浅析选用高斯计的方法

根据霍尔效应原理制成的特斯拉计(高斯计)在测量磁场中，有着广泛的应用。这种仪器是由作为传感器的霍尔探头及仪表整机两部分组成。其中探头内霍尔元件的尺寸、性能与封装结构对磁场测量的准确度起着关键的作用。

霍尔效应特斯拉计对均匀、恒定磁场测量的准确度一般在5%—0.5%，高精度的测量准确度可以达到0.05%。但对磁体表面的非均匀磁场的测量就谈不上准确度了。往往是不同的仪表，或同型号的仪表，不同的探头，或同一支探头的不同侧面。去测量同一磁体表面，同一位置(应该说看上去是同一位置)的磁场时，显示的结果大不一样，误差可以超过20%，甚至50%。

造成上述差别的原因有两点：其一，不同探头内霍尔元件封装的位置不同，或元件不在探头两侧的中部。这些探头在均匀磁场中，不会因位置上的改变而感受到磁场的改变，测量数据也不会因位置的不同而带来误差。当用不同的探头去测磁体表面发散的、不均匀的磁场时，虽然表面看上去是放到了同一位置，而内部霍尔元件感受到的并不是同一位置的磁场。感受到的场值不同，测量结果当然不一样。一般，对于径向探头，厚度越小，内部霍尔元件离表面越近，测量表面磁场显示读数越大，采用超薄探头去测表面磁场时的读数可以高于常规探头20%以上(被测磁体尺寸越小，磁体表面曲率越大，表面磁场分布越不均匀，测量数据差别越大)，但是无论多薄的探头，其内部对磁场敏感的部分与磁体表面总有一个间距，不可能为零距离。所以说，不可能测到真正的表面磁场。只能说，使用的探头越薄，读数越能反映出磁体的表面磁场。

原因之二是：不同型号的霍尔探头内，所封装的霍尔元件敏感区尺寸不同。早期的体形霍尔元件，如锗、硅霍尔元件，尺寸一般为4×2L2也有6×3L2、8×4L2、最小为1.5×1.5L2，有效的敏感区基本上是元件本身的尺寸，面积大。若用这种霍尔元件来对磁力线发散的小磁体、磁体边角部分或多极充磁的表磁进行测量。仅能反映出通过该元件表面的磁感应强度的平均值。此值必定小于该区域的最大值。如果改用敏感区的小霍尔元件，如砷化镓霍尔元件，其敏感区的有效面积约为0.1×0.1～0.2×0.2L2远远小于体形元件的面积。这种元件就更能反映出表面磁场的场分布，所测到的最大值也更接近该区域的最大磁感应强度实际值。

由前面的分析可以看出，表面磁场的实际值(即真实值)用霍尔效应法是根本不可能测到的。也就是说不可能找到、建立一种统一的，共同的表面磁场的量值标准。只能去谋求测出更加接近表面磁场实际值的方法。

对用霍尔效应法测量磁体表面磁场的探讨--高斯计如何选择探头

一、永磁测量仪器

永磁测量仪器是用于各种永磁磁性材料磁性能参数测量的专用仪器。我们通常用到的仪器有：高斯计(特斯拉计)、B-H磁滞回线仪等。磁通计

1、高斯计(特斯拉计)：用于测量各种永磁体表面磁场强度及气隙磁场强度。

2、磁通计：用于测量永磁体的感应磁通量。

3、B-H磁滞回线仪：用于测量永磁材料Br、Hcb、Hcj、BHmax等磁性能参数，可自动绘制磁滞回线和退磁曲线。

二、高斯计(特斯拉计)

1、高斯计(特斯拉计)的种类分类：指针式、数字式、便携式。

2、高斯计(特斯拉计)的应用

(a)永磁体的表面磁场测量：采用高斯计(特斯拉计)测量永磁产品表面磁场强度，主要是对永磁产品的质量及充磁后磁性能一致性的评估;通常测量中磁体表面中心点的磁场强度进行测量，通过对标准样品数据进行比较从而判断产品是否合格，同时也可以保证材料的一致性。

(b)气隙磁场的测量：采用高斯计(特斯拉计)测量气磁场的应用比较广泛，在科研、电子制造、机械等领域均有用到。目前应用比较典型的行业主要有电机和电声两大行业。

(c)余磁测量：如工件退磁后的退磁效果检测。

(d)漏磁测量：如喇叭漏磁测量。

(e)环境磁场测量

3、高斯计(特斯拉计)选型：高斯计(特斯拉计)的选型首先应从测量对象入手，考虑以下几个方面：

a、磁场类型：磁场分为直流磁场和交流磁场两种，永磁材料磁场强度应选用直流高斯计测量;

b、仪器量程：明确被测对象的大概磁场范围，选择仪器的量程范围应大于被测量磁场;

c、测量精确度：指仪器的分辨率，如分辨率是1Gs或者0.1Gs等;

d、探头选择：通常仪器生产厂家的测试探头都有多种不同规格，以满足各种不同测试要求，测量表面磁场强度通常不需要考虑探头规格。

①气隙磁场测量：应访考虑探头的尺寸大小，如探头尺寸大于被测气隙，则无法进入到被测的气隙中，从而无法使用;

②探头方向选择：探头方向分横向和轴向两种，用户在探头选择时应根据被测对