
magnetometer
magnetic force
【醫】 magnetism
idea; plan; calculate; count; meter; stratagem
【醫】 meter
磁力計(Magnetometer)是一種用于測量磁場強度和方向的儀器,廣泛應用于地球物理勘探、導航系統、材料檢測、醫療設備及空間探測等領域。其核心功能是量化磁感應強度(單位為特斯拉 T 或更常用的納特斯拉 nT)并确定磁場矢量。
術語定義
磁力計通過感應元件(如霍爾傳感器、磁阻元件或線圈)将磁場信號轉化為可測量的電信號(電壓或電流)。其英文 "Magnetometer" 源自希臘語 magnes(磁石)與 metron(測量),直譯為磁場測量裝置。
來源: 《英漢地質學詞典》(地質出版社)
分類與原理
現代技術包括基于量子效應的超導量子幹涉器件(SQUID),靈敏度可達飛特斯拉(fT)級。
來源: 美國國家航空航天局(NASA)技術報告庫
地質勘探
探測地磁異常以定位礦藏(如鐵礦、油氣資源),靈敏度需達 0.1 nT。
來源: 《應用地球物理》(科學出版社)
導航與定位
電子羅盤(如智能手機内置磁力計)通過地磁場确定方位角,誤差範圍通常為 ±2°。
來源: IEEE 傳感器期刊論文
醫學成像
腦磁圖(MEG)利用 SQUID 磁力計檢測神經元電流産生的微弱磁場(約 10⁻¹³ T),用于癫痫病竈定位。
來源: 《醫學物理學》(人民衛生出版社)
磁感應強度(B)的标準國際單位為特斯拉(T),地磁場強度約為 30–60 μT。專業儀器常以伽馬(γ)為單位(1 γ = 1 nT)。
計算公式:
$$ B = frac{mu_0}{4pi} cdot frac{m}{r} $$
其中 μ₀ 為真空磁導率,m 為磁矩,r 為距離。
來源: 《電磁學》(高等教育出版社)
磁力計(Magnetometer)是一種用于測量磁場強度或方向的設備,其核心功能是通過檢測磁場變化實現定位、導航、物體探測等應用。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
磁力計又稱地磁傳感器(M-Sensor),通過測量磁場矢量确定設備方位(如指南針功能),其國際單位制中磁場強度的單位為特斯拉(T)。它不僅存在于智能手機等日常設備中,也用于科研領域(如火星磁場探測)。
霍爾效應原理
當電流通過導體且存在垂直磁場時,導體兩側會産生霍爾電勢差,其大小與磁場強度成正比。公式為:
$$
V_H = frac{IB}{ned}
$$
其中,( V_H )為霍爾電壓,( I )為電流,( B )為磁場強度,( n )為載流子濃度,( e )為電荷量,( d )為導體厚度。
磁通量測量
部分磁力計通過線圈内磁通量變化産生的電動勢計算磁場強度,靈敏度隨線圈匝數增加而提升。
類型 | 特點 |
---|---|
霍爾效應磁力計 | 成本低、體積小,適用于消費電子 |
磁阻效應磁力計 | 基于各向異性磁阻(AMR)原理,靈敏度高 |
磁通門磁力計 | 通過磁芯飽和效應檢測弱磁場,常用于地磁研究 |
SQUID磁力計 | 使用超導量子幹涉器件,靈敏度極高,用于科研和醫療 |
如需更完整的分類或技術細節,(磁力計原理與校準)及(磁強計類型解析)。
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