振动样品磁强计
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振动样品磁强计VSM4ffiΓ、Γv概述:振动样品磁强计可测量磁性材料的基本磁性能(如磁化曲线,磁滞回线,退磁曲线,升温曲线、升/降温曲线、降温曲线、温度随时间的变化等),得到相应的各种磁学参数(如饱和磁化强度,剩余磁化强度,矫顽力,磁能积,居里温度,磁导率(包括初始磁导率)等),可测量粉末、颗粒、片状、块状等磁性材料。
可原位测量磁性材料从液氮温区至室温或室温至500℃温区的磁性能随温度的变化曲线。
技术指标:1、测量磁矩范围(磁极间距30mm时):1*10-3emu—30OemU(灵敏度:5×10-5emu)2、相对精度(量程30emu时):优于土设3、重复性(量程30emu时):优于±1%4、稳定性(量程30emu时):连续4小时工作优于1%5、温度范围:室温到500摄氏度以及室温到液氮温区6、磁场强度:0—±3.8T之间电磁铁直流稳流电源:派双极性恒流输出①电源输出电流可在正负额定上等高电流之间连续变化②电流可以平滑过零点,非开关换向③输出电流、电压四象限工作(适合感性负载)@电流变化速率可设置范围为0.0007-0.3F.S.∕s(F.S.为额定输出极大电流)冬电流稳定度高,纹波低①电流稳定度:优于±25ppm∕h(标准型);优于±5ppm∕h(高稳型)②电流准确度:土(0.0现设定值+ImA)③电流分辨率:20bit,例15A电源,电流分辨率为0.03mA④源效应:≤2.0×10-5F.S.(在供电电压变化10%时,输出电流变化量)⑤负载效应:≤2.0×10-5F.S.(在负载变化10%时,输出电流变化量)⑥电流纹波(RMS):小于ImA派两种输出模式①电流模式:直接设定磁铁或者线圈中的电流②磁场模式:直接设定磁铁或者线圈中的磁场大小注意:磁场模式需配合特定的高精度高斯计和探头派两种操作方式①本地控制采用高清触摸屏显示和操作②远程可通过RS232接口由计算机控制,RS485、1AN可选派多种保护功能①输入电源掉电保护(输入电源掉电时,内部保护吸收感性负载反灌能量)②过流保护(自动降流,不可控过流则关断电源输出并报警)③过热保护(模块过热,关断电源输出并报警)④水流保护(检测冷却水,一旦水流太小或断水,关断电源输出并报警。
振动样品磁强计振动样品磁强计是一种利用磁场与样品振动的相互作用进行磁性测量的仪器。
它广泛应用于磁性材料的研究和应用领域,例如磁体材料、磁存储材料、磁感应层等。
本文将介绍振动样品磁强计的原理、工作原理和常见应用。
振动样品磁强计的原理是基于麦克斯韦方程组和霍尔效应。
当样品置于磁场中时,样品内部的电子会受到磁场力的作用而发生位移,从而使样品发生振动。
这种振动可以通过传感器检测到,并转化为电信号进行测量。
振动样品磁强计利用这一原理,通过测量样品振动的频率和振幅来确定磁场的强度。
振动样品磁强计的工作原理是将样品置于一个霍尔元件上,并施加一个交变磁场。
霍尔元件是一种基于霍尔效应的传感器,可以测量电子流中的电荷和电场强度之间的关系。
当样品振动时,霍尔元件会检测到电荷的变化并生成一个输出信号。
通过对输出信号的处理和分析,可以得到样品振动的频率和振幅,进而计算出磁场的强度。
振动样品磁强计具有很多优点。
首先,它能够测量非接触式的磁场强度,避免了传统测量方法中的电磁干扰问题。
其次,它对样品的要求较低,不受样品形状和尺寸的限制。
此外,振动样品磁强计还具有高精度和高灵敏度的特点,可以测量微弱的磁场信号。
另外,它的测量范围和频率范围较广,可以适应不同应用的需求。
振动样品磁强计在科学研究和工业应用中有着广泛的应用。
在科学研究方面,它常被用于研究磁性材料的特性和性能。
例如,通过测量磁场对样品的影响,可以研究材料的磁导率、饱和磁化强度、磁滞回线等。
此外,振动样品磁强计还可以用于材料的品质控制和质量检测。
例如,在磁存储领域,它可以用于检测磁盘表面的磁化情况和磁头的位置,以确保磁存储设备的可靠性和稳定性。
在工业应用方面,振动样品磁强计可以用于磁性材料的生产过程监控和质量控制。
例如,在磁体制造中,它可以用于测量磁体的磁场强度和均匀性,以优化生产工艺和提高产品质量。
此外,振动样品磁强计还可以用于磁感应层的测量和检测。
例如,在电动汽车电池制造中,它可以用于测量电池磁感应层的磁场强度和分布,以确保电池的性能和安全性。
VSM振动样品磁强计测试登记表姓名联系电话1:2:联系人电子邮件送检单位单位地址及邮编开发票单位名称为使您的样品得到快速、准确的测试,请详细填写下表:1:测试样品属于何利I磁性材料:硬磁口; 软磁口; 弱磁匚I;2:测量时所需加的磁场范围:___________________________________________________ 3:如果材料为硬磁稀土材料,请告知您的样品是否需要外加饱和冲磁4:被测样品是否为各向异性(如是请告知方向):5:样品的质量(体积)或者密度(写在本页下方,或写在外包装带上)6:有无其他要求:______________________________________________________________ 样品质量(或体积):1:____________________2:____________________3:____________________4:____________________注:请将本页填好,打印,连同样品一起寄予我室。
(或者email至fanwen@)测试说明(以下说明是用户问的最多的问题,请各位仔细阅读说明,如有不明白ema i I 询问):1:样品的尺寸要符合VSM振动样品磁强计的要求:(1)块状块状样品最好做成直径6mm,长6mm以内的圆柱或薄片6mm x 6mm x3mm以内、以减少或方便确定退磁因了的影响,但也可以为任意形状,尺寸相当于上述圆柱或薄片,最好不要超过6mm(2)粉末通常粉末样品应压成样块以获得最精确结果,若不能提供压块,应将其制成塑料小管等材料包裹的样品,常用的方法是是使用市场上常见的型料棉签,取一段棉签的卵料管,-端热封,将样品至于其内并压实后另…端用棉花案住,最终样品管长一般应小于等于7mm,制样过程中测出样品磁粉的实际一重量,粉末一定要压实,如果样品磁性较弱,在保证长度小于等于7mm的条件下尽可能的多装。
振动样品磁强计安全操作及保养规程振动样品磁强计是一种重要的测试仪器,广泛应用于物理、化学等领域的研究工作。
为了确保使用效果和仪器寿命,我们需要对振动样品磁强计进行安全操作和保养。
本文将介绍振动样品磁强计的安全操作规程和日常保养维护规程,以确保使用效果和仪器寿命。
安全操作规程1. 使用前检查在使用振动样品磁强计之前,首先需要进行检查。
具体操作如下:•确认设备处于稳定的工作状态,无明显损伤或失效情况。
•检查电源线和电源插头是否良好,防止电线受损造成安全隐患。
•确认测试环境是否符合磁场条件和温度要求。
2. 使用时注意事项在使用振动样品磁强计时,需要注意以下事项:•对于未被测量的振动样品,应放在距离测试位置足够远的地方,以防干扰测试效果。
•将测试样品放在测试台上时,需要确保测试台面平整,并放置在一个不受震动和振动的位置。
•在测试过程中应保持仪器稳定不被撞击或振动,如遇到震动或其他问题,应及时停机检查。
•在测试时应注意自己的安全,如手套、防护眼镜等必要的防护工具应当具备。
•如果测试时出现问题,应及时停机检查。
3. 关机后注意事项在使用振动样品磁强计结束后,需要注意以下事项:•断开电源线和电源插头,注意保存测试数据。
•清洁测试台面及仪器表面的杂物,保持仪器干净。
日常保养维护规程振动样品磁强计的日常保养维护也是非常必要的。
以下是振动样品磁强计的日常保养维护规程:1. 定期清洁检查定期检查振动样品磁强计的清洁情况,可以通过以下措施进行:•用干净的棉布将测试台面、仪器表面擦拭干净。
•防止渗透水或其他液体浸泡设备,以保持设备表面干燥。
•避免长时间不使用,应定期启动设备,检查是否存在异常。
2. 定期维护振动样品磁强计的定期维护可以通过以下措施进行:•定期升级维护软件及设备文件,以保持设备最佳使用效果。
•定期校准设备标准,以确保数据的准确性。
•定期保养磁体,检查磁体电池组,更换磁体电池。
3. 避免不当操作避免以下不当操作可以有效保护振动样品磁强计:•避免长时间使用,以免磁体磁性降低。
振动样品磁强计的工作原理及用途下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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振动磁强计测量原理振动磁强计是一种常用的测量磁场强度的仪器,它利用了物体在磁场中振动的原理来测量磁场的强度。
本文将介绍振动磁强计的测量原理和工作原理。
我们来了解一下振动磁强计的结构。
振动磁强计主要由磁体、弹簧、振子和传感器等组成。
其中,磁体产生磁场,弹簧将振子固定在磁体上,传感器用于测量振子的振动情况。
振动磁强计的工作原理是基于洛伦兹力的作用。
当振子在磁场中振动时,振子上的带电粒子会受到洛伦兹力的作用,从而引起振子的振动。
传感器可以测量振子的振动情况,并将其转化为电信号输出。
具体来说,振动磁强计的工作过程如下。
首先,当磁体通电时,会在其周围产生一个磁场。
接着,将待测磁场放置在磁体附近,待测磁场的强度会影响到磁体周围的磁场分布。
在这个过程中,振子会受到洛伦兹力的作用,从而引起振动。
为了测量振子的振动情况,传感器通常使用电感式传感器。
电感式传感器是一种能够将机械振动转化为电信号的传感器。
当振子振动时,传感器会感应到振子的振动,并将其转化为电信号输出。
通过测量这个电信号的特征,我们可以间接地得到振子的振动情况,进而推算出磁场的强度。
值得注意的是,由于振子的振动是由待测磁场的强度引起的,因此振子的振动情况可以间接反映出待测磁场的强度。
通过测量振子的振动情况,并根据振动与磁场强度之间的关系,我们可以计算出待测磁场的强度。
振动磁强计的优点在于其测量范围广、精度高、响应速度快等特点。
同时,振动磁强计还可以通过改变磁体的电流来调节磁场的强度,从而实现对磁场的控制。
振动磁强计利用振子在磁场中受到洛伦兹力的作用而振动的原理,通过测量振子的振动情况来间接测量磁场的强度。
它在磁场测量中有着广泛的应用,可以用于磁场强度的测量、磁场分布的研究等方面。
通过不断的改进和创新,振动磁强计将在更多领域发挥重要作用。
《基于双线圈振动样品磁强计的NiFe薄膜磁滞回线畸变分析》篇一一、引言磁性材料在现代科技和工业领域中具有广泛的应用,如电子设备、传感器、存储介质等。
NiFe薄膜作为一种典型的磁性材料,其磁性能的研究对于提升相关设备的性能具有重要意义。
双线圈振动样品磁强计(VSM)作为一种常用的磁性测量设备,能够精确地测量磁性材料的磁滞回线。
本文将基于双线圈振动样品磁强计,对NiFe薄膜的磁滞回线畸变进行分析,以揭示其磁性能的特性和影响因素。
二、实验原理及方法双线圈振动样品磁强计(VSM)是一种基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力原理的磁性测量设备。
其原理是通过测量样品在磁场中的振动响应,从而得到样品的磁滞回线。
本实验中,我们将NiFe薄膜作为样品,利用VSM测量其磁滞回线,并对其畸变现象进行分析。
实验方法主要包括样品的制备、VSM测量以及数据处理等步骤。
首先,制备NiFe薄膜样品,确保其厚度、均匀性和结晶性等参数符合要求。
然后,将样品置于VSM中,设置合适的磁场范围和扫描速度,进行磁滞回线的测量。
最后,对测量得到的数据进行处理和分析,提取出磁滞回线的畸变特征。
三、NiFe薄膜磁滞回线的畸变分析通过对NiFe薄膜的磁滞回线进行分析,我们发现其存在明显的畸变现象。
畸变主要表现为磁滞回线的形状发生改变,如偏离标准矩形、出现倾斜或弯曲等。
这些畸变现象可能与样品的微观结构、晶体缺陷、应力分布等因素有关。
为了进一步分析NiFe薄膜磁滞回线畸变的原因,我们进行了以下实验和讨论:1. 微观结构分析:通过透射电子显微镜(TEM)观察NiFe 薄膜的微观结构,发现薄膜中存在晶粒大小不均、晶界模糊等现象,这些微观结构的不均匀性可能导致磁滞回线出现畸变。
2. 晶体缺陷分析:利用X射线衍射(XRD)技术分析NiFe 薄膜的晶体缺陷,发现薄膜中存在一定数量的缺陷,如位错、空位等。
这些缺陷可能影响样品的磁畴结构和磁化过程,从而导致磁滞回线出现畸变。
振动样品磁强计振动样品磁强计振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)是测量材料磁性的重要手段之一,广泛应用于各种铁磁、亚铁磁、反铁磁、顺磁和抗磁材料的磁特性研究中,它包括对稀土永磁材料、铁氧体材料、非晶和准晶材料、超导材料、合金、化合物及生物蛋白质的磁性研究等等。
它可测量磁性材料的基本磁性能,如磁化曲线,磁滞回线,退磁曲线,热磁曲线等,得到相应的各种磁学参数,如饱和磁化强度M s,剩余磁化强度,矫顽力H c,最大磁能积,居里温度,磁导率(包括初始磁导率)等,对粉末、颗粒、薄膜、液体、块状等磁性材料样品均可测量。
一、实验目的1、了解磁性材料的分类和基本磁学参数。
2、了解振动样品磁强计的工作原理和仪器组成结构。
3、测量两种材料样品的磁滞回线,计算相关的磁学参数。
二、VSM的仪器结构与工作原理1、VSM的仪器结构振动样品磁强计主要由电磁铁系统、样品强迫振动系统和信号检测系统组成。
图1、图2所示的为两种类型的VSM原理结构示意图,两者的区别仅在于:①前者为空芯线圈(磁场线圈)在扫描电源的激励下产生磁场H,后者则是由电磁铁和扫描电源产生磁场H。
因此,前者为弱场而后者为强场。
②前者的磁场H正比于激磁电流I,故其H的度量将由取样电阻R上的电压标注,而后者由于H和I的非线性关系,H必须用高斯计直接测量。
振动系统:为使样品能在磁场中做等幅强迫振动,需要有振动系统推动。
系统应保证频率与振幅稳定。
显然适当的提高频率和增大振幅对获取信号有利,但为防止在样品中出现涡流效应和样品过分位移,频率和幅值多数设计在200Hz和1mm以下。
低频小幅振动一般采用两种方式产生:一种是用马达带动机械结构传动;另一种是采用扬声器结构用电信号推动。
前者带动负载能力强并且容易保证振幅和频率稳定,后者结构轻便,改变频率和幅值容易,外控方便,受控后也可以保证振幅和频率稳定。
因为仪器应仅探测由样品磁性产生的单一固定的频率信号,与这频率不同的信号可由选频放大器和锁相放大器消除。
振动样品磁强计使用方法
这玩意儿可厉害啦!它能精准测量材料的磁性呢。
使用振动样品磁强计,第一步得准备好样品,就像厨师准备食材一样重要。
把样品放好后,设置好参数,这就像给赛车调好速度和挡位。
然后启动仪器,看着数据一点点出来,哇,那感觉就像等待一场惊喜派对开场。
注意事项可不少呢!样品的大小和形状得合适,不然就像穿了不合脚的鞋子,跑不快也走不稳。
操作过程中要小心,别乱碰乱撞,这可不是在玩碰碰车。
安全性方面,只要按照正确方法操作,就没啥大问题。
它可不像调皮的小猴子,到处捣乱。
稳定性也很棒,数据不会忽上忽下,就像靠谱的好朋友,值得信赖。
这东西应用场景可多了。
研究材料科学的人能靠它了解材料的磁性,那感觉就像侦探找到了关键线索。
在物理学、化学等领域都能大显身手,难道不是吗?优势也很明显,测量准确、速度快,就像超级英雄拥有超能力一样。
给你说个实际案例,有个科学家用振动样品磁强计研究一种新型材
料,结果发现了惊人的磁性特性,这就像在沙漠中找到了宝藏。
振动样品磁强计真的超棒!它能让我们更好地了解材料的磁性,为科学研究和实际应用打开新的大门。
你还等什么呢?赶紧去试试吧!。
振动样品磁强计(VSM)实验报告实验目的:1、掌握振动样品磁强计的基本原理、结构,了解其使用方法2、掌握磁性样品的起始磁化曲线和磁滞回线的测量,了解由此分析材料磁性参数的方法仪器工作原理:如果将一个开路磁体置于磁场中,则此样品外一定距离的探测线圈感应到的磁通可被视作外磁化场及由该样品带来的扰动之和。
多数情况下测量者更关心的是这个扰动量。
例如,可以让被测样品以一定方式振动,探测线圈感应到的样品磁通信号因此不断快速的交变,保持环境磁场等其他量不做任何变化,即可实现这一目的,这是一种用交流信号完成对磁性材料直流磁特性测量的方法。
振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer)是基于电磁感应原理制成的仪器。
VSM是一种高灵敏度的磁矩测量仪器,测量在一组探测线圈中心以固定频率和振幅作微振动的样品的磁矩。
采用尺寸较小的样品,它在磁场中被磁化后可近似看作一个磁矩为m的磁偶极子,使样品在某一方向做小幅振动,用一组互相串联反接的探测线圈在样品周围感应这磁偶极子场的变化,可以得到探测线圈的感应电动势直接正比于样品的磁化强度。
用锁相放大器测量这一电压,即可计算出待测样品的磁矩。
由于测量线圈中的感应信号来源于被磁化的振动样品在周围产生的周期性变化磁场,那么位于坐标原点O的磁偶极子在空间任意一点P产生的磁场可表示为:H⃗⃗⃗ (r⃗ )=−14π(M m⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗r3−3(M⃗⃗⃗ m∙r⃗ )r5r⃗ )(1)式中r=xi+yj+zk⃗,其中i、j、k⃗分别为x,y,z的单位矢量。
若在距偶极子处的P点放置一匝面积为S的小测量线圈,则通过线圈的磁通量为:ϕ=∫B⃗⃗ ∙dS⃗=μ0∫H(r⃗ )∙dS⃗SS(2)若偶极子沿着z轴做αe jωt简谐振动时,(a是振幅,ω为振动角频率),有r⃗ =xi +yj +(z +αe jωt )k ⃗ (3)则偶极子磁场在N 匝线圈中激起的感应电动势为:e (t )=−ð∅ðt =−μ0∑∫ðH(r ⃗ ,t)ðt ∙dS ⃗ S N i (4)因样品沿着x 方向磁化,且线圈截面较小时,可用线圈中间的性质代表每匝线圈的平均性质,若线圈尺寸和位置固定不变,上式中积分式的数值是常数,故: e (t )=E m cos ωt(5)振幅Em 与样品磁矩成正比。
振动样品磁强计(Vibrating sample magnetometer,VSM)是一种常用的磁性测量装置。
利用它可以直接测量磁性材料的磁化强度随温度变化曲线、磁化曲线和磁滞回线,测量原理装在振动杆上的样品位于磁极中央感应线圈中心连线处,位于外加均匀磁场中的小样品在外磁场中被均匀磁化,小样品在远处可等效为一个磁偶极子。
其磁化方向平行于原磁场方向,并将在周围空间产生磁场。
在驱动线圈的作用下,小样品围绕其平衡位置作频率为ω的简谐振动而形成一个振动偶极子。
振动的偶极子产生的交变磁场导致了穿过探测线圈中产生交变的磁通量, 从而产生感生电动势ε由感生电动势的大小可得出样品的总磁矩,再除以样品的体积即可得到磁化强度。
因此,记录下磁场和总磁矩的关系后,即可得到被测样品的磁化曲线和磁滞回线。
实验仪器的组成1.电磁铁提供均匀磁场,并决定样品的磁化程度,即磁矩的大小。
需要测量的也是样品在不同外加均匀磁场的磁矩大小。
2.振动系统小样品置放于样品杆上,在驱动源的作用下可以作Z方向(垂直方向)的固定频率的小幅度振动,以此在空间形成振动磁偶极子,产生的交变磁场在检测线圈中产生感生电动势。
3.探测线圈探测i、j、k分量的磁通4.锁相放大器小样品的磁性是非常微弱的,在检测线圈中产生的交变磁场产生的感应电动势也是非常微弱,一般为10-6~10-4伏。
与外部空间的干扰信号——噪声——可以比拟甚至更小。
这么微弱的信号要能够从噪声中有效地采集出来,目前对这种小讯号的测量最好的方法是采用锁相放大器,锁相放大器是成品仪器,它能在很大噪音讯号下检测出微弱信号来特斯拉计特斯拉计的原理是采用霍尔探头来测量磁场。
H(oe)剩磁比为0.24下周自己做实验将VSM 和MOKE测量的实验结果进行对比,说出二者之间的差异。
振动样品磁强计是一种用于检测磁信号强度和特性的仪器。
它可以用
来检测金属表层的问题,以及被激励引起的特殊情况。
使用振动样品
磁强计可以得到比传统检测方法更准确、更可靠的磁信号强度数据。
振动样品磁强计由传感器和处理器组成,可以对高频磁信号进行测量。
基于抗锯齿原理,在一定时间内首先对目标表面进行扫描,用于确定
磁场的大小和方向,然后再测量磁场的强度和特性。
传感器可以输出
数字信号,然后通过处理器进行分析,实时返回有效的振动样品信息。
使用振动样品磁强计的优势在于它可以对磁场进行精准的快速测量,
降低应变设备的耗电量,准确无误地返回测量信息。
它有效检测特殊
情况,可以解决普通问题,并且还可以用于检测金属表面的问题。
此外,它可以帮助设备抑制传统存在的各种损耗数据,获得更准确和可
靠的数据。
总之,振动样品磁强计采用最新技术,拥有许多优势。
可以快速、准
确地测量磁场,并且可以实时返回有效的数据。
它可以用于检测金属
表面的问题,以及被激励引起的特殊情况,为企业带来高效与安全的
环境。
振动样品磁强计原理一、引言振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的仪器。
它利用了振动电桥原理,通过测量磁性材料在外加磁场下的振动频率变化来计算出其磁化强度。
本文将详细介绍振动样品磁强计的原理。
二、仪器组成振动样品磁强计主要由以下几个部分组成:1. 振子:由铝制成,具有较高的共振频率和Q值,能够在外加交变磁场作用下进行自由振动。
2. 电极:由两个相对放置的金属板构成,与振子相连,用于检测振子的运动状态。
3. 电桥:由四个电阻和一个可调电容构成,用于检测电极之间的微小电压差。
4. 磁场线圈:产生外加交变磁场,使得振子在其中进行自由振动时受到一定的制约。
5. 控制系统:包括信号发生器、功率放大器等组件,控制外加交变磁场的大小和频率。
三、原理解析1. 振子运动状态分析当外加磁场作用于振子时,振子受到的力将发生变化,从而导致其运动状态发生改变。
假设振子的自然频率为f0,则其运动状态可以表示为:x(t)=Acos(2πf0t+φ)其中A为振幅,φ为初始相位。
当外加磁场作用于振子时,振子的自然频率将发生改变,即f=f0+Δf。
此时,振子的运动状态可以表示为:x(t)=Acos[2π(f0+Δf)t+φ]将其展开可得:x(t)=Acos(2πf0t+φ)+Acos(2πΔft+φ)sin(2πf0t)由此可见,在外加磁场作用下,振子的运动状态将出现一个高频分量和一个低频分量。
2. 振动电桥原理在电极之间接通电桥电路后,两个电极之间将会产生微小的电压差。
根据电桥原理可知,在四个电阻中有一个阻值发生微小变化时,整个电桥中的微小电压差也会随之发生变化。
因此,在外加磁场作用下,由于振子的自然频率发生了改变,导致其运动状态也发生了改变,从而使得电极之间的微小电压差发生了变化,这种变化将会被电桥检测到。
3. 磁化强度计算根据振动电桥原理可知,在外加磁场作用下,振子的自然频率将发生改变,从而导致电极之间的微小电压差发生变化。
通过测量这种微小电压差的变化,可以计算出振子在外加磁场下的振动频率变化量Δf。
振动样品磁强计原理振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的仪器,它可以通过测量材料在外加磁场下的振动情况来确定其磁性特性。
在振动样品磁强计中,磁场会对材料施加一个作用力,从而使材料产生振动。
通过测量振动的频率和幅度,可以得到材料的磁化曲线和磁化参数,进而了解材料的磁性特性。
振动样品磁强计的原理可以分为以下几个方面来解释:首先,磁场对材料的作用力是通过磁力和磁矩之间的相互作用来实现的。
当材料受到外加磁场的作用时,其中的磁矩会受到磁力的作用而产生振动。
这种振动的频率和幅度与材料的磁性特性有关,因此可以通过测量振动来确定材料的磁化参数。
其次,振动样品磁强计中的检测系统可以通过传感器来实现对振动的测量。
传感器可以将振动转化为电信号,然后通过信号处理系统来获得振动的频率和幅度。
通过这些测量数据,可以得到材料的磁化曲线和磁化参数。
另外,振动样品磁强计中的控制系统可以通过改变外加磁场的大小和方向来实现对材料磁性的调控。
通过改变外加磁场的参数,可以得到不同条件下的振动情况,从而进一步了解材料的磁性特性。
最后,振动样品磁强计还可以通过对不同材料的对比实验来研究材料的磁性特性。
通过对不同材料在相同外加磁场下的振动情况进行比较,可以得到它们的磁化曲线和磁化参数,从而比较它们的磁性特性。
总的来说,振动样品磁强计是一种通过测量材料在外加磁场下的振动情况来确定其磁性特性的仪器。
它通过磁力和磁矩之间的相互作用来实现对材料的磁性测量,通过传感器和控制系统来实现对振动的测量和调控,通过对比实验来研究材料的磁性特性。
振动样品磁强计的原理为研究材料的磁性提供了一种全新的方法,对于材料科学和磁性材料的研究具有重要的意义。
固体物理实验报告:振动样品磁强计 一、VSM 原理1.简介振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer )是基于电磁感应原理制成的仪器。
采用尺寸较小的样品,它在磁场中被磁化后可近似看作一个磁矩为m 的磁偶极子,使样品在某一方向做小幅振动,用一组互相串联反接的探测线圈在样品周围感应这磁偶极子场的变化,可以得到探测线圈的感应电动势直接正比于样品的磁化强度。
2.基本原理由于测量线圈中的感应信号来源于被磁化的振动样品在周围产生的周期性变化磁场,那么位于坐标原点O 的磁偶极子在空间任意一点P 产生的磁场可表示为:式中矢量→→→→++=k z j y i x r ,其中→i 、→j 、→k 分别为x 、y 、z 的单位矢量。
若在距偶极子 处的P 点放置一匝面积为S 的小测量线圈,则通过线圈的磁通量为:若偶极子沿着z 轴做简谐振动t j ae ω时,(a 是振幅,ω为振动角频率),有:则偶极子磁场在N 匝线圈中激起的感应电动势为:因样品沿着x 方向磁化,且线圈截面较小时,可用线圈中间的性质代表每匝线圈的平均性质,若线圈尺寸和位置固定不变,上式中积分式的数值是常数,故:振幅E m 与样品磁矩成正比。
因而线圈输出电压的有效值V x 正比于样品的磁矩测量方程:))(3(41)(53→→→→→→⋅--=r r r M r M r H m mπ→→→→⋅=⋅=⎰⎰Sd r H S d B S S )(0μφ→→→→+++=kaez j y i x r tj )(ω∑⎰=→→⋅∂∂-=∂∂-=Ni S Sd t t r H t te 10),()(μφtE t e m ωcos )(=其中k 为振动样品磁强计的灵敏度,可用比较法测定,该过程称为振动样品磁强计的校准或定标。
比较法是用饱和磁化强度0s σ已知的标准样品(如高纯镍球样品),若已知表样的质量为m s0,校准时振动输出信号为Vs :则有:为使直径约为2毫米的样品符合偶极子条件,样品到线圈的中心间距r 与样品磁化方向的长度l 之间应满足22)2(l r >>。