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什么是磁力儀

2025/09/11 18:43:32

磁通計是一種測量通過線圈的磁通量及其變化的儀器。磁通計包含一個稱為探測線圈的線圈，并根據磁通量通過線圈時產生的電動勢大小計算磁通量的大小。需要注意的是，還有一種類似的設備叫做磁強計，但磁強計是測量材料磁化程度以及磁場強度和方向的設備的稱，與磁通計不同。

線圈匝數越多，磁強計能測量的磁場越弱。一種靈敏度更高的磁強計，稱為SQUID磁強計，它使用導體。SQUID磁強計是一種在導環中包含約瑟夫森結的裝置。通過將環冷卻到極低的溫度，流過約瑟夫森結的隧道電流量會隨著穿過導環的磁通量的變化而變化，并利用這一現象測量磁通量。

磁通計的原理
磁通計是一種測量通過線圈的磁通量及其變化的儀器，也稱為磁通計。它有時與一種稱為高斯計的設備一起使用，后者用于測量磁通密度。當磁通量穿過線圈并隨時間變化時，線圈中會產生電動勢，磁通量的大小是根據電動勢在一定時間內的積分來計算的。

還有一種類似的裝置叫做磁強計，但磁強計是測量材料磁化的儀器和測量特定空間內磁場強度和方向的儀器的稱，與磁強計并非同一裝置。磁強計的一個例子是振動樣品磁強計，它在直流磁場中以恒定頻率振動樣品。在施加磁場的磁鐵上安裝一個線圈，振動樣品會改變通過線圈的磁力，這也會改變電動勢，可以根據電動勢的值確定樣品的磁矩。

磁通計和搜索線圈
探測線圈是磁通計中用于探測磁場的線圈。磁通計通過將線圈匝數乘以測量的磁通量來顯示測量值，通過增加線圈匝數，可以測量微弱的磁力或小樣本。探測線圈是充當傳感器的重要部件，因此地繞制線圈非常重要。

SQUID磁力儀的原理
其中一種磁力儀叫做SQUID磁力儀。SQUID是“導量子干涉儀”的縮寫，是一種高靈敏度的探測器，能夠探測到磁通量*細微的變化。

導體是一種當使用液氦或其他材料冷卻至極低溫度時電阻變為零的材料，而SQUID是一種在環形導體中包含一個或兩個約瑟夫森結的裝置。當導體環中的磁通量發生變化時，流過約瑟夫森結的隧道電流也會發生變化。由于這種變化量是磁通量子的整數倍，SQUID磁強計被用作高靈敏度的磁強計。

醫療應用
SQUID磁強計是一種高靈敏度的磁強計，廣泛應用于各種研發領域，包括測量新材料的磁特性、研究導體以及研究微量雜質的磁特性。它還用于測量生物磁場，并且在醫學診斷中的應用也正在不斷推進。例如，已經介紹了一種利用SQUID磁強計檢測和分析大腦神經活動產生的微弱磁場的方法。

另一個應用是使用SQUID磁強計檢測心臟電活動引起的磁通量變化。與心臟活動相對應的磁通量變化包含各種信息，目前已報告了健康成年人的標準數據和心室負荷的評估數據。然而，心臟引起的磁場變化非常微小，使用SQUID磁強計時，外部磁場會成為噪聲，因此測量時需要采取諸如磁屏蔽室之類的措施。

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