磁性测量实验指导书
实验 磁性参数的测量
实验磁性参数的测量一．实验目的1.熟悉冲击法测量磁性参数的测试方法。
2.测定软磁材料的磁化曲线和磁滞回线。
二．实验原理：铁磁性物质的磁化曲线(M-H或B-H)是非线形的。
如图1所示，随磁化场的增加，磁化强度M或磁感应强度B开始时增加较缓慢，然后迅速增加，再转而缓慢增加，最后磁化饱和，磁化强度不再随磁场强度增加而增加。
M s称为饱和磁化强度，B s称为饱和磁感应强度。
对一个磁化至饱和的样品退磁时，M并不按照磁化曲线反方向进行，有滞后现象。
当H减小到零时，M=M r（B r=μ0M r）。
M r或B r称为剩余磁化强度或剩余磁感应强度（简称剩磁）。
若欲使M=0，则必须加一个反向磁场H c，称作矫顽力。
当反向H继续增加，可至反向饱和。
如图4-1中所示，当H从+H m变到-H m再回到+H m，试样的磁化曲线形成一个封闭的曲线，称为磁滞回线。
图4-1 铁磁体的磁化曲线和磁滞曲线磁性材料按矫顽力大小可分为两类：既矫顽力很大的硬磁材料[H c≈104~106A/m （102~104）]和矫顽力很小的软磁材料[H c≈1A/m（10-2）]。
测磁性材料的磁化曲线和磁滞回线，最常用的是冲击法。
本实验中采用的仪器为直流磁特性测量仪，其磁化电源扫描控制器，积分器和XY记录仪连结时的原理图如下：图4-2 直流磁特性测量仪原理图在样品上绕上初级线圈N 1和次级线圈N 2，在初级线圈中通一电流I ，从而在线圈N 1中产生一磁场H ，同时在样品中产生了磁通Φ，当此磁通发生变化时就在样品次级中产生一感应电压U 2U 2=dt d N Φ2 ⎰=Φdt U N 221 AN dt U A B ⋅=Φ=⎰22 I K DI N H ⋅=⋅=4.0 式中：D 为样品的平均直径（cm ） 2/)(out in D D D +=N 1为样品的初级绕组圈数N 2为样品的次级绕组圈数 I 为样品的初级磁化电流A 为样品的横截面积B 为磁感应强度H 为磁场强度K 为比例系数由上式可知H 正比于I ，所以从与样品N 1串联的分流电阻上取出一定的电压U 1，经过扫描发生器的第一级带有H 定标器的放大器运算后其输出加到XY 记录仪的X 端作为所测的磁场值（H ），所以扫描控制器和电流量程选择的配合能产生所需要数值连续变化的IH m的扫描磁场。
磁粉检测作业指导书
磁粉检测作业指导书标题：磁粉检测作业指导书引言概述：磁粉检测是一种常用的无损检测方法，通过磁粉检测可以有效地发现材料中的表面和近表面裂纹、夹杂等缺陷，保障工件的质量和安全。
本文将详细介绍磁粉检测的作业指导书，匡助操作人员正确进行磁粉检测。
一、准备工作1.1 确认检测对象：在进行磁粉检测之前，首先要确认待检测的工件或者构件。
1.2 准备设备：准备好磁粉检测所需的设备，包括磁粉喷粉器、磁粉液、磁粉检测仪等。
1.3 检查环境：检查检测环境，确保环境干净、无尘、无杂物。
二、操作步骤2.1 准备工件：清洁待检测的工件表面，去除表面油污和杂物。
2.2 喷粉操作：使用磁粉喷粉器对工件表面进行均匀喷粉。
2.3 磁场施加：根据工件材质和尺寸，选择适当的磁场施加方式，确保磁场均匀覆盖整个工件。
三、检测方法3.1 干式磁粉检测：适合于表面开裂和近表面裂纹的检测，操作简单，速度快。
3.2 湿式磁粉检测：适合于检测深层裂纹和细小裂纹，对工件表面要求较高。
3.3 高灵敏度磁粉检测：适合于对裂纹尺寸和形状有严格要求的检测，需要专业的操作技能。
四、检测结果处理4.1 发现缺陷：当检测到工件表面有裂纹或者夹杂时，要及时标记并记录。
4.2 判定缺陷：根据检测结果和标准要求，判定缺陷的性质和等级。
4.3 处理建议：根据缺陷的性质和等级，提出相应的处理建议，确保工件质量和安全。
五、注意事项5.1 安全第一：在进行磁粉检测时，要注意安全操作，避免发生事故。
5.2 保养设备：定期对磁粉检测设备进行保养和维护，确保设备正常使用。
5.3 持续学习：磁粉检测技术不断发展，操作人员应持续学习，提高专业技能。
结语：磁粉检测作业指导书是进行磁粉检测的重要参考资料，正确遵循指导书的操作步骤和注意事项，可以提高检测效率和准确性，保障工件质量和安全。
希翼本文的介绍能匡助操作人员更好地进行磁粉检测作业。
磁感应强度测量实验
磁感应强度测量实验磁感应强度是描述磁场强度的物理量，也是研究电磁现象的重要参数之一。
测量磁感应强度的实验被广泛应用于物理学研究、工程技术等领域。
本文将详细介绍磁感应强度测量实验的步骤和注意事项。
一、实验步骤1. 准备实验装置和材料：磁铁、直流电源、螺线管、滑动导轨、示波器、导线等。
2. 搭建实验装置：将磁铁固定在滑动导轨上，并将螺线管固定在滑动导轨的另一端。
用导线将直流电源与螺线管连接，确保电流正常通电。
3. 测量基准点：将示波器接入螺线管的两端，使其能够读取电压变化。
4. 测量磁感应强度：通过改变电流的大小和方向，记录示波器上显示的电压值。
根据法拉第电磁感应定律，通过电流和电压的关系可以得到磁感应强度的数值。
5. 分析数据：根据实验测得的数据，进行计算和分析，得到磁感应强度的准确数值。
二、实验注意事项1. 实验环境：实验应在无干扰的磁场环境中进行，以确保测量结果的准确性。
2. 电流的方向和大小：在测量过程中，应注意电流的方向和大小的变化，以获得多组准确的数据。
3. 实验装置的稳定性：实验装置应保持稳定，以防止外界因素对实验结果的影响。
4. 示波器的调整：在测量过程中，示波器的参数需要适当调整，以保证读取的电压值准确可靠。
5. 数据处理的方法：在数据处理过程中，应选取适当的数学方法和软件工具，提高数据处理的准确性和效率。
三、实验结果与讨论根据实验步骤和注意事项进行实验后，我们得到了一系列磁感应强度的数据，并进行了数据处理和分析。
在实验中，我们发现磁感应强度与电流的大小和方向呈线性关系，符合法拉第电磁感应定律的预期。
通过本实验，我们不仅学习了如何测量磁感应强度，还深入理解了磁场的基本性质和磁场与电流之间的相互关系。
这对于今后的物理学研究和相关工程技术的应用具有重要的意义。
综上所述，磁感应强度测量实验是一项具有重要学习价值和应用意义的实验。
通过此实验，我们不仅加深了对磁场的理解，也提高了实验技巧和数据处理能力。
磁力计测量实验的操作指南与误差分析
磁力计测量实验的操作指南与误差分析1. 引言磁力计是实验室中常用的一种测量仪器，用于测量磁场的强度和方向。
磁力计可以广泛应用于物理、化学、地质等领域的实验研究中，因此掌握磁力计的操作方法和误差分析是进行相关实验的基础。
2. 实验器材及步骤首先，我们来介绍一下常用的磁力计器材。
磁力计一般由霍尔元件、磁铁和数据采集系统组成。
在进行实验前，需要确保器材完好无损、仪器校准准确。
接下来，我们开始进行磁力计的操作实验。
首先将待测磁场放置在磁力计附近，保持距离合适，避免磁场强度对测量结果造成影响。
然后，打开磁力计数据采集系统，确保数据采集设备与计算机正常连接。
在数据采集系统上，选择合适的采样频率和触发方式，以获得准确的测量数据。
在进行测量时，要保持实验环境的稳定性，避免外界磁场和温度对测量结果产生干扰。
同时，在进行实验时要尽量减小人为干扰，保证测量结果的准确性和可靠性。
3. 误差来源及其分析磁力计测量结果的误差主要来自于两个方面：系统误差和随机误差。
系统误差是由于磁力计本身的结构、仪器参数、环境因素等引起的，为了减小系统误差，可以通过仪器校准和环境控制进行优化。
而随机误差是由于实验过程中不可避免的偶然因素引起的，无法完全消除，但可以通过多次测量和数据处理进行减小。
在实验中，应该进行重复测量并取平均值来减小随机误差的影响。
此外，还需要对磁力计的灵敏度和解析度进行评估。
灵敏度是指磁力计对于磁场强度变化的响应程度，解析度则是指磁力计可以测量的最小磁场强度变化。
可以通过改变待测磁场的强度，以及进行测量重复性测试等方法来评估这些指标。
4. 结果及讨论在实验结果的讨论中，可以考虑不同磁场强度和方向对测量结果的影响。
并且可以对实验数据进行拟合分析，得到磁场的分布图像和磁场的大小等信息。
此外，还可以对磁力计的测量结果和理论值进行比较，以评估实验结果的准确性。
若实验结果与理论值存在差异，需要进一步分析误差来源，并找出改进的方法。
磁通量测试作业指导书
作业指导书生效日期：XXXXXXXXXX
工序名磁通量测试作业指导书作业名称线别工位文件版次文件编号
A/0
一.操作示图：
使用工具/辅料注意事项
修
订
记
录
NO版本修订内容日期修改人做成确认承认磁通计设备调试：作业前先检查磁通计各部位，确认设备能够正常工
作；按RESET健，屏幕数字为0，参数归零，可测相应的产品。
2.磁通计要放在水平工作台面上作业不能有震动，检查工作台面
是否有其他磁铁体，防止出现误差。
1.磁通计连接好测试线圈、电源等，按
电源开关，开机加电，预热2-3分钟。
2.将样品放置在线圈中心。
3.将磁通计的清零按钮按一下，使
得磁通计的数据显示为零。
然后匀速拿出样品，此时磁通计显
示的数据为该磁体的工作磁通量。
读出磁通计的显示值。
设备故障状态：开机加电后，
显示屏幕数字跳动过快。
设备良好状态：按RESET键，
归零，屏幕屏数字逐渐上升。
磁性物理实验指导书讲解
磁性物理实验讲义磁性物理课程组编写电子科技大学微电子与固体电子学院二O一二年九月目录一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (1)二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 (3)三、磁致伸缩系数测量与分析 (6)四、磁化强度测量与分析 (9)五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 (11)六、磁畴结构分析表征 (12)一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析(一)、实验目的：了解磁性材料的起始磁导率的测量原理，学会测量材料的起始磁导率，并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。
(二）、实验原理及方法：一个被磁化的环型试样，当径向宽度比较大时，磁通将集中在半径附近的区域分布较密，而在外半径附近处，磁通密度较小，因此，实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。
为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况，引入有效尺寸参数。
有效尺寸参数为：有效平均半径r e，有效磁路长度l e，有效横截面积A e，有效体积V e。
矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。
⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=211211lnrrrrre（1）⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=211211ln2rrrrleπ（2）⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=2112211lnrrrrhAe（3）eeelAV=（4）其中：r1为环型磁芯的半径，r2为环型磁芯的外半径，h为磁芯高度。
利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性，尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时，应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。
材料的起始磁导率（iμ）可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量（L）而计算得到。
计算公式如式（5）所示。
20i eeA NLlμμ=（5）其中：μ0为真空磁导率，4π×10-7H ·m -1；N 为线圈匝数。
磁性材料起始磁导率（µi ）的定义式如式（6）所示。
可知，起始磁导率的温度特性依赖于材料磁感应强度（B ）的温度特性，而磁感应强度和磁化强度（M ）之间满足式（7），因此可知，材料起始磁导率的温度特性可反映材料磁化强度的温度特性。
磁性材料磁性测量开放实验指导书
磁性材料磁性测量开放实验指导书振动样品磁强计是以感应法为基础并配用近代电子技术发展起来的一种新型检测物质磁性的测试仪器，已广泛用于材料磁性，包括磁化曲线、磁滞回线、Ms 、Mr 、Hcb 、Hcj 、(BH)max 等参数、M-T 曲线等的检测。
由于其适应性强、灵敏度高、准确可靠、使用方便以及测量自动化等优点，已在科研、国防和生产实践中得到广泛应用。
一、实验目的1．学习振动样品磁强计的使用方法，熟悉仪器的构造。
2．学习用振动样品磁强计测量材料的磁性。
二、实验原理及应用2.1 VSM 的结构及工作原理振动样品磁强计是将样品放置在稳定的磁场中并使样品相对于探测线圈作小幅度周期振动，则可得到与被测样品磁矩成正比的信号，再将这信号用适当的电子技术放大、检波转换成易于测量的电压信号，即可构成振动样品磁强计。
图1图2上面所示为两种类型的VSM原理结构示意图，两者区别仅在于：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。
当振荡器的功率输出馈给振动头驱动线圈时，该振动头即可使固定在其驱动线圈上的振动杆以ω的频率驱动作等幅振动，从而带动处于磁化场H中的被测样品作同样的振动；这样，被磁化了的样品在空间所产生的偶极场将相对于不动的检测线圈作同样振动，从而导致检测线圈内产生频率为ω的感应电压；而振荡器的电压输出则反馈给锁相放大器作为参考信号；将上述频率为ω的感应电压馈送到处于正常工作状态的锁相放大器后（所谓正常工作，即锁相放大器的被测信号与其参考信号同频率、同相位），经放大及相位检测而输出一个正比于被测样品总磁矩的直流电压V J out,，与此相对应的有一个正比于磁化场H的直流电压V H out（即取样电阻上的电压或高斯计的输出电压），将此两相互对应的电压图示化，即可得到被测样品的磁滞回线（或磁化曲线）。
磁性测量实验-中山大学材料物理实验2015
0.746 T 0.534 T 0.71 125.701 mH/m
直流冲击法得到坡莫合金的基本磁化曲线（图 9）以及μ-H 曲线（图 10） ：
图 9、坡莫合金基本磁化曲线（直流冲击法）
图 10、坡莫合金的μ-H 曲线（直流冲击法）
[2]直流扫描法 饱和磁感应强度 Bm 软磁铁氧体 （环形；尺寸：8.03\0.369） 室温：26℃ 测量方法：直流扫描法 剩余磁感应强度 Br 矩形比 Br/Bs 矫顽力 Hc 初始磁导率μ0 最大磁导率μm 直流扫描法得到软磁铁氧体的磁滞回线如图 11：
1、 用 TH-MHC 型智能磁滞回线实验组合仪测量 退磁后，按从小到大的顺序取不同的励磁电压，得到不同的磁滞回线，如下图 1、图 2：
图 1、样品 1A 在不同励磁电压下的磁滞回线
图 2、样品 2A 在不同励磁电压下的磁滞回线
中山大学物理科学与工程技术学院
材料物理实验
比较两个样品的磁滞回线可以发现： 样品 1A 为硬磁，剩磁较大；样品 2A 为软磁，剩磁较小。
分析：样品 1A 的初始磁导率较小，随着励磁电压的增加磁导率出现一个极大值； 样品 2A 的初始磁导率即最大磁导率（比样品 1A 大） ，随着励磁电压的增加磁导率逐渐减小。 取 U=3.0V；R1=2.5Ω时样品 1A 的磁滞回线做详细分析。B-H 曲线如下图 7：
图 7、样品 1A 的磁滞回线（U=3.0V；R1=2.5Ω）
0.0895 T 0.0126 T 0.141 275 A/m 0.01 mH/m 0.07 mH/m
图 12、铁氧体的磁滞回线
中山大学物理科学与工程技术学院
材料物理实验
坡莫合金、软磁铁氧体、铁氧体的磁学性能分析比较： 坡莫合金 [分析] 矫顽力很小而饱和磁感应强度较大， 剩磁也较大， 矩形比达到 0.7； 初始磁导率很大。 [结论] 弱磁场作用下的磁导率很大；磁滞损耗很小。 软磁铁氧体 [分析] 矫顽力较小；剩磁较大，矩形比达到 0.8；初始磁导率很小，最大磁导率较大。 [结论] 强磁场作用下磁导率较大；磁滞损耗较小。 铁氧体 [分析] 矫顽力很大；饱和磁感应强度很小；剩磁很小，矩形比只有 0.14；磁导率很小 [结论] 磁导率很小；磁滞损耗很大。
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磁性材料的磁性测量
一、实验目的
1. 了解固体磁性的来源。
2. 学习使用振动样品磁强计（VSM）测量材料的磁性。
二、实验原理概述
1. 目的意义
磁性是物质普遍存在的性质，任何物质在磁场作用下都有一定的磁化强度。
磁性材料在电力、通讯、电子仪器、汽车、计算机和信息存储等领域有着十分广泛的应用。
本实验通过对磁性材料磁性能的测量，加深对磁性材料基本特性的理解。
2. 固体的磁性
按磁性进行分类，大体可分为下述五种
（1）顺磁性。
这类物质具有相互独立的磁矩，在没有外场作用下相互杂乱取向，故不显示宏观磁性。
而在外场作用下，原来相互独立杂乱分布的磁矩将在一定程度上沿磁场方向取向，使这类物质表现出相应的宏观磁性。
磁场越强则宏观磁性越强，而当外磁场去除后，其宏观磁性消失。
（2）抗磁（逆磁）性。
此类物质无固有磁矩，在外磁场作用下产生感应磁性。
磁场消失则宏观磁性随之消失。
（3）反铁磁性。
此类物质内具有两种大小相等而反向取向的磁矩，故合成磁矩为零，使物质无宏观磁性。
（4）亚铁磁性。
此类物质内存在两种大小不相等但反向耦合在一起的磁矩，故不能相互完全抵消，使该类物质表现出强磁特性。
（5）铁磁性。
此类物质内的磁矩均可互相平行耦合在一起，因而表现出强磁特性。
3．磁特性的检测方法
振动样品磁强计可以测出在不同的环境下材料多种磁特性。
由于其具有很多优异特性而被磁学研究者们广泛采用，使VSM成为检测物质内禀磁特性的标准通用设备。
设被测样品的体积为V，由于样品很小，当被磁化后，在远处可将其
视为磁偶极子：如将样品按一定方式振动，就等同于磁偶极场在振动。
于是，放置在样品附近的检测线圈内就有磁通量的变化，产生感生电压。
将此电压放大并记录，再通过电压-磁矩的已知关系，即可求出被测样品的磁化强度。
三、实验设备及材料
1. 仪器：振动样品磁强计Lake Shore 7404型VSM
2. 材料：磁性样品
四、实验内容及步骤
1. 实验步骤
（一）校准系统
1．磁矩偏移量校准（Moment Offset）
①将空杆装在振动头上；
②从“calibration”菜单中点击“Moment Offset”；
③按照对话框提示进行Moment Offset的校准。
注意：在进行该项校准时不能选中“atuorange”栏。
2．磁矩增益量校准（Moment Gain）
①在样品杆上装入含有镍标准样品的样品杯，打开振动头；
②从“calibration”菜单中点击“Moment Gain”；
③在Moment Gain Calibration类型中选择“Single point calibration”；
④对话框中在相应的栏输入“6.92”emu 和“5000”G；
⑤调节样品鞍点；
⑥按照对话框提示步骤进行校准。
注意：在进行该项校准时不需要选中“atuorange”栏。
（二）测量样品
1. 根据所测试样品性质和形状选择相应的样品杆和样品杯；并将含有样品的样品杆安装在振动头上；
2. 调节样品鞍点；
3. 为该测量样品选择合适的量程或选中“atuorange”栏；
4. 从“experiments”菜单中选择“News experiment”，对实验进行命名，根据所需测量的数据（曲线）选择实验类型和实验条件；
注意：在建立一个新的实验模版时，在“Time Constant”和“Averaging Time per Point”栏中分别选择“0.3”秒和“10”秒；在“X channel”栏中选择合适的灵敏度，或选中“Moment Auto range”；
5. 在软件上点击“Start”开始实验，实验完成后会自动保存实验结果。
2．实验数据处理
（1）使用用作图软件处理数据。
（2）对测得的磁滞回线进行分析，确定所测样品的各种磁学参量。
五、思考题
1. 固体磁性的来源。
2. 什么是磁偶极子？
3. 怎样调节鞍点？。