振動樣品磁強計 電腦化記錄儀 振蕩器 高低溫測量儀
型號：JS08-LH-3
LH-3振動樣品磁強計(低場) |
用途 | 1.適用于低飽和場、低Hc磁性薄膜材料的磁性能研究，尤其是其不存在電磁鐵類的鐵芯剩磁效應而可以準確定出H=0的點，使其特別實用于鐵磁/反鐵磁界面的磁性釘扎效應研究，諸如釘扎型自旋閥薄膜、釘扎型磁性隧道結結構的薄膜、AMR效應的玻莫合金磁性膜等。
2.由于此設備中的檢測線圈可以在不用時任意抬起而使其不占有效磁場的空間，從而可充分利用該設備的磁場作諸如AMR、GMR、JMR等磁電阻特性測量。
3.此設備適用軟磁薄膜的磁特性測量，也可作為研究生的磁性測量實驗，可給學生灌輸諸如Ms、ós、Mr、Hc、Hs、Hd等許多磁學概念，開闊學生的知識面。 |
型號規格 | LH-3型 |
技術指標 | 最大磁場Hmax(Oe) | 靈敏度(emu)(磁極間距50mm) | 掃描電源輸出 |
±400 | 3～5×10-5 | 10A(5Ω) |
特點 | 1.磁場線圈由無觸點平滑過零的掃描電源激磁，產生Hmax＝±400Оe的磁化場，其掃描速度和幅度均可自由調節。磁化場的大小和方向是用激磁電流取樣值加以標度，以保證磁場測量更準確。
2.振動頭具有雙級減振結構，可有效阻斷振子與外界的振動偶聯；具有三維調節功能，可準確地將樣品調整到檢測線圈鞍部區。
3.檢測線圈采用全封閉型四線圈無凈差式，具有較強的抑制噪音能力和大的有效輸出信號，保證了整機的高分辨性能。
4.磁矩測量信號和與其對應的其它信號（磁場、溫度等）可通過電腦化x-y記錄儀實現計算機數據處理。
5.最高靈敏度在檢測線圈間距為30mm（線圈間距50mm）的情況下，可達3～5×10-5emu(注：此為動態測試)。
6. 檢測線圈間距為30mm（線圈間距50mm），可以保證在高靈敏度條件下的高低溫測量。 |
主要用戶 | 高 校 |
中科院物理所 | 首都師范大學 | 復旦大學 |
南京大學 | 東南大學 | 福建師范大學 |
深圳大學 | 石油大學 | 浙江師范大學 |
中國科技大學 | 山西師大 |
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產品配置 | 振動頭，磁場線圈，掃描電源，檢測線圈，振蕩器，電腦化X-Y記錄儀，振動桿，鎖相（定）放大器 ,電腦,打印機
選配件:高溫裝置,低溫裝置 |
一． 概述：
作為物質（特別是鐵磁性材料）內稟磁性檢測的通用設備，振動樣品磁強計（VSM）因其投資小、堅固耐用，特別是運轉費用極低等顯著優點而被世界各國廣泛運用于科研、教學和生產檢測等眾多領域，為人類的科技進步作出了巨大貢獻。其工作原理大體如圖所示。
其中，驅動元w的功率輸出饋給振動子v，以使振桿p帶動被外磁化場He磁化了的樣品s做小幅正弦式上下振動，探測線圈C所“感知"到的樣品s的信號電壓輸出饋給相關接受放大系統（-K）。磁場探測單元G的輸出VH與（-K）放大單元的輸出VJ同相位地一并饋給數據處理單元D。從而當He變化一個周期后，D即可繪出樣品s的J-He曲線，此處的J定義為樣品s的總磁矩，即J=MV=σm，其M、V、σ、m分別表示樣品s的磁化強度，體積，比（質量）磁化強度及質量。D所處理的是兩路電壓信號，即（-K）一路代表磁矩而G一路代表相對應的外磁化場He，因此必須特別注意最后繪制出的J-He曲線（或M-He、σ-He）未必能正確表示所測樣品s的磁特性，因為VSM為開磁路測量，其所記錄的磁化場He未必就是樣品s的內磁場，要想得到s的真實磁化強度與內磁場Hi的函數關系，必須將所測得的He轉化成Hi，并將所測J-He曲線轉化成J-Hi曲線——此曲線才是樣品s的真實特性。要做到這點，就必須預知樣品s的在He方向上的退磁因子N，利用Hi=He-NM關系逐點求出與（MHe）相對應的坐標點（MHi），從而繪成M-Hi（或J-Hi）曲線，并可利用B=Hi+4πM的關系式繪制出技術參量B-Hi曲線，由此曲線求得諸如硬磁材料樣品s的剩磁Br、矯頑力BHc、最大磁能級（BHi）max等磁學量。要做到以上幾點，關鍵是要知道s在被測方向上的N，而這在一般情況下是辦不到的。通常在旋轉橢球體及其退化形式如球形、薄膜形、線形等特殊形狀的樣品時，方能夠用VSM準確測出內稟磁性與內磁化場的函數關系，并可由此關系推演出有關技術參量（即Ｂ-Hi）。從此點也可說VSM的功能是測材料的飽和磁化強度，不提先決條件而夸大VSM功能的宣傳內容都是不可取的。
VSM有一項衡量其水平高低的主要技術指標：最高靈敏度。此數值應指在特定條件下（主要是指磁極與樣品的距離以及外磁化場He的大小）該設備所能探測到的樣品最小信號，即小于此數值的信號將被淹沒在背景噪音中而無法檢測出。
一般而論，磁極間距越小，磁極越靠近樣品，靈敏度將越高，但隨之而來的則導致磁場鞍部區變窄,測試結果的重復性降低,不可靠性增大，這是我們不希望出現的現象..而要改變此情況，就必須將檢測線圈間距增加（即磁極間距增大），但此時將導致最高靈敏度的下降。因此，被測信號的可信賴度與系統的最高靈敏度是互相矛盾的，單強調一方面顯然是不恰當的。另外，較小的磁極間距無法作變溫測量。我廠產品的磁極間距為50mm，檢測線圈間距為30mm，常溫與高、低溫測量都是在此條件下進行，這既保證了測試結果的可靠性，又保證了具有足夠高的靈敏度（5-3×10-5emu）。
下圖是我廠產品中檢測線圈間距與最高靈敏度間的實測結果:
He越大則可能導致背景噪音增大從而最高靈敏度下降，這實際上是磁場電源質量好壞的一種體現。我廠產品的最高靈敏度測試條件是在額定最高磁場的80%內測量。
故而，凡不提前提條件而僅表述VSM的最高靈敏度，是有誤導使用者之嫌。另外，最高靈敏度是以背景噪音的尺度來衡量的，因而，對噪音的標度方法不同（采用均方值？峰-峰值？），即使是同一設備，其結果也不同。我單位采用的是峰-峰值標度方法。
二．本廠生產的VSM型式規格：
1．低場型（LH型）
利用無鐵芯線圈對產生磁化場，最大值為±400 Oe；無觸點平滑過零自動掃描電源，有手動、自動兩種工作模式，在自動狀態下可以人為控制掃描速度。特點為無電磁鐵型的剩磁效應，操作空間大，磁場均勻空間廣，特別適合特軟磁性薄膜的測量工作。由于其探頭可隨時移出工作區，因而可適合特軟薄膜磁電阻效應的測量。（諸如GMR、TMR、AMR、鐵磁/反鐵磁交換偏置效應等的研究工作）。
由于其投資少，還特別適合高年級學生及研究生的實驗教學工作。
技術參數及特點：Hmax=±400 Oe，在此范圍內可任意調節、且不用高斯計檢測磁場。樣品所處空間位置可由振動頭三維調節，故極易將樣品置于最佳工作點，最高靈敏度3~5×10-5emu（探測線圈間距30mm時）；探測線圈間距可人為隨時調整，以適用不同需要。由于探測線圈可方便地移離工作區而將均勻磁場區出空，故在配以磁電阻測量單元時，可方便地進行MR的檢測工作，可作教學設備。配以兩路數據處理單元以實現實時曲線的觀察、記錄和保存；可配變溫裝置以實現變溫測量。
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