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亥姆霍兹线圈测量系统的测量原理,主要用途和案例分享

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  亥姆霍兹线圈[Helmholtz线圈]是指由具有相同线圈匝数、相同线圈绕制方式且线圈半径等于线圈间距的一对或者多对线圈构成的线圈组合。湖南省永逸科技可根据客户科研和生产使用的需求,提供专业的定制化产品和服务。 
  根据线圈的形状,亥姆霍兹线圈可分为圆形亥姆霍兹线圈和方形亥姆霍兹线圈;根据磁场方向,亥姆霍兹线圈可分为一维亥姆霍兹线圈二维亥姆霍兹线圈三维亥姆霍兹线圈;根据线圈电流性质,亥姆霍兹线圈可分为直流亥姆霍兹线圈交流亥姆霍兹线圈。 
  亥姆霍兹线圈,均匀区体积大,使用空间开阔,操作简便,用它可以产生极微弱的磁场直至数百高斯的磁场;可实现一维、二维、三维组合磁场,可提供与线圈电流成正比的交流磁场或者直流磁场;其内部空间可选配合适的无磁支撑台,便于用户安放被测仪器或实验设备,非常适用于各研究所,高等院校及企业做物质磁性或检测实验,应用于材料、电子、生物、医疗、航空航天、化学、应用物理等各个学科。
  亥姆霍兹线圈主要用途: 
                 产生标准磁场(磁场发生装置); 
                 地球磁场的抵消与补偿; 
                 地磁环境模拟; 
                 磁屏蔽效果的判定; 
                 电磁干扰模拟实验; 
                 霍尔探头和各种磁强计的标定; 
                 手机磁罗盘算法校准; 
                 生物磁场的研究及物质磁特性的研究。
  亥姆霍兹线圈磁场用途和作用在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量,测量磁场的方法有不少,如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等
  由于亥姆霍兹线圈具有开敞性质,很容易的可以将其他仪器置入或者移出,也可以直接做视觉观察。所以是实验常用的器件。利用亥姆霍兹线圈能够测量出由于永磁体转动所产生磁通量的变化,并由此得到永磁体的磁性能参数,包括磁化方向,剩磁Br和矫顽力Hc等。
  亥姆霍兹线圈测量系统的测量原理
  轴向距离等于线圈半径的一对线圈就构成了亥姆霍兹线圈. 当线圈串联连接并通以稳定的直流电后,就可在线圈中心区域内产生较为均匀的轴向磁场. 反之,利用亥姆霍兹线圈也可测量放在其内部的永磁体的参数.
  图1 为亥姆霍兹线圈的示意图. 采用自然坐标系,近似位于线圈中心处的永磁体, 其磁矩为m ,空间分量分别为mx , my , mz . 前面柱坐标系中的mr 与自然坐标系下的my 对应, mz 与mx , mz 相对应. 当永磁体围绕线圈中心并在水平面内转动时, 就会在线圈中激发出一个周期性的磁通信号.
  参考高能物理与核物理中国科学院高能物理研究所亥姆霍兹线圈测量系统的测量原理及程序设计
  关键词 亥姆霍兹线圈 永久磁铁 磁矩 剩磁 矫顽力
 
  亥姆霍兹线圈系统典型案例
  FE-3HM140三维亥姆霍兹线圈详细技术参数:
  1、线圈采用电木板,铝型材,PVC做为线圈的骨架材料
  2、X线圈:绕线线径1.0,物理直径约140mm,线圈匝数616匝,线圈电阻约12.35欧姆,2A对应150GS
  3、Y线圈:绕线线径1.0,物理直径235mm,线圈匝数1024匝,线圈电阻约34.8欧姆,2A对应150Gs
  4、Z线圈:绕线线径1.2,物理直径约380mm,线圈匝数1672匝,线圈电阻约62欧姆,2A对应150Gs
  5、线圈摆放示意图:最小线圈水平摆放
  6、线圈结构尺寸要求:C1要求不小于50mm,C2要求不小于40mm