磁通计的基本原理

磁通计是测量磁通(量)的种磁测量仪器。用于空间磁场的测量和材料的磁性研究。常用的有磁电式、电子式和数字积分式三种类型。

基本原理

磁通计是在测量线圈内磁通变化时，根据可动框架的偏转程度来确定磁通量的磁场测量仪器。在测量线圈和磁通计的可动框架绕组构成的闭合回路中，当测量线圈内磁通Φ变化时，有感应电通过框架绕组，促使框架产生定偏度α，Φ和α成正比，磁通量(Wb)为

Φ=(cα/N)×10 (1)

式中c为磁通计冲击系数，mWb/格，标准磁通计，c=1;N为测量线圈匝数。磁通量与所在位置磁场强度H及测量线圈平均截面积S之积有关，故磁场强度

H=Φ/S = (cα/NS)×10(2)

磁通量是直接测量出的，磁场强度是经计算后得出的。磁通计在使用前需要校正，以保证测量的准确性。

构

磁电式

常用的磁电系磁通计，结构上类似于磁电系检计(见图)，但未设置反抗力矩，用无力矩的柔软导丝将电引入可动线圈，因此线圈可以停留在何位置。磁通计中般装有调整机构，可将针或光磁通计标调到刻度盘上便于读取数据的位置。使用时，将处于恒定磁场中的测量线圈L1与磁通计的动圈L2连接。如果使L1中的磁通发生变化，例如将L1移出磁场(△Φ=Φ)，则在L1中感应出电动势，使磁通计的针由原来的位置α1偏转到新的位置α2，两位置的差值(Δα=α2-α1)与感应电动势的时间积分成比例，从而也与磁通量的变化Δφ成比例，且△Φ在数值上等于Φ的关系，可确定磁通量Φ。

磁电式磁通计按毫韦伯分度，又称毫韦伯计。其上装有调整机构，可在读数前将针调到零点或其他便于读数的位置。但其灵敏度较低，仅为 0.1毫韦伯/分度。如要求更的灵敏度，须使用冲击检计或使用电子式、数字积分式磁通计。

电子式

磁通计由电子式积分器与示仪表组成(见图)。积分器用集成放大器加阻容反馈构成;示电表可以是机械式示电表，也可以是数字电压表。当探测线圈中所链合的磁通变化Δφ时，线圈中感应出电动势e，此时，积分器的输出电压e0=-nΔφ/RC(n为探测线圈的匝数，R为电阻，C 为积分电容)，从示电表上即可读出与探测线圈相链合的磁通的变化量。20纪80年代的电子式磁通计的灵敏度大约可达10毫韦伯/分度，远于磁电式磁通计，但仍低于冲击检计。

数字积分式

由电压-频率变换器与计数器构成。原理上，磁电式磁通计对测量线圈的感应电动势起积分作用，其针偏转反映积分结果。如此，若采用电子积分器与示电表的组合，即可形成电子式磁通计;若将L1中感应电动势e经电压频率转换器转化为与其成正比的脉冲系列，再用计数器累积计数，即数字积分，则所计数值正比于L1中磁通的变化，故称为数字磁通计。

探测线圈中的磁通变化Δφ所感生的电压e，由电压-频率变换器转换为脉冲链，其重复频率与不同时刻的e值成正比。计数器对脉冲链作总计数，总计数N与Δφ成正比，从而获得磁通的变化量。

霍耳斯拉计

上述各种磁通计都用于恒定磁场磁通量的测量。利用霍耳(尔)效应既可测量恒定磁场，又可测量交变磁场。当将块半导体矩形薄片(霍耳片)垂直放在磁场B中，并沿薄片纵轴方向通以恒定电，就会在薄片中心横轴两端点之间产生与磁场成正比的霍耳电压，这就是霍耳效应，利用霍耳效应制作的测量磁通量的仪表称做霍耳斯拉计