斯計(jì)，是測(cè)量物體于空間上個(gè)點(diǎn)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)(交流)磁感應(yīng)強(qiáng)度， 由霍爾傳感器(度更可選擇磁通門傳感器).經(jīng)過物體磁力線穿過產(chǎn)生電流電壓，主設(shè)備上面顯示磁感應(yīng)強(qiáng)度。
概述
簡(jiǎn)介
斯計(jì)(又稱斯拉計(jì))是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的儀器，它由霍爾探頭和測(cè)量?jī)x表構(gòu)成?；魻柼筋^在磁場(chǎng)中因霍爾效應(yīng)而產(chǎn)生霍爾電壓，測(cè)出霍爾電壓后根據(jù)霍爾電壓公式和已知的霍爾系數(shù)可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。斯計(jì)的讀數(shù)以斯或千斯為單位。
斯計(jì)是用于測(cè)量和顯示單位面積平均磁通密度或磁感應(yīng)強(qiáng)度的密儀器。
原理
相關(guān)知識(shí)
電磁場(chǎng)
電磁場(chǎng)是電場(chǎng)與磁場(chǎng)的合稱。 我們般所稱的「場(chǎng)」的是空間中的個(gè)區(qū)域，入這個(gè)區(qū)域的物體都會(huì)感受到力的作用，例如我們生活在地的重力場(chǎng)中，也生活在地磁的磁場(chǎng)中，閃電時(shí)我們更籠罩在強(qiáng)大的電場(chǎng)中。
生活中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)的存在，例如冬季脫毛衣發(fā)生的烈聲，接觸門的把手有觸電感覺，這些都是因摩擦而產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象。在電力使用中，只要有電壓存在，電線或電器設(shè)備周圍就會(huì)有電場(chǎng)。電場(chǎng)般是以千伏/米(kV/m)作單位。
將磁鐵置于紙板下，撒鐵粉在紙板上，就會(huì)發(fā)現(xiàn)磁鐵兩端之間產(chǎn)生相連的幾圈條紋，這就是磁場(chǎng)。在電力使用中，只要有電流通過，導(dǎo)線的周圍也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
電磁場(chǎng)的衰減和屏蔽
電場(chǎng)與磁場(chǎng)的強(qiáng)度都會(huì)隨著與發(fā)生源的距離加大而急速的降低，如發(fā)生源的電壓、電流消失，電磁場(chǎng)也會(huì)消失不見。電力電磁場(chǎng)(60Hz)屬于低頻電磁場(chǎng)(30~300Hz)，變化緩慢，可將電場(chǎng)與磁場(chǎng)分開討論。
電場(chǎng)很容易屏蔽，如金屬的外殼、鋼筋混凝土、樹木及人體皮膚等都可以得到相當(dāng)好的屏蔽效果。電力設(shè)備如變壓器、電纜等大多有金屬外殼，其內(nèi)幾乎沒有電場(chǎng)，屋內(nèi)式變電所之所有設(shè)備都在鋼筋混凝土建筑物內(nèi)，對(duì)電場(chǎng)屏蔽更佳，又人體皮膚對(duì)電場(chǎng)有佳的屏蔽(約衰減億倍)，入人體電場(chǎng)幾乎為零。因此界上在電磁場(chǎng)對(duì)人體健康影響之研究(流行病學(xué))，已將電場(chǎng)排除，而以磁場(chǎng)為主。
磁場(chǎng)幾乎無法屏蔽，但方向相反、大小相同電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以抵消，因此采用雙絞線傳輸信號(hào)可以起到很好的降低電磁噪聲的作用。
與斯拉計(jì)區(qū)別
在CGS單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是斯，因此叫斯計(jì).在SI單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是斯拉，因此叫斯拉計(jì).
關(guān)系為:1T(斯拉)=1000mT(毫斯拉)=10000Gs(斯)
兩者本質(zhì)是個(gè)東西，只是測(cè)量的單位不同而已，斯拉單位太大，般采用毫斯拉單位，很多人都喜歡用斯單位，感覺要直觀點(diǎn).
點(diǎn)
1.體積小、重量輕、方便攜帶等。2.消耗小、電池使用壽命長(zhǎng)，可以連續(xù)作50小時(shí)。
3.可選配橫向和軸向探頭。
4.具有磁場(chǎng)性識(shí)別作用。
分類
顯示磁場(chǎng)讀數(shù)是斯計(jì)基本的能。為使測(cè)量者獲知讀數(shù)，通常采用3種顯示方案，即針表頭、數(shù)字表頭和微處理器控制。
針表
針表頭將電流轉(zhuǎn)化為針在表盤中的偏轉(zhuǎn)位置，是古老的讀數(shù)顯示方案，通?？商峁?%的有效讀數(shù)分辨準(zhǔn)確度。即使針位置不存在誤差，測(cè)量者相對(duì)表盤的角度和估算經(jīng)驗(yàn)也將顯著提讀出誤差，并且讀數(shù)速率很低。因此，在對(duì)準(zhǔn)確度和測(cè)量速率要求稍的應(yīng)用中，針表頭已趨淘汰。
數(shù)字表
數(shù)字表頭是針對(duì)針表頭讀出誤差問題的改方案。數(shù)字表頭內(nèi)集成ADC，將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并通過數(shù)碼管或段式液晶顯示為數(shù)字讀數(shù)，從而為測(cè)量者提供直觀的讀數(shù)。數(shù)字表頭具有固定的讀數(shù)速率，并且無法外控制。
微處理器表
針表頭和數(shù)字表頭均只能顯示磁場(chǎng)讀數(shù)，而無法提供更多的測(cè)量信息?，F(xiàn)代測(cè)量不僅需要可顯示的讀數(shù)，還需要更多的能。自動(dòng)化測(cè)量至少需要斯計(jì)與計(jì)算機(jī)之間的通訊接口，從而使計(jì)算機(jī)通過抗干擾的數(shù)字方式獲取讀數(shù)。
很多情況下，例如調(diào)整探頭位置等須人參與的環(huán)節(jié)，與測(cè)量值共同顯示的大值將提供足夠的便利。然而，數(shù)字表頭通常單行顯示，無足夠顯示空間。
更的速自動(dòng)測(cè)量要求嚴(yán)格的測(cè)量實(shí)時(shí)性，即于某時(shí)刻在同步觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)多臺(tái)儀器同步測(cè)量多個(gè)參數(shù)在此時(shí)刻的量值。數(shù)字表頭的測(cè)量起始時(shí)刻點(diǎn)由表頭內(nèi)電路決定，無法控制，因此只能得到段時(shí)間內(nèi)的平均值，而非某時(shí)刻的準(zhǔn)確測(cè)量值，無法適應(yīng)速測(cè)量要求。
磁場(chǎng)讀數(shù)之外的能已成為斯計(jì)不可或缺的組成分，而使用表頭的產(chǎn)品由于過于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)愈發(fā)無法適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)量要求。使用內(nèi)微處理器的斯計(jì)成為主流。
內(nèi)微處理器的斯計(jì)具有五個(gè)重要的征:
1、微處理器可靈活控制顯示內(nèi)容。配置圖形點(diǎn)陣液晶后，斯計(jì)可顯示讀數(shù)之外的大量測(cè)量信息，例如單位、大值、直流/交流、自動(dòng)/手動(dòng)量程、計(jì)算機(jī)接口設(shè)置和觸發(fā)方式。籍此，測(cè)量者可直觀獲得大量有助于監(jiān)測(cè)測(cè)量過程的狀態(tài)信息。
2、微處理器具有計(jì)算能，因此對(duì)于單位換算、大(小)值保持、探頭自動(dòng)校零能的實(shí)現(xiàn)具有明顯優(yōu)勢(shì)。
3、微處理器具有存儲(chǔ)能。對(duì)于斯計(jì)的參數(shù)設(shè)置可通過非易失性存儲(chǔ)器保存，并在開機(jī)后自動(dòng)重新設(shè)置。易失性存儲(chǔ)器還可實(shí)現(xiàn)定深度的速磁場(chǎng)讀數(shù)存儲(chǔ)，從而使上位機(jī)由頻繁的讀數(shù)查詢中解放出來，并通過批量讀數(shù)提測(cè)量效率。
4、微處理器具有強(qiáng)大的擴(kuò)展能，可輕易實(shí)現(xiàn)對(duì)ADC、DAC和鍵盤的控制，從而提測(cè)量準(zhǔn)確度，并避免使用易損的機(jī)械件，提儀器可靠性。對(duì)于外界觸發(fā)信號(hào)，微處理器可作出實(shí)時(shí)測(cè)量響應(yīng)，大幅度提測(cè)量實(shí)時(shí)性。
5、微處理器提供面對(duì)計(jì)算機(jī)的接口。通過計(jì)算機(jī)接口，上位機(jī)不僅可獲得讀數(shù)，還可行復(fù)雜的操作，或?qū)λ褂?jì)運(yùn)行狀態(tài)的查詢。與此類似，微處理器還提供對(duì)于數(shù)字化霍爾探頭的接口，并通過固化在數(shù)字化探頭內(nèi)的校準(zhǔn)信息調(diào)整內(nèi)電路參數(shù)，在保證測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)，使探頭的校準(zhǔn)立于儀器本身，提探頭互換性和可靠性。
微處理器的使用是現(xiàn)代儀器的基本征?，F(xiàn)代斯計(jì)籍此獲得更多的能，而成本卻與表頭式產(chǎn)品持平。借助微處理器，能可抽象并立為模塊，模塊化設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本降低，自動(dòng)校準(zhǔn)步降低了斯計(jì)的調(diào)試人成本，從而使性能價(jià)格比成為可能。
應(yīng)用
斯計(jì)般是用來測(cè)試些磁性材料的磁通量的儀器。為了更好的選擇合適的產(chǎn)品，我們有要了解下哪些是硬磁材料，哪些是軟磁材料?
斯計(jì)的測(cè)試對(duì)象:硬磁材料
磁能材料常稱磁材料，又稱硬磁材料，而軟磁能材料常稱軟磁材料。這里的硬和軟并不是力學(xué)性能上的硬和軟，而是磁學(xué)性能上的硬和軟。
1.磁性硬是磁性材料經(jīng)過外加磁場(chǎng)磁化以后能長(zhǎng)期保留其強(qiáng)磁性(簡(jiǎn)稱磁性)，其征是矯頑力(矯頑磁場(chǎng))。矯頑力是磁性材料經(jīng)過磁化以后再經(jīng)過退磁使具剩余磁性(剩余磁通密度或剩余磁化強(qiáng)度)降低到零的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
2.軟磁材料則是加磁場(chǎng)既容易磁化,又容易退磁,即矯頑力很低的磁性材料。退磁是在加磁場(chǎng)(稱為磁化場(chǎng))使磁性材料磁化以后，再加同磁化場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)使其磁性降低的磁場(chǎng)。
斯計(jì)被測(cè)對(duì)象-常用的磁材料主要具有4種磁性:
(1)的大磁能積。大磁能積[符號(hào)為(BH)m]是磁材料單位體積存儲(chǔ)和可利用的大磁能量密度的量度;
(2)的矯頑(磁)力。矯頑力[符號(hào)為(H)c]是磁材料抵抗磁的和非磁的干擾而保持其磁性的量度;
(3)的剩余磁通密度(符號(hào)為Br)和的剩余磁化強(qiáng)度(符號(hào)為Mr)。它們是具有空氣隙的磁材料的氣隙中磁場(chǎng)強(qiáng)度的量度;
(4)的穩(wěn)定性，即對(duì)外加干擾磁場(chǎng)和溫度、震動(dòng)等環(huán)境因素變化的穩(wěn)定性。
當(dāng)前常用的重要磁材料主要有:
(1)稀土磁材料，這是當(dāng)前大磁能積的大類磁材料，為稀土族元素和鐵族元素為主要成分的金屬互化物(又稱金屬間化合物)。我研制和生產(chǎn)的釹鐵硼稀土合金磁材料。
(2)金屬磁材料。這是大類發(fā)展和應(yīng)用都較早的以鐵和鐵族元素(如鎳、鈷等)為重要組元的合金型磁材料，主要有鋁鎳鈷(AlNiCo)系和鐵鉻鈷(FeCrCo)系兩大類磁合金。鋁鎳鈷系合金磁性能和成本屬于中等，發(fā)展較早，性能隨化學(xué)成分和制藝而變化的范圍較寬，故應(yīng)用范圍也較廣。鐵鉻鈷系磁合金的點(diǎn)是磁性能中等，但其力學(xué)性能可行各種機(jī)械及冷或熱的塑性變形，可以制成管狀、片狀或線狀磁材料而供多種殊應(yīng)用。
(3)鐵氧體磁材料。這是以Fe2O3為主要組元的復(fù)合氧化物強(qiáng)磁材料(狹義)和磁有序材料如反鐵磁材料(廣義)。其點(diǎn)是電阻率，別有利于在頻和微波應(yīng)用。如鋇鐵氧體(BaFe12O19)和鍶鐵氧體(SrFe12O19)等都有很多應(yīng)用。除上述3類磁材料外，還有些制、磁性和應(yīng)用各有點(diǎn)的磁材料。例如微粉磁材料、納米磁材料、膠塑磁材料(可應(yīng)用于電冰箱門的封閉)、可磁材料等。
電與磁是大自然中直存在的現(xiàn)象，例如閃電與磁石。人類很早就知道運(yùn)用電與磁來改善生活，豐富生命。除了自然存在的電磁場(chǎng)外，人們?yōu)樯畹谋憷_發(fā)了許多用電器具，如常用的手機(jī)、電視、吹風(fēng)機(jī)、電磁爐、微波爐、計(jì)算機(jī)、冷氣等家用電器，甚至捷運(yùn)、電氣火車、輸變電設(shè)備等公共設(shè)施，方便了生活也增加了些人為的電磁場(chǎng)。
(1)磁體的表面磁場(chǎng)測(cè)量:采用斯計(jì)(斯拉計(jì))測(cè)量磁產(chǎn)品表面磁場(chǎng)強(qiáng)度，主要是對(duì)磁產(chǎn)品的質(zhì)量及充磁后磁性能致性的評(píng)估;通常測(cè)量中磁體表面中心點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度行測(cè)量，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)據(jù)行從而判斷產(chǎn)品是否合格，同時(shí)也可以保證材料的致性。
(2)氣隙磁場(chǎng)的測(cè)量:采用斯計(jì)(斯拉計(jì))測(cè)量氣磁場(chǎng)的應(yīng)用廣泛，在科研、電子制、機(jī)械等域均有用到。應(yīng)用典型的行業(yè)主要有電機(jī)和電聲兩大行業(yè)。
(3)余磁測(cè)量:如件退磁后的退磁效果檢測(cè)。
(4)漏磁測(cè)量:如喇叭漏磁測(cè)量。
(5)環(huán)境磁場(chǎng)測(cè)量
選型
斯計(jì)的選型應(yīng)從測(cè)量對(duì)象入手，考慮以下幾個(gè)方面:
a、磁場(chǎng)類型:磁場(chǎng)分為直流磁場(chǎng)和交流磁場(chǎng)兩種，磁材料磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)選用直流斯計(jì)測(cè)量;
b、儀器量程:明確被測(cè)對(duì)象的大概磁場(chǎng)范圍，選擇儀器的量程范圍應(yīng)大于被測(cè)量磁場(chǎng);
c、測(cè)量度:儀器的分辨率，如分辨率是 1Gs 或者 0.1Gs 等;
d、探頭選擇:通常儀器生產(chǎn)廠家的測(cè)試探頭都有多種不同規(guī)格，以滿足各種不同測(cè)試要求，測(cè)量表面磁場(chǎng)強(qiáng)度通常不需要考慮探頭規(guī)格。
?、贇庀洞艌?chǎng)測(cè)量:應(yīng)訪考慮探頭的尺寸大小，如探頭尺寸大于被測(cè)氣隙，則無法入到被測(cè)的氣隙中，從而無法使用;
?、谔筋^方向選擇:探頭方向分橫向和軸向兩種，用戶在探頭選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)對(duì)象考慮選擇適應(yīng)的探頭;
?、厶筋^連接線:儀器生產(chǎn)廠家探頭線纜的長(zhǎng)度通常是固定的，如有殊測(cè)量要求，需延長(zhǎng)或縮短探頭線時(shí)，應(yīng)向廠家提出。斯計(jì)
e、供電方式:臺(tái)式斯計(jì)通常采用交流 220V 供電，便攜式斯計(jì)采用電池供電。
f、能選擇
?、俪Ｒ?guī)能:性判斷、大值鎖定等;
②便攜性:如需戶外操作或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，可選擇便攜性較好的掌上斯計(jì)(便攜式)，此類儀器體積小，重量輕，采用電池供電;
?、凵a(chǎn)線快速測(cè)量:儀器具有上、下限設(shè)置及報(bào)警能;
④交流磁場(chǎng)測(cè)量:用于測(cè)量低頻( 1 - 400Hz )交變磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小;
注意事項(xiàng)
:斯計(jì)使用方法
1.連接好霍爾頭和儀器
2.開機(jī):按POWER電源按鈕，接通電源。
3.按紅色按鈕選擇對(duì)應(yīng)量程。
4.零點(diǎn)校對(duì):用字螺絲刀調(diào)節(jié)儀器背 的"調(diào)零"。
5.磁場(chǎng)測(cè)試，單位為毫斯拉。顯示"-"是則探頭對(duì)著N。
6.紅色按鈕為量程，按下時(shí)為2000mT，否則為200mT。
7.測(cè)量時(shí)用霍爾芯片接觸磁鋼表面，測(cè)試結(jié)果接近于實(shí)際值，用基板面測(cè)量，測(cè)試結(jié)果偏低。
二:儀器校準(zhǔn)
將霍爾頭置于標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)中，用字螺絲刀調(diào)節(jié)儀器背"校準(zhǔn)"電位器，直到和標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)數(shù)值致。
注意:霍爾頭基板刻度在測(cè)量時(shí)對(duì)著自己，方向垂直于測(cè)量平面
