【摘要】 如果将开路磁铁置于磁场中，则检测线圈在样品外一定距离处感应的磁通量可视为外部磁化场和样品引起的扰动之和。

如果将开路磁铁置于磁场中，则检测线圈在样品外一定距离处感应的磁通量可视为外部磁化场和样品引起的扰动之和。在大多数情况下，测量人员更关心这种干扰。在磁场测量领域，有许多方法可以将这种干扰与环境磁场区分开来。例如，被测样品可以以某种方式振动，检测线圈感应的样品磁通量信号可以连续快速地交替，环境磁场等其他量可以保持不变。这是一种利用交流信号测量磁性材料直流磁性的方法。因为在测试过程中，可以直接扣除恒定的环境磁场，通过控制线圈位置、振动频率和振幅来优化有用信号。

 

振动样品磁强计(VSM)正是基于上述理论。VSM是一种高灵敏度的磁矩测量仪器。它采用电磁感应原理，测量在一组探测线圈中心以固定频率和振幅作微振动的样品的磁矩。对于足够小的样品，它在探测线圈中振动所产生的感应电压与样品磁矩、振幅、振动频率成正比。在保证振幅、振动频率不变的基础上。用锁相放大器测量这一电压，即可计算出待测样品的磁矩。

 

VSM可以实现很高灵敏度的测量，商业产品的磁矩灵敏度往往好于10-9Am2, 精确地调整样品与线圈的耦合程度可以使这一参数低至10-12Am2。另一方面，用VSM测试进行磁矩测量的范围上限能够达到0.1Am2或更高。

 

振动样品磁强计原理

 

假设一个小样品具有磁矩m并可被等同为一个点，并将此样品放在一个半径为R的测试线圈平面上，我们将此样品看作一个偶极子处理，即一个小环形电流，其电流强度为im，面积为a，因此。以探测线圈为原点，设偶极子所在位置为(x0, y0),我们再假设在测试线圈中同时存在一个电流is，此时这两个环形电流可认为互相耦合。类似于互感器，它们之间具有互感系数M，两者之间的磁通为：或， 前者为从线圈链向磁偶极子的磁通，后者相反。

 

探测线圈在磁偶极子处产生平行于z轴的磁感应强度Bz(x0, y0)。这里我们定义一个重要的特征参数——探测线圈常数k(x0, y0)= Bz(x0, y0)/ is。从线圈链向磁偶极子的磁通还可以写为，则互感系数为：

 

 

于是偶极子链向探测线圈的磁通最终可以写为：

 

 

推而广之，如果偶极子处于更一般的位置(x, y, z)，则有：

 

 

其中，如果这个偶极子以的速度移动，那么探测线圈中产生的即时感应电压则为：

 

 

我们举一个简单的例子，一对串联线圈能够产生x轴向的磁场，两线圈完全相同，半径为a，间距为d(若即是所谓的亥姆霍兹线圈)。将一个磁矩为m可等同为磁偶极子的样品放入线圈中心，并以速度移动，则有

 

 

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