密测量以来，磁共振的测量技术得到了非常广泛的发展
。磁共振法是利用物质量子状态变化而精密测量磁场的一种方法，其测量对象一般是均匀的恒定磁场，是目前在磁场绝对测量方法中精度最高的。用核磁共振测量磁场的主要缺点是在整个测量范围内要更换好几种不同共振频率的探头，因而不便于进行连续测量，且其测量精度还与磁场的均匀度有关。 7）超导效应法 超导效应法是利用弱耦合超导体中约瑟夫森效应的原理测量磁场的一种方法，它可以测量 0.1T以下的恒定磁场或交变磁场 。超导效应法有极高的灵敏度，用它可以制成梯度计，在地质勘探、大地测量、计量技术和生物磁学等方面有重要的作用。 8）磁光效应法 法拉第磁光效应法是以激光为光源进行测量强脉冲磁场的一种方法 ，它可以用来测量恒定磁场、交变磁场和冲磁场。磁光效应法主要应用于低温下的超导强磁场的测量。 随着电子技术的发展，光电磁通计、电子磁通计和数字磁通计等自动化测量设备得到了广泛应用，这使得对磁特性测量有了长足的进步。尤其是相关测试仪器技术改进，如虚拟仪器的应用，使得磁测量的手段得到很大提高 。 |
