一.概述：作为物质(特别是铁磁性材料)内禀磁性检测的通用设备，振动样品磁强计(VSM)因其投资小、坚固耐用，特别是运转费用极低等显著优点而被世界各国广泛运用于科研、教学和生产检测等众多领域，为人类的科技进步作出了巨大贡献。其工作原理大体如图所示。其中，驱动元w的功率输出馈给振动子v，以使振杆p带动被外磁化场He磁化了的样品s做小幅正弦式上下振动，探测线圈C所“感知”到的样品s的信号电压输出馈给相关接受放大系统(-K)。磁场探测单元G的输出VH与(-K)放大单元的输出VJ同相位地一并馈给数据处理单元D。从而当He变化一个周期后，D即可绘出样品s的J-He曲线，此处的J定义为样品s的总磁矩，即J=MV=σm，其M、V、σ、m分别表示样品s的磁化强度，体积，比(质量)磁化强度及质量。D所处理的是两路电压信号，即(-K)一路代表磁矩而G一路代表相对应的外磁化场He，因此必须特别注意*后绘制出的J-He曲线(或M-He、σ-He)未必能正确表示所测样品s的磁特性，因为VSM为开磁路测量，其所记录的磁化场He未必就是样品s的内磁场，要想得到s的真实磁化强度与内磁场Hi的函数关系，必须将所测得的He转化成Hi，并将所测J-He曲线转化成J-Hi曲线——此曲线才是样品s的真实特性。要做到这点，就必须预知样品s的在He方向上的退磁因子N，利用Hi=He-NM关系逐点求出与(MHe)相对应的坐标点(MHi)，从而绘成M-Hi(或J-Hi)曲线，并可利用B=Hi+4πM的关系式绘制出技术参量B-Hi曲线，由此曲线求得诸如硬磁材料样品s的剩磁Br、矫顽力BHc、**磁能级(BHi)max等磁学量。要做到以上几点，关键是要知道s在被测方向上的N，而这在一般情况下是办不到的。通常在旋转椭球体及其退化形式如球形、薄膜形、线形等特殊形状的样品时，方能够用VSM准确测出内禀磁性与内磁化场的函数关系，并可由此关系推演出有关技术参量(即B-Hi)。从此点也可说VSM的**功能是测材料的饱和磁化强度，不提先决条件而夸大VSM功能的宣传内容都是不可取的。VSM有一项衡量其水平高低的主要技术指标：**灵敏度。此数值应指在特定条件下(主要是指磁极与样品的距离以及外磁化场He的大小)该设备所能探测到的样品*小信号，即小于此数值的信号将被淹没在背景噪音中而无法检测出。一般而论，磁极间距越小，磁极越靠近样品，灵敏度将越高，但随之而来的则导致磁场鞍部区变窄,测试结果的重复性降低,不可靠性增大，这是我们不希望出现的现象..而要改变此情况，就必须将检测线圈间距增加(即磁极间距增大)，但此时将导致**灵敏度的下降。因此，被测信号的可信赖度与系统的**灵敏度是互相矛盾的，单强调一方面显然是不恰当的。另外，较小的磁极间距无法作变温测量。我厂产品的磁极间距为50mm，检测线圈间距为30mm，常温与高、低温测量都是在此条件下进行，这既保证了测试结果的可靠性，又保证了具有足够高的灵敏度(3-6×10-5emu)。下图是我厂产品中检测线圈间距与**灵敏度间的实测结果:He越大则可能导致背景噪音增大从而**灵敏度下降，这实际上是磁场电源质量好坏的一种体现。我厂产品的**灵敏度测试条件是在额定**磁场的80%内测量。故而，凡不提前提条件而仅表述VSM的**灵敏度，是有误导使用者之嫌。另外，**灵敏度是以背景噪音的尺度来衡量的，因而，对噪音的标度方法不同(采用均方值?峰-峰值?)，即使是同一设备，其结果也不同。我单位采用的是峰-峰值标度方法。二.本厂生产的VSM型式规格：1.低场型(LH型)利用无铁芯线圈对产生磁化场，**值为±400Oe;无触点平滑过零自动扫描电源，有手动、自动两种工作模式，在自动状态下可以人为控制扫描速度。特点为无电磁铁型的剩磁效应，操作空间大，磁场均匀空间广，特别适合特软磁性薄膜的测量工作。由于其探头可随时移出工作区，因而可适合特软薄膜磁电阻效应的测量。(诸如GMR、TMR、AMR、铁磁/反铁磁交换偏置效应等的研究工作)。由于其投资少，还特别适合高年级学生及研究生的实验教学工作。技术参数及特点：Hmax=±400Oe，在此范围内可任意调节、且不用高斯计检测磁场。样品所处空间位置可由振动头三维调节，故极易将样品置于**工作点，**灵敏度3~6×10-5emu(探测线圈间距30mm时);探测线圈间距可人为随时调整，以适用不同需要。由于探测线圈可方便地移离工作区而将均匀磁场区出空，故在配以磁电阻测量单元时，可方便地进行MR的检测工作，可作教学设备。配以两路数据处理单元以实现实时曲线的观察、记录和保存;可配变温装置以实现变温测量。销售记录中科院物理所首都师范大学复旦大学南京大学东南大学福建师范大学深圳大学石油大学浙江师范大学中国科技大学山西师大2.电磁铁型(HH型)电磁铁配以可调大功率自动扫描电源以获取所需外磁化场，样品驱动单元直接架设在电磁铁磁轭上以实现造型的美观化，且可调节样品的任意被测方向，以实现各向异性的检测需求。磁场强度及灵敏度档次可由用户自行决定。技术规格及特点：1、磁化场由电磁铁和高稳定度、低纹波系数的自动平滑过零扫描电源联合提供，同时，电源设有手动调节模式，可设置在所需稳恒磁场的恒流状态下测量;在自动扫描模式状态，能在设定的磁化场范围内，通过选定的扫描速度而实现在该磁场范围内的自动扫描。目前，**磁场强度有2×104Oe、1.5×104Oe、1×104Oe等可供选择;2、振动头(即前述的V)可在三维方向调节振杆(P)的位置，因而可将样品(s)置于**工作点。3、磁场大小由多档高斯计直接测量，其表头直接显示实际磁场大小并将相应信号馈给数据处理单元，以实现与磁矩测量单元一一对应的实时数字化记录。4、检测线圈由相应机构紧压在两极面上，其检测线圈**间距为30mm，以保证该系统可以实现变温测量。且可随时取下检测线圈以让出**的可利用磁场空间作其他用处(如MR测量等)。磁矩测量信号和与其对应的其他信号(磁场、温度等)可通过电脑化X-Y记录仪实现计算机数据处理。在上述检测线圈间距以及磁化场≤104Oe的情况下，背景噪音峰-峰值(即**灵敏度)优于3~6×10-5emu，本厂也可根据客户需求，提供价格较便宜的高场、更高灵敏度但非变温型VSM销售记录北京航空航天大学华东师范大学同济大学南京大学东南大学南京航空航天大学深圳大学河海大学国防科技大学江苏大学湖南大学扬州大学云南大学湖北大学山西师范大学西南师范大学华侨大学中北大学台州学院潍坊学院平壤大学电子部14所电子部9所长沙矿冶研究院正在调试单位：南京工业大学正在制造单位：安徽工业大学、集美大学三、选配件1、薄膜磁电阻测量系统：采用差值法测量MR以实现△R/R≤0.1%的高灵敏测量;样品夹具可带动样品做360o转动以实现不同方向上的MR观察，特别适合配在本场生产的LH型VSM上。2、变温装置;①高温-采用铂丝作为发热元件，水体冷却以保证在**600℃的情况下炉体外表仍为室温，有效地保护VSM的检测线圈不受到伤害，且不致产生因检测线圈所处温度不同导致的定标常数的变化。此系统采用手控调节的方法，以保证在导入炉体后，VSM整体灵敏度不出现下降的现象。以上两点有效地克服了高温测量时所出现的一些通病，可作为居里温度(可自动记录)和内禀磁性随温度变化规律的检测。②低温—可实现室温至77oK的温控测量。