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如何选择特斯拉计和高斯计,区别在哪里?

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对于很多从事磁测量或磁性材料生产企业的一线人员来说,对于特斯拉计和高斯计的理解各有不同,很多人或许认为他们不是同一种仪器,又或者认为,只是叫法不同而已,到底有什么区别,他们也不太了解。特别是年青一代的磁材从业人员,他们对于磁学历史进程缺乏深入了解,因此搞不懂特斯拉计和高斯计的区别到底在哪里?以及他们各有什么特点?下面多思测控李工就带大家来分析一下二者有什么不同,在碰到选择此类仪器时,我们应该如何去区分。

对于普通民众来讲,或许特斯拉指的是美国的特斯拉公司或特斯拉汽车。但我们这里讲的特斯拉是磁学单位,是为了纪念在电磁学领域做出重要贡献的美籍塞尔维亚发明家、机械工程师、电气工程师尼古拉·特斯拉。其实,特斯拉计和高斯计是同一种仪器,不同的叫法。尽管,电磁学属于物理学研究领域的一个分支,但与力学、热力学等学科相比,电磁学的研究相对较晚且不完整,甚至在较多未知领域,还有很多课题值得我们去深入研究。

电磁学起源于18世纪,从研究起步,到系统的完善,其中经历了一个漫长且曲折的过程,我们从电磁学国际标准的制定,就能看出诸多变化。目前,比较主流的磁学单位磁感应强度,在CGS单位制中,单位是高斯,因此我们叫高斯计。而在在SI单位制中,单位为特斯拉,因此我们叫特斯拉计。尽管由于历史的原因,无法在国际中达成统一磁学单位标准,但在实际应用中,我们都实现了单位的换算。

特斯拉在国际单位制中为磁感应强度的单位,将带有1A恒定电流的直长导线垂直放在均匀磁场中,若导线每米长度上受到1N的力,则该均匀磁场的磁感应强度定义为1T,即为1特斯拉,后来,随着磁学领域的不断研究和发现,1T是一个比较大的单位了,特别是在微弱磁场中,以T为单位进行标注显得不切实际,因此,又用高斯作为磁学单位,二者可进行换算。高斯是很小的单位,10000高斯等于1特斯拉(T)。 
1特斯拉=1×104高斯=1×106微特斯拉

现在,我们应该明白了,为什么有些人叫特斯拉计,而有些人又叫高斯计,其实就是一个显示单位的不同,以及测量精度的不同。尽管如此,多思测控李工认为,在选择此类仪器的时候,还应该注意以下几点:
一、不要选择老式型号的模拟特斯拉计

由于设计方案代差的原因,目前市面上还存在老旧的特斯拉计,所选芯片方案早已是近20年的设计方案,以类仪器所使用的信号为模拟信号,易受环境磁场的影响,尽管在高磁场测量中不存在太多问题(近5%的误差),但对于弱磁场的测量,就有较大的问题,甚至无法测量。
二、仪器是否具有一键单位切换功能

这项功能在实际测量中,不影响仪器本身的测量精度,但是在数据读取中,如果习惯于使用高斯进行读数的人来讲,会有一种使用不便的情况,比如:235高斯和0.0235特斯拉其实是一个数值,但实际使用与传递数据过程中都不太方便,需要进行单位转换。
三、应根据自身需要,是否选择精度更高的数字高斯计

目前,市面上就高斯计(特斯拉计)而言,精度一般可分为:1GS, 0.1GS ,0.01GS,1mGS在选择仪器时,切不可一味追求精度,因为高斯计的价格有几百元,几千元,甚至几万元不等,一般1GS档的高斯计只适用于强磁测量,由于精度要求不高,市场上大多属于这类高斯计,它们可广泛应用于测量磁性材料的表磁。而0.1GS档的高斯计适用范围较广,可测量强磁材料、强磁场、线圈磁场、间隙磁场等,测量精度较高,价格也适中,一般不超过1万元。最贵的属于0.01GS档(或更小精度1mGS)的,此类高斯计主要用于环境磁场测量,如地球磁场,环境磁场,线圈微弱磁场、剩磁等,特别是生物、军工、航天、船舶等领域。当然,有些高端的科学研究并不只是用一台简单的高斯计就可以解决的,还需要配备各种传感器(并配备监控软件),才可实现对磁学的研究。
四、选择仪器时,应注意量程是否满足自身需要

如果你是需要测量高磁场的,就一定要注意了。目前,为了保证高斯计的精度,很多仪器厂商选择最大量程为2T,但如果你所测量的磁场大于2T时,应该选择大量程高斯计(3T),否则无法测量。
五、切不可盲目选择交直流两用高斯计或特斯拉计

很多人误认为功能多就是好,这样的想法是错误的,电子仪器设备,每增加一个功能,必将在硬件和软件上进行了较大的集成或改变,目前,高斯计99.9%都用于直流磁场的测量,其中永磁体就是属于直流磁场测量。一般企业应用都是比较固定的,如你是生产磁材的企业,一般不存在有交流磁场测量的可能。如果选择交直流二两高斯计,不仅价格上相差较大,而且功能上,可能你也用不上。何必花这个钱去买一个你不用的功能呢?

还有一点,其实高斯计是基于霍尔效应来测量磁场的,霍尔效应对于交流磁场的测量从原理上讲,就有很大的缺陷,因此不建议你买交直流两用高斯计来测量交流磁场。这样会严重误导测量数据,尤其是在500HZ以上的交流磁场中。

以上就是我们对高斯计与特斯拉计的理解,不当之处,还请斧正,更多文章,敬请登录www.hnduosi.com进行技术交流!
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2021年7月20日 22:29
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