04磁力仪原理与结构
磁力仪原理
磁力仪原理磁力仪是一种测量磁场强度的仪器，它利用磁感应原理来测量磁场的大小和方向。
磁力仪主要由传感器、信号处理器和显示器等部分组成，通过测量磁场的变化来判断被测物体的磁性和磁场强度。
下面将详细介绍磁力仪的原理及其工作过程。
磁力仪的原理是基于磁感应原理的。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或者磁场发生变化时，就会在导体中产生感应电动势。
磁力仪利用这一原理，通过传感器检测磁场的变化，进而测量磁场的强度和方向。
传感器是磁力仪的核心部件，它通常采用霍尔元件或者磁阻元件。
当传感器置于磁场中时，磁场的变化会引起传感器内部的电信号变化，这些变化被传感器捕捉并转化为电信号输出。
信号处理器接收传感器输出的电信号，并对其进行放大、滤波和数字化处理，最终将处理后的信号传输给显示器进行显示。
在磁力仪的工作过程中，当被测物体的磁场发生变化时，传感器会感知到这种变化并将其转化为电信号。
信号处理器对这些电信号进行处理后，显示器会显示出磁场的大小和方向，从而实现对被测物体磁场的测量。
总的来说，磁力仪的原理是基于磁感应原理的，通过传感器检测磁场的变化，信号处理器对信号进行处理后，最终通过显示器显示出磁场的大小和方向。
磁力仪在工业、科研和生活中都有着广泛的应用，如地磁测量、磁材料测试、磁场成像等领域都离不开磁力仪的应用。
总之，磁力仪是一种利用磁感应原理来测量磁场的仪器，其原理简单而有效。
通过传感器、信号处理器和显示器等部件的协同作用，磁力仪能够准确地测量磁场的大小和方向，为科研和生产提供了重要的技术支持。
希望本文能够对磁力仪的原理有所了解，并能够对相关领域的研究和应用提供一定的帮助。
3.磁法仪器讲解
CZM-3质子磁力仪工作原理简介
• 野外仪器系统由质子旋进式磁力仪和微处 理机两部分组成。除主机外，也有探头和 电源。并带有微处理机系统，能够对磁力 仪测得的地磁场数据连同有关的其他参数 能自动收录。最后将收录的数据回室内与 室内计算机连接作最后处理。
质子磁力仪工作原理简介
• 1 测量原理 • 该磁力仪是利用煤油、水或酒精等含氢原子中的 质子自旋的磁矩，经人工磁场HO磁化后，沿HO 方向排列而产生磁矩mP，在人工磁场切断后，其 磁矩的方向由人工场方向逐渐趋向地磁场方向， 在这个过程中，它是以围绕T旋进中趋向T方向的， 这种旋进称拉莫尔旋进，其旋进频率与地磁场强 度成正比。其表达式：T=23.4874ƒ，由此可知， 我们只要测得其旋进频率（ƒ）就可测得T,因此磁 力仪就是一个频率测定器。
2.频率测量
• 接收讯号的探头是装满煤油的罐状无磁性玻璃 钢瓶，并绕上一组人工磁场激励和接收频率讯 号的共用线圈。工作时，先产生一个人工磁场 H0（H0＞＞T）,工作时,H0方向垂直于地磁场。 切断后，质子磁矩在拉莫尔旋进中切割讯号线 圈，由此产生感应电动势。感应电动势是在 mP旋进一周时，其方向因与线圈圆截面每转 90°而呈垂直(后斜交)→平行→反向→又平行 →回原方向变化，电动势相应由极大→零→负 极大→零→极大（回原点）的变化，周而复始， 形成图2－13中所示的振幅不断减小的正弦波 图形。
扭鼓
• 在靠近悬丝一端的仪器外壳上有一个圆形旋钮，并有刻 度，可以正反向扭转悬丝，产生扭力矩，使磁棒调正到 近水平状态，设计的扭鼓要求正反方向每转一圈所引起 磁系偏转量是一致的。即偏转一圈的场值是一个常量， 称扭鼓常数。其磁场值也是格值仪标定的。在两种情况 下要使用扭鼓：仪器从甲地转到乙地工作时，两地磁场 差值大于仪器可读的测程范围，此时已看不到读数了。 需要动扭鼓，使磁棒近于水平；另一种情况是工作区遇 到强磁异常，其变化超出了测程范围，此时要动扭鼓， 但要记下正向或负向扭动的圈数，对测点场值进行扭鼓 改正。
磁通门磁力仪原理
磁通门测磁场流程
哎呀，各位看官，今儿咱来摆摆龙门阵，聊聊这磁通门测磁场的事儿。
咱先用咱四川话儿给大家铺个底儿：
说起这磁通门测磁场啊，那就得先说说它那精细的流程。
先是要准备工具，就像咱们做饭要先备齐材料一样。
然后，就得找准地方，找个磁场平稳的地儿，就像咱们找块风水宝地儿建房子似的。
再然后，就得开始测量了，那可得小心翼翼，就像咱们捏个豆腐花儿一样，稍微一使劲儿就破了。
咱们再来用贵州话儿给大家说说：
测磁场这事儿啊，其实也不难，就是要细心。
你得按照步骤来，不能乱来。
先检查设备，再找准位置，然后开始测量。
测量的时候，手不能抖，心不能慌，要不然就测不准了。
咱们再换陕西方言给大家道道：
这磁通门测磁场啊，得按规矩来。
先检查家伙事儿，再找个好地方，然后开始干活儿。
干活儿的时候，得稳稳当当的，不能毛毛躁躁的，要不然就白忙活了。
最后咱们用北京话儿给大家总结总结：
总的来说啊，这磁通门测磁场就是个技术活儿，得按照科学的流程来。
先检查设备，确保没问题；再找个合适的地点，保证测量的准确性；然后开始测量，这时候就得心细手稳了。
这样一套流程下来，咱们就能得到准确的磁场数据了。
哎，各位看官，今儿咱就聊到这儿了。
这磁通门测磁场的流程啊，说起来简单，做起来可得细心。
咱们得按照科学的步骤来，才能得出准确的结果。
希望今儿咱聊的能让大家有个明白的了解，下次再见啦！。
量子磁力仪器的原理和应用
量子磁力仪器的原理和应用概述磁力仪器是一种广泛应用于科学研究、医学诊断、工业制造和其他领域的仪器设备。
而量子磁力仪器是一种基于量子物理原理来测量和定量化磁场的专用设备。
本文将介绍量子磁力仪器的工作原理、构成要素和应用领域。
工作原理量子磁力仪器利用了量子物理学中的一些特性来测量磁场。
其主要原理可以归纳为以下几点：1.核磁共振原理：当物质中的核自旋受到外部磁场作用时，它们会发生拉直，并产生共振信号。
这种共振信号的频率与外部磁场的强度成正比，因此可以通过测量共振信号的频率来间接测量磁场的强度。
2.磁共振现象：当核自旋受到外部磁场作用时，它们会从低能级跃迁到高能级，此过程称为激发。
通过对激发的研究，可以推导出磁场的强度和分布情况。
3.态相关测量：量子磁力仪器利用了量子叠加态和纠缠态的特性进行测量。
通过对量子态的测量，可以推导出磁场的强度和方向。
构成要素一个典型的量子磁力仪器通常包含以下几个主要构成要素：1.磁体：用于产生稳定的外部磁场。
磁体通常由超导体构成，以确保磁场的稳定性和均匀性。
2.探测器：用于测量磁场的强度和方向。
常见的探测器包括磁阻效应传感器、霍尔效应传感器和超导量子干涉仪等。
3.信号处理器：用于处理和分析测量得到的信号。
信号处理器通常包括模数转换器、数字信号处理器和计算机等。
4.电源系统：用于提供磁体和探测器所需的电源。
电源系统通常包括稳定的直流电源和可编程电源等。
应用领域量子磁力仪器在许多领域中有着广泛的应用。
以下是其中几个主要的应用领域：1.科学研究：量子磁力仪器在物理学、化学和生物学等科学领域中被广泛应用。
它们可以用于研究材料的磁性、分子的结构和生物分子的相互作用等。
2.医学诊断：量子磁力仪器在医学诊断中有着重要的应用。
例如，磁共振成像（MRI）技术是一种基于量子磁力仪器的影像技术，可用于检测和诊断人体内部的疾病和异常。
3.矿产勘探：量子磁力仪器在矿产勘探中发挥着重要的作用。
通过测量地下矿产区域的磁场强度，可以帮助勘探人员确定矿物资源的分布和储量。
电磁式仪表的结构和工作原理
电磁式仪表的结构和工作原理电磁系仪表是一种交直流两用的测量仪表，其测量机构主要由通过电流的固定线圈和处于固定线圈内的可动软磁铁芯组成，可分为吸引型、排斥型和排斥-吸引型三种基本类型。
下面介绍吸引型的测量机构工作原理。
吸引型测量机构如图1 所示。
它是扁平型的固定线圈和可动的软磁铁芯所组成。
扁线圈中的中间有一条窄缝。
在可动部分的转轴上，还固定有指针、游丝、平衡锤和阻尼片。
当被测量的电流通过固定线圈时，在线圈的窄缝中就产生磁场。
在磁场的电磁力作用下，软磁铁芯被吸入线圈的窄缝，带动可动部分偏转，当偏转到的转动力矩与游丝的反作用力矩平衡时，指针就稳定下来。
当被测量电流的方向改变时，则磁场方向及铁芯被磁化的极性也同时改变，所以相互之间的吸引作用仍保持不变，也就是转动力矩的方向不变，由此可知转动力矩的方向与电流方向的变化无关，因此电磁系仪表能用于交流电路的测量。
在交流电路中，固定线圈的磁场使可动体发生偏转的电磁能量为212W Li =式中i 为通过线圈的电流，L 为线圈的电感。
此时电磁能量是用来产生转矩的，测量机构的瞬时转动力矩为212t dW dLM i dtd α==可动部分的平均转矩为∫∫==TTt p dt i Td dL dt M TM 0201211α式中，2021I dt i TT=∫（I 是交流电流的有效值）。
因此电磁系仪表的转动力矩为2212p f dLM IK I d α== 式中f K 表示频率为f 时仪表的系数。
若电磁系仪表用于直流电路时，则转矩为20I K M =1—线圈 2—固定线圈 3—可动铁芯4—磁屏蔽 5磁感应阻尼片 图1 电磁系线圈测量机构式中，0K 为直流条件下仪表的系数。
反作用力矩由游丝产生，反作用力矩为M D αα=⋅当转动力矩平衡时，p M M α=，即221212dL D I d dL I D d αααα⋅==由于当/dL d α为常数时，偏转角与通过线圈的电流的平方成正比，所以电磁系仪表的刻度特性是非线性，前密后疏。
CCM-4磁力仪使用说明书
CCM-4 型磁力仪使用说明书✧感谢您使用CCM-4磁力仪，我们将尽力为您提供使用、维修及各种技术服务。
✧在您使用仪器之前请务必仔细阅读《使用维护说明书》，严格按照说明书中的要求操作、维护。
北京吉祥天地科技有限公司联系人：周晓敏联系电话：135****3936地址：北京市海淀区昆明湖南路9号云航大厦一、概述CCM-4型磁力仪为单轴磁通门磁力仪，其工作原理是将一磁通门传感器吊装在探头内，通过电缆将其所测得的磁场强度信号送到主机进行处理，并用4½位数字表头显示出测量结果。
由于传感器是垂直吊装，因而其测量值是磁传感器处地磁场的垂直分量。
该仪器可用于铁矿、有色金属矿床的磁法勘探，同时也可用于探测铁磁地下埋设物，如：自来水管、铸铁管道、含钢筋的混凝土管道等。
为满足记录地磁日变及地震观测的需要，本仪器专门设有模拟输出，用户可接记录仪进行无人值守观测记录。
该产品的最大特点：●轻便，性能稳定可靠。
●高分辨率，宽量程。
●抗50Hz及其它电磁干扰能力强。
二、主要技术指标：探测对象：铁磁性物体及含有铁磁物质的载体，地磁场的日变观测参数：地磁场的垂直分量传感器：外壳尺寸Φ65mm×150mm,硅油阻尼的自动调平系统（±1°范围内）里程：±19999nT ±0.5%（纳特）分辨率：1 nT地磁补偿范围：35,000 nT -55,000 nT粗调：1）35,000-40,000 nT2）40,000-45,000 nT3) 45,000-50,000 nT4）50,000-55,000 nT细调：5000 nT，10圈，线性连续可调转向差：≤±100 nT（水泡在记号圈内，探头自旋360°读数最大最小之差）电源：16只AA型镍氢可充电电池（1400mAH）整体耗电：约100mA工作环境温度：-10℃—+50℃显示方式：4½位液晶数字显示主机尺寸：190mm×65mm×230mm传感器支杆尺寸：Φ24mm×1075mm传输电缆： 2.5m主机重量： 2.0kg传感器重量：0.45kg三、成套性：1．CCM-4磁力仪主机1台2．CCM-4传感器1只3．专用充电器1只4．专用传感器三脚架1只5．专用传感器支杆1套6．主机—传感器电缆2条7．背带1条8．技术文件1）CCM—4磁力仪使用维护说明书1份2）CCM—4磁力仪检验卡1页3) CCM—4磁力仪装箱单1页4）CCM—4磁力仪检验合格证1张9．仪器包装箱1只四、操作使用方法：1．CCM-4磁力仪主机内配有专用镍氢可充电电池，使用前先按下主机面板上“电源”开关，并分别按下“电池”“+”和“-”，此时表头显示数字均应大于9.600，否则应对电池充电，其方法是：将仪器底部标有“充电，输出”字样插座上的黑色橡皮护罩拔下，将专用充电器的插头插入并顺时针旋紧锁圈，吧充电器电源插头接通220伏市电，此时充电器的电流表和电压表均应有显示，充若干小时后充电器面板左边的电流表指示变小或在零与350mA之间摆动，说明电池已充满，即可拔下充电器重复起始工作方法，检查电池电压是否满足工作条件，若满足即可投入使用。
磁通门磁力仪工作原理、结构与使用
磁通门磁力仪磁通门式磁敏传感器又称为磁饱和式磁敏传感器。
它是利用某些高导磁率的软磁性材料(如坡莫合金）作磁芯，以其在交直流磁场作用下的磁饱和特性及法拉第电磁感应原理研制的测磁装置。
这种磁敏传感器的最大特点是适合在零磁场附近工作的弱磁场进行测量。
传感器可作成体积小，重量轻、功耗低，既可测T、Z，也可测ΔT、ΔZ，不受磁场梯度影响，测量的灵敏度可达 0．01 nT，且可和磁秤混合使用的磁测仪器。
由于该磁测仪对资料解释方便，故已较普遍地应用于航空、地面、测井等方面的磁法勘探工作中，在军事上，也可用于寻找地下武器（炮弹、地雷等）和反潜。
还可用于预报天然地震及空间磁测等。
4.1磁通门式磁敏传感器的物理基础（一）磁滞回线和磁饱和现象铁磁性材料的静态磁滞回线，如图1．35所示。
在图中当磁化过程由完全退磁状态开始，若磁化磁场等于零，则对应的磁感应强度也为零。
随着磁化磁场H的增大，磁感应强度B亦增大，扭曲线OA段所示。
但当H增加到某一值Hs之后，B就几乎不随H的增加而增强，通常将这种现象称作磁饱和现象。
开始饱和点所对应的Bs、H。
，分别称作饱和磁感应强度和饱和磁场强度。
图1.35 静态磁滞回线示意图当H增加到Hs后，如使H逐渐减小下来，磁感应强度也就随之减小下来。
但实践证明，一般这种减小都不是按照AO所示的规律减小，而是按照AB所示的轨迹进行，并且当磁场H 减小到零时，磁感应强度B并不等于零，也就是说磁感应强度的变化滞后于磁场H的变化，这种现象称为磁滞现象。
当H由H S减小到零时，B所保留的值Br被称作最大剩磁，之所以叫最大剩磁是由于H 从小于Hs的不同值减小到零，其所对应的剩磁也是不同的，但以H从Hs减小到零时所对应的剩磁Br最大。
欲使剩磁去掉，就需加一个与原磁化磁场相反的磁场，如OC段所示。
线段OC即表示使磁感应强度B恢复到零时所需要的反向磁场强度，这一场强通常称为矫顽力，并用Hc表示。
最大剩磁Br饱和磁感应强度Bs饱和磁场强度Hs及矫顽力Hc是磁性材料的四个重要参数，在设计制造磁力仪器时，必须予以重视。
磁力计原理
磁力计原理
磁力计是一种测量磁场强度的仪器，它可以通过测量磁场对磁性物质的作用力
来确定磁场的强度。
磁力计的原理基于磁场对磁性物质的作用力，下面我们将详细介绍磁力计的原理。
首先，磁力计是由磁铁和线圈组成的。
当磁铁靠近线圈时，磁场会在线圈中产
生感应电流，这个感应电流会产生一个磁场，与磁铁的磁场相互作用，从而使线圈受到一个力的作用。
根据洛伦兹力的原理，磁场对运动电荷产生的力与电荷的速度、磁场的强度和方向都有关系。
因此，当磁铁靠近线圈时，线圈中的感应电流会受到磁场的作用力，从而产生一个力矩，使线圈发生转动。
其次，磁力计的原理还涉及到电磁感应现象。
当磁铁靠近线圈时，磁场的变化
会在线圈中产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
因此，线圈中会产生感应电流，这个感应电流会产生一个磁场，与磁铁的磁场相互作用，从而使线圈受到一个力的作用。
最后，磁力计的原理还涉及到磁场的测量。
根据磁场对磁性物质的作用力，可
以通过测量线圈受到的力来确定磁场的强度。
通常情况下，磁力计会通过测量线圈的转动角度或者测量线圈受到的力来确定磁场的强度。
总的来说，磁力计的原理基于磁场对磁性物质的作用力，通过测量线圈受到的
力或者感应电流来确定磁场的强度。
磁力计在科学实验、工业生产和生活中都有着重要的应用，它可以帮助人们更准确地测量磁场的强度，从而推动科学技术的发展。
磁电系仪表的结构和工作原理
磁电系仪表的结构和工作原理磁电系仪表的基本测量机构由固定部分和可动部分组成，如图1所示，其特点是由一个或几个永久磁铁和一个或几个载流线圈所构成的磁场能量来推动可动部分偏转。
可动部分的转动力矩中由永久磁铁与载流线圈的磁场相互作用产生的。
磁电系测量机构根据可动部分是载流线圈还是永久磁铁，可分为动圈式和动磁式两类。
在动圈式仪表中根据永久磁铁安装的位置不同，又分为三种：外磁式、内磁式和内外磁相结合三种形式。
固定的磁路由马蹄形永久磁铁、磁轭、极掌和圆柱形铁芯组成，在它们之间的空隙内，形成强辐射状的均匀磁场。
安装在气隙中的动框，是一个用绝缘细导线绕制成的矩形线圈。
动框上下的侧面固定着带轴尖的轴尖座，轴尖支撑在轴承的凹槽中，使可动部分可以在气隙中转动。
两对游丝的盘旋方向相反，内端与轴固定，外端固定的支架上。
游丝不仅产生阻尼力矩，而且是电流引入和引出线。
轴上的平衡锤可用来调节可动部分的机械平衡，使可动部分的重心在转轴上。
磁电系仪表的作用原理是以永久磁铁间隙中的磁场与载流线圈相互作用为基础。
当可动线圈中有电流通过时，根据左手定理，在可动线圏的两个侧边上将产生如图2所示的1F 和2FBNIl F F F ===21式中，B 为空气隙中的磁感应强度，N 为线圈的匝数，I 为通过线圈的电流，l 为线圈中受力边的长度，若在线圈上产生的转动力矩为M ，则SBNI bBNIl bF F bF b M ===+=2122 式中，b 为线圈非受力边的长度，即线圈的宽度；S 为线圈的有效面积，即bl S = 在转矩的作用下，使可动部分转动。
此时仪表的游丝被扭转而产生一个反作用力矩M α。
当偏转角随着测量电流I 增大时，游丝的反作用力矩也增大，因此有M D αα=⋅式中，D 为游丝反矩系数，α为指针的偏转角。
当转动力矩与反作用力矩相等时，表头上的指针就静止在稳定的偏转位置，此时有1.永久磁铁2.磁轭3. 极掌4.圆柱形铁芯5.动框6.游丝7.平衡锤8.磁分路9.指针图1 磁电系测量机构1.永久磁铁2.圆柱形磁铁3.可动线圈 图2磁电作用原理αM M =即 SBNI D α=⋅i SBNI S I Dα== 式中，i S 称为测量机构的电流灵敏度。
磁力计工作原理
磁力计工作原理磁力计，也称为磁力仪或磁场计，是一种测量磁场强度和方向的仪器。
它基于磁感应定律和法拉第电磁感应定律，通过利用导线中的电流与磁场之间的相互作用来测量磁场。
磁力计的工作原理可以分为两个关键步骤：磁感应定律和法拉第电磁感应定律。
根据磁感应定律，当导体（一般为线圈）置于磁场中时，会在导体内和周围产生感应电动势，并且电动势的大小与磁场的强度成正比。
这意味着如果一个导体通过磁场，那么导体内会产生感应电流。
而磁力计正是基于这个原理来测量磁场。
法拉第电磁感应定律告诉我们，当一个导体中的电流发生变化时，会产生感应磁场。
基于这个定律，磁力计中的线圈会通过一个外部的可变电阻，使得电流的大小可以随需求进行调节。
通过调节电流的大小和方向，磁力计可以测量不同方向和强度的磁场。
基于以上原理，磁力计由一个线圈和其它必要的电子元件组成。
当电流通过线圈时，磁场会围绕线圈形成。
这个磁场与外部磁场相互作用，导致线圈中产生感应电动势。
通过测量感应电动势的大小，磁力计可以计算出外部磁场的强度。
另外，磁力计也可以测量磁场的方向。
为了实现这个功能，常常使用多个线圈来确定外部磁场的方向。
通过测量每个线圈中感应电动势的大小，磁力计可以计算出磁场在空间中的方向。
总结起来，磁力计通过利用导体中的电流与磁场的相互作用来测量磁场的强度和方向。
它基于磁感应定律和法拉第电磁感应定律，在不同的应用中具有广泛的用途。
磁力计的工作原理相对简单，但是在设计和制造过程中需要考虑到很多因素，以确保高精度和可靠性。
以上是对磁力计工作原理的简要介绍，希望能为您提供一些帮助。
对于更多深入的探讨和具体应用方面的内容，还需要根据具体的需求和情境来进行进一步的研究和分析。
如果你对这个主题还有更多的问题或疑惑，欢迎继续交流。
磁力计是一种测量磁场强度和方向的仪器，由一个线圈和其它必要的电子元件组成。
下面将详细介绍磁力计的工作原理和具体应用。
一、工作原理磁力计的工作原理基于磁感应定律和法拉第电磁感应定律。
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磁力仪的原理与结构4.１磁力仪概述通常把进行磁异常数据采集及测定岩石磁参数的仪器，统称为磁力仪。
为利用磁力勘探研究和勘查矿产资源,必须准确测量磁异常的量值,这就需要有高精度的仪器。
从20世纪至今，磁力勘探仪器经历了由简单到复杂,由利用机械原理到现代电子技术的发展过程。
按照磁力仪的发展历史，以及它应用的物理原理,可划分为:第一代磁力仪。
它是应用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理,或利用感应线圈以及辅助机械装置。
如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。
第二代磁力仪。
它是应用核磁共振特性,利用高磁导率软磁合金,以及专门的电子线路。
如质子磁力仪,光泵磁力仪,及磁通门磁力仪等。
第三代磁力仪。
它是利用低温量子效应,如超导磁力仪磁力仪按其测量的地磁场参数及其量值，可分为:①相对测量仪器,如悬丝式垂直磁力仪等，它是测量地磁场垂直分量的相对差值；②②绝对测量仪器,如质子磁力仪等，它是测量地磁场总强度的绝对值；不过亦可测量梯度值。
若从磁力仪使用的领域来看,它们可分为：地面磁力仪、航空磁力仪、海洋磁力仪以及井中磁力仪。
下面为几种型号磁力仪照片ＣＳ2-６1型悬丝式垂直磁力仪Ｓcｉnｔrex公司ENVI质子磁力仪G858便携式铯光泵磁力仪G８５6F高精度的智能便携式磁力仪PMG－1质子磁力仪SM-5高精度铯光泵磁力仪４．2机械式磁力仪原理机械式是磁法勘探中最早使用的一类仪器。
19１5年阿道夫·施密特刃口式磁称问世，２０世纪30年代末,相继出现凡斯洛悬丝式磁称,其后它们成为广泛使用的二种地面磁测仪器。
它们都是相对测量的仪器。
因其测量地磁场要素的不同,又分为垂直磁力仪及水平磁力仪。
前者测量Z的相对差值，后者测量平面矢量Ｈ在二个方位上的相对值。
CＳ２-61型悬丝式垂直磁力仪基本结构——内部结构可分为四个部分：１．磁系;2.光系；3. 扭鼓和弹簧;４.夹固开关磁系受到地磁场垂直强度磁力(Ｚ）、重力(g）及悬丝扭力(τ）三个力矩的作用,当力矩相互平衡时,磁棒会停止摆动。
当力矩相互作用，处于静态平衡时，磁棒停止摆动,三个力矩的大小和作用方向为：磁力矩：mzｃosθ，逆时针重力矩:Pdcos(β-θ),顺时针扭力矩:2τθ，顺时针仪器工作原理磁系主要是一根圆柱形磁棒,它悬吊在铬、镍、钛合金恒弹性扁平丝的中央,丝的一端固定于扭鼓，另一端固定于弹簧，压于压丝台上。
工作时磁系旋转轴(悬丝）应是水平的,磁棒摆动面严格垂直于磁子午面。
打开仪器开关后,磁棒绕轴摆动,它受到地磁场垂直强度力、重力、及悬丝扭力三个力矩的作用,当力矩相对平衡时,磁棒会停止摆动。
如右图所示,则平衡方程为:m Zcｏs(θ)＝Ｐd cｏs(β-θ)+2τθ (4．2．１）式中:Ｚ——地磁场垂直分量；m——磁棒的磁矩;P——磁系受到的重力；θ——磁棒偏转角；ｄ——磁系重心到支点的距离;β——d与磁轴的夹角；τ——悬丝的扭力系数。
上式经变换整理,并考虑到仪器设计中偏转角范围很小，不超过２°，可视θ＝ｔan θ，则得τθ2tan +-=Ph PamZ （4.２.２）a=d ｃos β(重心到支点沿磁轴方向距离)；h= ｄ sin β: （重心到支点垂直磁轴方向距离）;在仪器的结构上，利用光系将偏转角θ放大并反映为活动标线在标尺上的偏离格数。
由上图并考虑到θ角很小，可是tan ２θ=２tan θ，则有fs s 2tan 0-=θ （4．2．3) ｆ——光系物镜的焦距;s ——磁棒偏转θ角时光系标尺的读格； s0——磁棒水平时光系标尺的读格。
将（4．2.3）式代入(4.2.２）式,得： )()(22121212s s s s fmph Z Z Z -=-+=-=∆ετ(4．2.４） 由上式表明,悬丝式垂直磁力仪，只能用于相对测量。
式中(Ｐh+２τ)／2ｆm 是一个常数，它代表每一读格的磁场值,叫做格值，以符号ε表示。
格值的倒数是灵敏度,通过调节h 以改变灵敏度。
（４．２.１)式ｍ大小是磁钢的磁矩,一般来说．它是随着温度的上升而下降的。
这个变化量大约在万分之几。
这个量虽然不大，但对仪器的影响可不小。
４．3 质子旋进式磁力仪质子旋进式磁敏传感器是利用质子在地磁场中的旋进现象，根据磁共振原理研制成功的。
用这种传感器制作的测磁仪器,在国内外均得到广泛应用。
4.3.1质子旋进式磁敏传感器的测磁原理质子旋进式磁敏传感器是利用质子在地磁场中的旋进现象,根据磁共振原理研究成功的。
物理学业已证明物质是具有磁性的。
若以水分子（H ２O)而言,从其分子结构、原子排列和化合价的性质分析得知：水分子磁矩(即氢质子磁矩）在磁场作用下绕地磁场旋进，如图２．１——1所示。
它的旋进频率f 服从公式f=γｐT/２π的（式中γp 为质子旋磁比；T 为地磁场强）。
不管从经典力学观点,还是从量子力学观点,此公式的来源均能得以论证。
为方便起见,本文采用经典力学的观点，分析直角坐标系中质子磁矩的旋进情况。
设质子磁矩M 在地磁场T 作用下有一力矩M ×T ,于是,它和陀螺一样，其动量矩的变化率等于外加力矩，即T M dtp d ⨯= （４．3．１)P M P γ= (４.3.2）[]TM p dtp d p dtM d ⨯==γγ=zy x z y x T T T M M M k j i （4．3.3)磁矩的三个分量为:[][][]⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=-=-=x y y x p dtdM z x x z p dt dM y z z y p dt dM T M T M T M T M T M T M z y x γγγ (4．3.4)为分析方便,设T z =T(地磁场)；Tx=０;Ty=0.将此条件代入式（4.3.４),便得：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=-==0dtdM x p dt dM y p dt dM z y x T M T M γγ （4.3.5)对于(４．3.5）中的第一微分，得x P dtdM pdtM d M T yx 222γγ-==即02222=+x p dt M d M T x γ (4.３.6）显然，式(4.3．6）为简谐运动方程，其解为：⎪⎭⎪⎬⎫=+-=+=常数Z t p y t p X M T A M T A M )sin()cos(ϕγϕγ (４.３.7）同理：常数==+=A M M M y x 22 （4.3．8)从式（4.３.７)可看出,M Z 是常数，磁矩M 在z 轴上的投影是不变的;磁矩M 在x 轴的投影是按余弦规律变化的;磁矩M 在y 轴是按正弦规律变化的。
由图２.1——2可以看出:磁矩Ｍ在xy 平面上的绝对值是一个常数，并且在xy 平面上旋进。
综合起来看，质子磁矩M 在地磁场T 的作用下,绕地磁场T 旋进,它的轨迹描绘出一个圆锥体，旋进的角频率为ω,称为拉莫尔频率。
根据简谐运动方程,可得到：ω=γp T;ω=2πｆ,即：f=Tpπγ2（４.３.10）式中 γp ＝(2.67513_+0.０000２)S -１T -１。
将此值代入上式，便得:⎭⎬⎫==Hz Tf nT f T 8.42574874.23 (4.３.１1） 由上式可看出,频率ｆ与地磁场成正比，只要能测出频率f ，即可间接求出地磁场T 的大小，从而达到测量地磁场的目的，需要指出的是：这里没有考虑驰豫时间。
但是,在实际工作中是有驰豫时间的，信号也是衰减的，那么如何在信号衰减的情况下测量地磁场呢?下面就来介绍这个问题。
４.３.2 地磁场的测量与旋进信号在核磁共振中，共振信号的幅度与被测磁场23T 成正比。
当被测磁场很弱时,信号幅度大大衰减,对地磁场这样微弱的磁场，用一般的核磁共振检测方法是接收不到旋进信号的，为了测得质子磁矩M 绕地磁场的旋进频率f 信号,必须采取特殊方法：使沿地磁场方向排列的质子磁矩,在激化场的激励下,建立质子宏观磁矩，并使其方向垂直(或接近垂直)于地磁场方向。
通常采用预极化方法(或辅助磁场方法）来建立质子宏观磁矩。
以增强信号幅度的。
具体作法是：用圆柱形玻璃容器装满水样品或含氢质子液体,作为灵敏元件,在容器周围绕上极化线圈和测量线圈(或共用一个线圈),使线圈轴向垂直于地磁场T 方向。
在极化场作用下,容器内水中质子磁矩沿极化场方向排列,形成宏观磁矩,如图2.1—3所示。
一旦去掉极化场，质子磁矩则以拉莫尔旋进频率绕地磁场旋进,当质子磁矩在旋进过程中切割线圈,使线圈环绕面积中的磁通量发生变化，于是在线圈中就产生感应电动势,如图2.1—4所示。
若量测感应电压的频率,就可测量出地磁场的大小。
因为极化场H 大于地磁场T ，故此法可H倍，设地磁场T为0.5×1０-4T,极化场H为100×１0－４T,则可使信噪比增大20使信噪比增大T０倍。
在自由旋进的过程中，磁矩M的横向分量以T2（横向驰豫时间)为时间常数并随时间逐渐趋近于零;在测量线圈中所接收的感应信号,也是以T2为时间常数按指数规律衰减的。
这一现象由图２.１—4和图２.1—5不难说明。
图２.1—6所示为质子旋进式磁敏传感器的示意图.传感器的核心部分是一个容积为5０0ｃc左右的有机玻璃容器(内装蒸馏水）,在容器外面绕以数百匝的导线，使线圈轴向与地磁场方向大致垂直。
线圈通以1～3A的电流,而形成约0.０１T的极化场，使水中质子磁矩指向极化场H 的方向。
若迅速撤去极化磁场，则M的数值与方向均来不及变化，驰豫过程来不及影响M的行为,此时,质子磁矩在自旋和地磁场T的作用下以角速度w绕地磁场T旋进。
在旋进的过程中，周期地切割外绕的线圈。
杂一测量线圈中产生出的感应信号。
由于驰豫过程的作用,其信号幅度Vｔ的大小随时间按指数规律衰减,其表达式:20T t e V V t -=式中 T 2——横向驰豫时间；V 0——信号初始幅度;如果接收线圈共有w 匝，所包围的面积为S,充填因子为a,则质子旋进信号强度的表达式为：t wSM V ωπαωsin 410080-=式中 M ０——磁化强度。
在实际工作时，线圈轴向与地磁场T 的夹角θ不正好保持900，并由实测得知:总磁矩量与sin θ成正比例,所以,自由旋进感应信号的电压幅度值和ｓｉn2θ成正比例。
又考虑到旋进信号按指数规律衰减的特点,其感应信号完整表达式为：2sin sin 410208T t te wSM V t --=ωθπαω由于（2.１—13)可知,θ角的大小只影响质子旋进信号的振幅大小，而并不影响质子旋进频率，故在实际测量中，探头无需严格定向。
θ＝900时，信号最大。
由实验得知，对于几百立方厘米的样本，线圈为数百匝的传感器,在较好的情况下，质子感应信号仅为0.5mV 左右。
感应信号的衰减还和地磁场梯度的大小有关。
理论分析和实验表面：测量线圈中产生的感应信号频率即为质子磁距的旋进频率,这和以前所述的T f pπγ2=公式是一致的。