磁性測量是指對磁場和磁性材料進行測量，通過磁測量來測量其它物理量。 基本被測量包括磁通量Φ，磁感應強度B，磁場強度H，磁化強度M等。1785年，庫侖發現電荷間和磁極間作用力的庫侖定律和磁庫侖定律，揭開了磁測量歷史的序幕。1819---1820年奧斯特發現電流的磁效應以及安培等發現關於電流之間磁相互作用力的安培作用力定律，1831年法拉第發現關於變化磁通感生電動勢的電磁感應定律，使人類對巨觀磁現象有了全面而本質的認識，並導致1832年高斯單位制的開始形成，真正的磁測量才得以實現。
基本介紹
- 中文名：磁性測量
- 外文名：magnetic measurement
- 分類：動態靜態
- 基本被測量：磁通量，磁感應強度等
- 時間：1832年
- 人物：高斯
簡介,歷史,物理基礎,原理,分類,
簡介
磁性測量是指對磁場和磁性材料進行測量，通過磁測量來測量其它物理量。 基本被測量包括磁通量Φ，磁感應強度B，磁場強度H，磁化強度M等。
歷史
人類開始接觸磁現象是遠古的事。早在公元前三世紀，我們的祖先就已發現天然磁石可以吸鐵，隨後又成功地把磁體的指向性用於羅盤上。然而對磁學量進行測量的歷史不過二百年。1785年，庫侖發現電荷間和磁極間作用力的庫侖定律和磁庫侖定律，揭開了磁測量歷史的序幕。1819---1820年奧斯特發現電流的磁效應以及安培等發現關於電流之間磁相互作用力的安培作用力定律，1831年法拉第發現關於變化磁通感生電動勢的電磁感應定律，使人類對巨觀磁現象有了全面而本質的認識，並導致1832年高斯單位制的開始形成，真正的磁測量才得以實現。
最初使用的測量儀器當然十分簡陋，隨著這些基本磁規律被肯定下來，各種精心設計製作的磁測量儀器便相繼出現了。最早的磁測量儀器是螺線管和電磁鐵，到1846年法拉第用他發明的磁秤感知弱磁物質的極弱磁性( 順磁性和抗磁性) ，1872年斯托列托夫開始用衝擊檢流計測量並研究了鐵的技術磁化行為。以後一百餘年，磁測量儀器、磁測量方法及其技術隨著磁學、磁性材料、磁性器件、以及其它與磁有關的科學技術的發展而不斷地發展，並且相互促進。今天，磁測量項目和儀器已十分繁多，測量的靈敏度、準確性已大幅度提高。因此磁測量在科學技木領城裡，已成為重要的現代化物理測量技術。
物理基礎
磁規律是空間、物質、材料和物體中各種磁學量之間或磁學量與其它物理量之間的關係。有些關係是定性的，有些關係是定量的，而其中一些比較基本的關係則往往能用簡單的數學公式準確地表達。
磁規律的範圍隨人們對磁現象的認識擴展而不斷擴大，圍繞不同方面的磁規律展開的。這些磁規律包括基本的巨觀磁規律和磁單位、物質磁性的規律、強磁材料磁化的規律、樣品磁化的規律和物質的磁效應。
磁規律是磁測量得以正確有效進行的物理基礎。首先，基本磁學量磁場強度、磁矩、磁化強度和磁感應強度等都只有在發現了基本巨觀磁規律、同時給出它們的定義和單位之後才能進行測量；對於各種具體的磁領域，也只有掌握了相應的具體磁規律，從而定義出反映其特點的磁學量才能對它們進行測量。這就是說，磁測量的對象及被測磁學量的定義都來自磁規律，後者應該是磁測量的基礎。其次，為了實現被測磁學量的正確測量，所採用的測量方法的原理要正確，而這些原理都是基本的或比較基本的磁規律。例如，兩大類磁測量方法即磁力法和感應法的原理，分別是前面提到的磁庫侖定律、安培作用力定律和法拉第電磁感應定律，它們都是基本的磁規律。
各種磁測量所用的儀器，必須能按指定的準確度測出由磁規律定義出的磁學量。而實現磁測量的各種操作規程，也受到各種磁規律的制約，必須滿足由磁規律提出的要求。一些基本的磁規律早已確立，但磁測量的水平，即使對於基本磁學量而言，至今仍在不斷提高之中，這是科學技術水平不斷發展的綜合結果，其中也包括基本磁規律套用能力的提高。在具體磁測量中基本磁規律所起的作用往往是逐漸被人們認識的，而一些比較具體的磁規律又需要經過實踐才能發現，這種認識和發現對磁測量技術的發展將起重要的作用。
原理
樣品置於單一磁場中會被感應出磁矩。而將樣品置於振動樣品磁強計的拾取線圈中，振動時，由於通過樣品的磁通量的變化，在檢測線圈中便會感應出電壓信號。該信號與磁矩成比例，所以振動樣品磁強計可以用來測量材料的磁特性。磁場可以由電磁鐵或超導磁體產生，所以磁矩和磁化強度可以作為磁場的參數來進行測量。作為溫度的參數，在低於常溫時，可用超導磁體的樣品置於單一磁場中會被感應出磁矩。而將樣品置於振動樣品磁強計的拾取線圈中，振動時，由於通過樣品的磁通量的變化，在檢測線圈中便會感應出電壓信號。該信號與磁矩成比例，所以振動樣品磁強計可以用來測量材料的磁特性。磁場可以由電磁鐵或超導磁體產生，所以磁矩和磁化強度可以作為磁場的參數來進行測量。作為溫度的參數，在低於常溫時，可用超導磁體的VSM系統或帶有低溫杜瓦的電磁鐵的系統或帶有低溫杜瓦的電磁鐵的VSM系統。高於常溫時，可用帶有加熱爐的系統。高於常溫時，可用帶有加熱爐的VSM系統。因為選用鐵磁材料時，主要決定於它們的磁化強度和磁滯回線，所以系統。因為選用鐵磁材料時，主要決定於它們的磁化強度和磁滯回線，所以VSM 系統的常用功能是測量鐵磁材料的磁特性。
分類
靜態磁性是指磁性材料在穩恆磁場中的磁性，包括基本磁化曲線、磁滯回線及其所定義的各種參數，如飽和磁化強度M；或飽和磁感強度、剩餘磁化強度或剩餘磁感強度、各種磁化率或磁導率等。從根本上來說，上述參數都是通過測定在某一磁場下的磁化強度或磁感應強度而確定的。動態磁特性是指磁性材料在交變磁場中的磁性能。
磁性材料在交變磁場中變現出的磁特性稱為交流磁化特性。與靜態磁特性不同。物質的動態磁特性不僅和物質本身的磁性有關，還與勵磁電流的頻率、幅度、波形等因素有關。
靜態磁滯回線的面積是靜態的磁滯損耗，動態磁滯回線的面積是總損耗，包括三部分：磁滯損耗：指鐵磁材料作為磁介質，在一定勵磁磁場下產生的固有損耗（在電能轉換磁能過程中所產生的損耗）；渦流損耗：磁通發生交變時，鐵芯產生感應電動勢進而產生感應電流，感應電流呈旋渦狀，感應電流在鐵芯電阻上產生的損耗就是渦流損耗；剩餘損耗：除磁滯損耗和渦流損耗以外的損耗，所以動態磁滯回線的面積總是大於靜態磁滯回線的面積。
