磁通計

基本原理

磁通計是在測量線圈內磁通變化時，根據可動框架的偏轉程度來確定磁通量的磁場測量儀器。在測量線圈和磁通計的可動框架繞組構成的閉合迴路中，當測量線圈內磁通Φ變化時，有感應電流通過框架繞組，促使框架產生一定偏度α，Φ和α成正比，磁通量(Wb)為

Φ=(cα/N)×10^-3 (1)

式中c為磁通計衝擊係數，mWb/格，標準磁通計，c=1；N為測量線圈匝數。磁通量與所在位置磁場強度H及測量線圈平均截面積S之積有關，故磁場強度

H=Φ/S = （cα/NS)×10^-3(2)

磁通量是直接測量出的，磁場強度是經計算後得出的。磁通計在使用前需要校正，以保證測量的準確性。

常見磁通計的構造

磁電式磁通計

常用的磁電系磁通計，結構上類似於磁電系檢流計(見圖)，但未設定反抗力矩，用無力矩的柔軟導流絲將電流引入可動線圈，因此線圈可以停留在任何位置。磁通計中一般裝有調整機構，可將指針或游標調到刻度盤上便於讀取數據的位置。使用時，將處於恆定磁場中的測量線圈L1與磁通計的動圈L2連線。如果使L1中的磁通發生變化，例如將L1移出磁場(△Φ=Φ)，則在L1中感應出電動勢，使磁通計的指針由原來的位置α1偏轉到新的位置α2，兩位置的差值（Δα=α2-α1）與感應電動勢的時間積分成比例，從而也與磁通量的變化Δφ成比例，且△Φ在數值上等於Φ的關係，可確定磁通量Φ。

磁電式磁通計按毫韋伯分度，又稱毫韋伯計。其上裝有調整機構，可在讀數前將指針調到零點或其他便於讀數的位置。但其靈敏度較低，僅為 0.1毫韋伯/分度。如要求更高的靈敏度，須使用衝擊檢流計或使用電子式、數字積分式磁通計。

電子式磁通計

由電子式積分器與指示儀表組成(見圖)。積分器用集成放大器加阻容反饋構成；指示電錶可以是機械式指示電錶，也可以是數字電壓表。當探測線圈中所鏈合的磁通變化Δφ時，線圈中感應出電動勢e，此時，積分器的輸出電壓e0=-nΔφ/RC(n為探測線圈的匝數，R為電阻，C 為積分電容)，從指示電錶上即可讀出與探測線圈相鏈合的磁通的變化量。20世紀80年代的電子式磁通計的靈敏度大約可達10^-3毫韋伯/分度，遠高於磁電式磁通計，但仍低於衝擊檢流計。

數字積分式磁通計

由電壓－頻率變換器與計數器構成。原理上，磁電式磁通計對測量線圈的感應電動勢起積分作用，其指針偏轉反映積分結果。如此，若採用電子積分器與指示電錶的組合，即可形成電子式磁通計;若將L1中感應電動勢e經電壓頻率轉換器轉化為與其成正比的脈衝系列，再用計數器累積計數，即數字積分，則所計數值正比於L1中磁通的變化，故稱為數字磁通計。

探測線圈中的磁通變化Δφ所感生的電壓e，由電壓-頻率變換器轉換為脈衝鏈，其重複頻率與不同時刻的e值成正比。計數器對脈衝鏈作總計數，總計數N與Δφ成正比，從而獲得磁通的變化量。

霍耳特斯拉計

上述各種磁通計都用於恆定磁場磁通量的測量。利用霍耳（爾）效應既可測量恆定磁場，又可測量交變磁場。當將一塊半導體矩形薄片(霍耳片)垂直放在磁場B中，並沿薄片縱軸方向通以恆定電流，就會在薄片中心橫軸兩端點之間產生與磁場成正比的霍耳電壓，這就是霍耳效應，利用霍耳效應製作的測量磁通量的儀表稱做霍耳特斯拉計。[2]

磁通計

基本介紹