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。