磁場相關儀器有哪些

A. 恆定磁場測量用什麼儀器測量

最直接的用特斯拉計，可以直接測磁場，磁場測量范圍較大，測試值准確度也較高。若磁場具有方向性，如磁場沿著某一直線是恆定磁場，而直線之外的其他部分非恆定，則最好用霍爾感測器探頭來測，因為探頭很容易做成立方體型的，這樣容易定出測量方向，如測亥姆霍茲線圈的恆定磁場，測地磁場的方向和大小等。其他測試方法也有，但都或者成本太高，或者使用不方便，我知道的就這些，希望回答對你有幫助。

B. 有沒有測量電場強度或者磁場強度的儀器

是靜電電壓表。特斯拉計和磁通計。

原理：

在遠離被測物體（最好遠離被測物體1米以上）或電位為零處（如接地金屬體或地面附近）將電源開關撥到ON的位置，此時顯示值應為零或接近零（末尾數字最好不超過5〕。若不為零，可將開關撥回OFF位置（清零與關機是在同一位置，往前撥時稍用力推）後再撥回ON位置。

由於數字儀表的靈敏度和解析度比指針儀表較高，易受周圍靜電及操作人員帶電的影響，按下測試按鍵後有時顯示不為"000"而有尾數"?"，但其測量誤差可以忽略。若對測量結果要求較准確，可從測量讀數中減除初始讀數。

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本儀表感測器採用電容感應探頭（本儀表的探頭位於儀表的前端，與儀表成一體〕，利用電容分壓原理，經過高輸入阻抗放大器和A/D轉換器等，由液晶顯示出被測物體的靜電電壓，如圖1示。為保證讀數的准確，本儀表設有電池欠壓顯示電路以及讀數保持等電路。

防爆靜電表廣泛適用於石油、化工、油庫、消防、電子、國防、航天、天燃氣、印刷、紡織、印染、橡膠、塑料、噴塗、醫葯等科研、生產、儲運安全管理部門中有關靜電的測量。是現場靜電檢測的理想儀表。

C. 磁測儀器

磁測儀器統稱為磁力儀。按其構造特點可分為機械式磁力儀和電子式磁力儀。

1.機械式磁力儀

機械式磁力儀是利用靜力平衡原理進行地磁場相對測量的。該類儀器又稱磁稱。磁秤有兩種：一種是測量地磁場垂直分量相對值的垂直磁秤；另一種是測量地磁場水平分量相對值的水平磁秤。

圖8-1是國產CS₂-61型懸絲式垂直磁秤內部結構示意圖。儀器的核心部分是磁系。磁系由圓柱形磁棒、嵌在棒上的鋁框及平面反光鏡等組成，並由一根稱為懸絲的扁平金屬絲懸掛在儀器殼的內部。懸絲的一端固定在彈簧上，另一端固定在扭鼓上，於是整個磁系就可以繞懸絲自由轉動。

圖8-1 國產CS₂-61型懸絲式垂直磁秤內部結構示意圖

為了使儀器測定值只與磁異常有關，必須消除地磁場對磁系的影響。在北半球可通過讓磁棒的S極一端距轉軸（懸絲）比N極一端略遠，使得整個磁系的重心稍偏向S極一端，且位於轉軸的下方。於是在重力和地球磁場的作用下，磁系將大致保持水平。只有當儀器周圍存在磁體時，磁棒才發生傾斜而顯示出異常來。

儀器測量的是地磁場垂直分量，這就要求必須消除地磁場水平分量的影響。因此，必需調整磁系使其保持水平，且只能在磁東西方位的鉛垂面內擺動。這樣磁場水平分量對磁系轉動的影響就被完全消除了。

該儀器簡單的工作原理為，當儀器周圍存在磁性體時，受其影響，磁系將發生微小傾斜，利用平面反光鏡將反射光線投射到刻度尺上，使磁棒的傾角值轉換成刻度尺上的讀數，此讀數乘以格值即磁場的變化值。當磁棒偏角較大，反射光線偏出刻度尺范圍（這種現象叫超格），可轉動扭鼓改變懸絲的扭力矩，使傾角減小直到可讀數為止。改變懸絲扭力矩的量級可從扭鼓上讀出。該類儀器的精度一般在10～20nT之間。

2.電子式磁力儀

電子式磁力儀包括磁通門磁力儀、質子旋進磁力儀、光泵磁力儀和超導磁力儀等。這類儀器精度高。如光泵磁力儀精度可達0.01nT，而超導磁力儀竟高達10^-6nT。因此這類儀器除用於野外勘探外，還在地磁絕對測量、國防磁探測以至宇宙探測中發揮作用。

地面磁測最常用的電子式磁力儀是質子旋進磁力儀。而目前在我國廣泛使用的地面質子磁力儀有兩種：一種是北京地質儀器廠生產的CZM-2型質子磁力儀；另一種是由加拿大引進並在我國批量生產的IGS-2/MP-4高解析度微機質子磁力儀。前者測量精度在2nT左右，後者可達1nT。所以除廣泛用於地面測量外，還用於航空和海洋磁測上。

質子旋進磁力儀的工作原理是根據煤油、蒸餾水、酒精等含氫原子溶液中的氫原子核（質子）在地磁場中產生一定頻率的旋進作用而製成的。儀器感受外磁場的部分是一個充滿了煤油或蒸餾水等碳氫氧化合物溶液的圓柱狀有機玻璃容器，其外繞有螺線管線圈，稱為探頭。

大家知道，構成各種物質分子的原子都是由帶正電的原子核和繞核旋轉的帶負電的電子組成，原子核又由帶正電的質子和不帶電的中子組成。氫的原子核最簡單，只有一個質子。探頭中的煤油、蒸餾水等這些含氫原子的物質，其分子中的電子軌道磁矩與電子自旋磁矩都成對地彼此抵消了，除氫以外的原子核自旋磁矩也都互相抵消了，只有氫原子核的自旋磁矩沒有抵消。故該原子顯出微弱的磁矩。在溶液中氫的質子磁矩，在無外磁場作用時，它們任意指向。當氫溶液處於地球磁場T中時，這些質子磁矩將在T作用下，將各自沿著T的方向排列。當在近於垂直地磁場T的螺旋管軸中通以電流（1A左右），使之產生與地磁場垂直的近（50×10³/4π)A/m（即50Oe）的人工磁場時，由於這一磁場遠大於地磁場，則原沿地磁場方向的質子自旋軸都轉至磁化磁場方向。當切斷電流，使人工磁場突然消失，氫質子則將在原有的自旋慣性力及地磁場力的共同作用下，各以相同的相位繞地磁場方向進動（圖8-2）。這種現象稱為質子旋進，也稱核子旋進。

圖8-2 質子磁矩在地磁場中旋進運動示意圖

在質子旋進的初始，由於其相位一致，顯示出宏觀磁矩，它周期地切割繞在容器外的線圈，產生電感應訊號，其頻率與質子旋進頻率相同。質子旋進現象由於熱干擾等作用，會很快地衰減消失，電感應訊號也就隨時間按指數函數衰減。

實驗與理論計算表明，氫質子旋進的角速度ω是和外磁場T的大小成正比的，其關系為

ω＝γ_pT （8-1）

式中：γ_p為質子磁旋比（即質子磁矩與動量矩之比），是一個常數，其精確測定值為0.267513Hz/nT。 又因為ω＝2πf，f為旋進頻率，所以

T＝2πf/γ_p＝23.4874f （nT） （8-2）

上式表明，地磁場的大小與質子在其中發生旋進的頻率f成正比，這樣就將對地磁場的測量變為對旋進訊號頻率的測定。

由於宏觀磁矩旋進時，切割探頭中的線圈，因此在線圈中產生與旋進頻率相同的感應電壓。十分明顯，測出這一感應電訊號的頻率就測定了地磁場總強度的絕對值。