用於測量磁量的裝置和方法
有時,為了解決技術問題或出於研究目的,需要測量磁量。當然,所需磁量的值也可以根據已知的初始數據通過公式間接確定。然而,要獲得磁通量F、磁感應強度B或磁場強度H的最準確值,直接測量方法更為合適。讓我們考慮直接測量磁量的方法。
原則上,測量磁值的方法可以基於 磁場 電流或電線。磁場引起的力與電氣過程相聯繫,然後藉助電氣測量裝置,以便於人感知的形式獲得被測量的值。
測量磁量的方法主要有兩種:感應法和電磁法。
第一個是基於磁通量變化時 EMF 的感應,第二個是基於磁場對電流的作用。讓我們分別看看這兩種方法。
電磁感應法
已知當線圈L的匝數被磁通量F穿過時(當穿透電路的磁通量發生變化時),在線圈導體中感應出一個EMF(E),與磁通量的變化率成正比磁通dF/dt,即正比於它的值F。這種現像用公式來描述:
在均勻磁場中,磁通量F將與磁感應強度B成正比,比例係數為磁感應線穿過的環路S的面積。
進一步 - 磁感應 如果這種現象發生在真空中,或者考慮到介質的磁導率——也通過該介質的相對磁導率 μ,B 將通過磁常數 μ0 與磁場 H 的強度成正比.
因此,感應法可以讓您找到以下值:磁通量 Ф、磁感應強度 B 和磁場強度 H。測量磁通量的設備稱為 webmeters 或 fluxmeters(來自 flux — flux)。
Webermeter 由一個具有已知參數的感應線圈和一個 DUT 積分器組成。積分裝置是磁電振鏡。
如果將網表的線圈帶入或取出有磁場的空間,則網表測量機構的偏轉(點偏轉或顯示屏上數字的變化)將與該磁場的感應 B。數學相關性很容易用以下公式描述:
電磁鐵法(霍爾法)
眾所周知,安培力作用於位於外部磁場中的載流導線,如果我們更仔細地觀察這個過程,那麼洛倫茲力作用於導線中移動的帶電粒子。
因此,如果將一塊導電板置於磁場中,並且有直流或交流電流通過該板,則該板的兩端將出現直流或交流電勢差。這種電位差 Ex 稱為霍爾 EMF。
基於板的已知參數和霍爾電動勢,可以確定磁感應強度 B 的值。設計用於測量磁感應強度的設備稱為特斯拉計。
如果 霍爾傳感器(Hall sensor) 從一個電源供電,然後從第二個電源施加補償電位差,然後可以使用比較器通過補償器方法確定霍爾電動勢。
該裝置非常簡單:取自可調電阻的補償電壓與霍爾電動勢反相施加,從而確定霍爾電動勢的值。當補償電路和霍爾傳感器由同一電源供電時,消除了發電機電壓和頻率不穩定可能引起的誤差。
霍爾傳感器廣泛用作電動機和其他機器中的轉子位置傳感器,在這些機器中,可以從移動的永磁體或磁化變壓器鐵芯獲得信號。特別是,霍爾傳感器在某些應用中可作為測量電流互感器的一種替代品。