JC08-LH-3 振动样品磁强计 电脑化记录仪 振荡器 高低温测量仪

一． 概述：

　　作为物质（特别是铁磁性材料）内禀磁性检测的通用设备，振动样品磁强计（VSM）因其投资小、坚固耐用，特别是运转费用极低等显著优点而被世界各国广泛运用于科研、教学和生产检测等众多领域，为人类的科技进步作出了巨大贡献。其工作原理大体如图所示。

　　其中，驱动元w的功率输出馈给振动子v，以使振杆p带动被外磁化场He磁化了的样品s做小幅正弦式上下振动，探测线圈C所“感知”到的样品s的信号电压输出馈给相关接受放大系统（-K）。磁场探测单元G的输出VH与（-K）放大单元的输出VJ同相位地一并馈给数据处理单元D。从而当He变化一个周期后，D即可绘出样品s的J-He曲线，此处的J定义为样品s的总磁矩，即J=MV=σm，其M、V、σ、m分别表示样品s的磁化强度，体积，比（质量）磁化强度及质量。D所处理的是两路电压信号，即（-K）一路代表磁矩而G一路代表相对应的外磁化场He，因此必须特别注意后绘制出的J-He曲线（或M-He、σ-He）未必能正确表示所测样品s的磁特性，因为VSM为开磁路测量，其所记录的磁化场He未必就是样品s的内磁场，要想得到s的真实磁化强度与内磁场Hi的函数关系，必须将所测得的He转化成Hi，并将所测J-He曲线转化成J-Hi曲线——此曲线才是样品s的真实特性。要做到这点，就必须预知样品s的在He方向上的退磁因子N，利用Hi=He-NM关系逐点求出与（MHe）相对应的坐标点（MHi），从而绘成M-Hi（或J-Hi）曲线，并可利用B=Hi+4πM的关系式绘制出技术参量B-Hi曲线，由此曲线求得诸如硬磁材料样品s的剩磁Br、矫顽力BHc、zui大磁能级（BHi）max等磁学量。要做到以上几点，关键是要知道s在被测方向上的N，而这在一般情况下是办不到的。通常在旋转椭球体及其退化形式如球形、薄膜形、线形等特殊形状的样品时，方能够用VSM准确测出内禀磁性与内磁化场的函数关系，并可由此关系推演出有关技术参量（即Ｂ-Hi）。从此点也可说VSM的功能是测材料的饱和磁化强度，不提先决条件而夸大VSM功能的宣传内容都是不可取的。

　　VSM有一项衡量其水平高低的主要技术指标：zui高灵敏度。此数值应指在特定条件下（主要是指磁极与样品的距离以及外磁化场He的大小）该设备所能探测到的样品zui小信号，即小于此数值的信号将被淹没在背景噪音中而无法检测出。

　　一般而论，磁极间距越小，磁极越靠近样品，灵敏度将越高，但随之而来的则导致磁场鞍部区变窄,测试结果的重复性降低,不可靠性增大，这是我们不希望出现的现象..而要改变此情况，就必须将检测线圈间距增加（即磁极间距增大），但此时将导致zui高灵敏度的下降。因此，被测信号的可信赖度与系统的zui高灵敏度是互相矛盾的，单强调一方面显然是不恰当的。另外，较小的磁极间距无法作变温测量。我厂产品的磁极间距为50mm，检测线圈间距为30mm，常温与高、低温测量都是在此条件下进行，这既保证了测试结果的可靠性，又保证了具有足够高的灵敏度（5-3×10-5emu）。

　　下图是我厂产品中检测线圈间距与zui高灵敏度间的实测结果:

　　He越大则可能导致背景噪音增大从而zui高灵敏度下降，这实际上是磁场电源质量好坏的一种体现。我厂产品的zui高灵敏度测试条件是在额定zui高磁场的80%内测量。

　　故而，凡不提前提条件而仅表述VSM的zui高灵敏度，是有误导使用者之嫌。另外，zui高灵敏度是以背景噪音的尺度来衡量的，因而，对噪音的标度方法不同（采用均方值？峰-峰值？），即使是同一设备，其结果也不同。我单位采用的是峰-峰值标度方法。

二．本厂生产的VSM型式规格：

1．低场型（LH型）

　　利用无铁芯线圈对产生磁化场，zui大值为±400 Oe；无触点平滑过零自动扫描电源，有手动、自动两种工作模式，在自动状态下可以人为控制扫描速度。特点为无电磁铁型的剩磁效应，操作空间大，磁场均匀空间广，特别适合特软磁性薄膜的测量工作。由于其探头可随时移出工作区，因而可适合特软薄膜磁电阻效应的测量。（诸如GMR、TMR、AMR、铁磁/反铁磁交换偏置效应等的研究工作）。

由于其投资少，还特别适合高年级学生及研究生的实验教学工作。

　　技术参数及特点：Hmax=±400 Oe，在此范围内可任意调节、且不用高斯计检测磁场。样品所处空间位置可由振动头三维调节，故极易将样品置于工作点，zui高灵敏度3~5×10-5emu（探测线圈间距30mm时）；探测线圈间距可人为随时调整，以适用不同需要。由于探测线圈可方便地移离工作区而将均匀磁场区出空，故在配以磁电阻测量单元时，可方便地进行MR的检测工作，可作教学设备。配以两路数据处理单元以实现实时曲线的观察、记录和保存；可配变温装置以实现变温测量。