| 應(yīng)用領(lǐng)域 |
生物產(chǎn)業(yè),電子/電池,綜合 |
Lake Shore帶有FP系列探頭的新型F71（三軸）和F41（單軸）特斯拉計(jì)，其全新的TruZero™技術(shù)成功地避免了磁場(chǎng)測(cè)量后需要重新調(diào)零探頭情況，使用戶可以進(jìn)行持續(xù)測(cè)量。
Lake Shore帶有FP系列探頭的新型（三軸）和F41（單軸）特斯拉計(jì)，其全新的TruZeroTM技術(shù)成功地避免了磁場(chǎng)測(cè)量后需要重新調(diào)零探頭情況，使用戶可以進(jìn)行持續(xù)測(cè)量。FP系列探頭配備的新一代霍爾傳感器通過縮小感應(yīng)區(qū)、優(yōu)化線性度，實(shí)現(xiàn)比前代更高的測(cè)量精度。
Lake Shore的每個(gè)霍爾傳感器jianduan集成了溫度傳感器，方便將溫度數(shù)據(jù)傳送到特斯拉計(jì)，并通過內(nèi)置的溫度和磁場(chǎng)曲線進(jìn)行補(bǔ)償，可以在各種工作條件下得到極為精確的磁場(chǎng)讀數(shù)。此外，3軸霍爾傳感器的設(shè)計(jì)旨在最大限度地提高x，y和z傳感器元件之間的正交性，從而在磁場(chǎng)方向末知或發(fā)生變化時(shí)實(shí)現(xiàn)更精確的矢量值測(cè)量。
主要特征
? 可測(cè)量350 KG磁場(chǎng)
? 單軸或三軸測(cè)量
? DC~50 KHz頻率范圍
? 測(cè)試分辨率＜0.1 μT
? TruZero™ 技術(shù)使探頭無需重新校零
? 全新霍爾傳感器，更小的有效面積和線性性能，提供更精確的測(cè)量
? 探頭內(nèi)置溫度計(jì)，實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償
? TiltView™ 觸摸屏顯示，操作簡便
探頭無需校零
典型霍爾探頭出現(xiàn)偏移誤差有幾個(gè)原因：
? 熱電效應(yīng)，導(dǎo)致偏移量隨溫度變化。
? 傳感器接觸位置的幾何形狀不完善，會(huì)產(chǎn)生所謂的 "錯(cuò)位電壓 "誤差，難以糾正。
這些誤差會(huì)導(dǎo)致探頭 "漂移"，影響測(cè)量的可重復(fù)性。典型的霍爾探頭必須定期置于零高斯室中，以消除隨著時(shí)間推移而產(chǎn)生的偏移。
TruZero™ 技術(shù)
Lake Shore的 TruZero™ 技術(shù)無需頻繁進(jìn)行歸零操作，從而節(jié)省了時(shí)間，并確保測(cè)量始終準(zhǔn)確無誤。 TruZero™ 技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制如下：
?FP系列探頭中使用的 2Dex™ 霍爾效應(yīng)傳感器具有高度對(duì)稱性和均勻性，因此零場(chǎng)偏移電壓本身就很低
?電纜采用特殊絕緣材料，具有很好的絕緣性能
?優(yōu)良的傳感器激勵(lì) "spinning "技術(shù)可在不同的測(cè)量配置之間逐步切換。
?板載算法將連續(xù)的霍爾電壓讀數(shù)組合在一起，以消除由于錯(cuò)位電壓和熱電效應(yīng)造成的偏移，并能減少閃爍噪聲，以獲得更準(zhǔn)確、更精確的讀數(shù)。
這意味著在測(cè)量前無需將探頭"校零"。TruZero™ 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)快速、精確、省時(shí)省力的測(cè)量。
TruZero™ 技術(shù)驗(yàn)證
將F71 和 475高斯計(jì)放置在溫控室中，兩個(gè)高斯計(jì)的探頭都放置在零高斯腔內(nèi)，初始測(cè)試時(shí)475高斯計(jì)的探頭已經(jīng)校零，在多個(gè)溫度循環(huán)下對(duì)比兩款高斯計(jì)和探頭的測(cè)試數(shù)據(jù)。
F71 ? 隨溫度變化有非常輕微的零場(chǎng)偏移 ? 隨時(shí)間變化無明顯漂移 | 475 ? 零場(chǎng)偏移隨溫度變化較大 ? 數(shù)小時(shí)后出現(xiàn)明顯的漂移 |
設(shè)備參數(shù)
輸入通道
| F41單軸 | F71多軸 |
測(cè)量通道 | 1 | 3 |
連接插頭數(shù)量 | 1 |
插頭類型 | 26-pin mini D-sub |
支持的探頭/傳感器 | 單軸探頭和單軸即插即用傳感器 | 單軸探頭、單軸即插即用傳感器、多軸探頭 |
不支持的探頭/傳感器 | 400系列高斯計(jì)探頭，散裝的2Dex, InAs, GaAs傳感器 |
量程
| 自動(dòng)量程 | 35 mT (350 G) | 350 mT (3.5 kG) | 3.5 T (35 kG) | 35 T (350 kG) |
標(biāo)準(zhǔn)探頭 | 是 | 2 mA 驅(qū)動(dòng) | 2 mA 驅(qū)動(dòng) | 2 mA 驅(qū)動(dòng) | 0.2 mA 驅(qū)動(dòng) |
低溫探頭 | 是 | 無 | 0.2 mA 驅(qū)動(dòng) | 0.2 mA 驅(qū)動(dòng) | 0.2 mA 驅(qū)動(dòng) |
直流磁場(chǎng)測(cè)試性能
系統(tǒng)絕對(duì)測(cè)量精度
單個(gè)軸（單軸：X/Y/Z）
標(biāo)準(zhǔn)探頭 |
35 T (350 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.2% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.15% |
350 mT (3.5 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.15% |
35 mT (350 G)量程 | 讀數(shù)的±0.15% |
低溫探頭 |
35 T (350 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.2% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.2% |
350 mT (3.5 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.2% |
三軸合成矢量精度(基于三軸測(cè)量的合成磁場(chǎng)總值計(jì)算)
標(biāo)準(zhǔn)探頭 |
35 T (350 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.4% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.3% |
350 mT (3.5 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.3% |
35 mT (350 G)量程 | 讀數(shù)的±0.3% |
低溫探頭 |
35 T (350 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.4% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 讀數(shù)的±0.4% |
交流磁場(chǎng)測(cè)試性能
交流模式帶寬
交流模式截止頻率
550 Hz (-3 dB)
60 Hz (-0.2%)
特斯拉計(jì)頻率響應(yīng)：交流模式
交流模式精度
在儀器頻率響應(yīng)曲線平坦響應(yīng)部分的頻率范圍內(nèi)，所報(bào)告的磁場(chǎng)測(cè)量精度。
| 單個(gè)軸（單軸：X/Y/Z） | 三軸幅值 |
RMS | 讀數(shù)的 ± 0.25% ± 量程的0.05% | 讀數(shù)的±0.5% ± 量程的0.1% |
峰-峰值 | 讀數(shù)的±0.55% ± 量程的0.2% | 儀器上未顯示讀數(shù) |
高頻模式測(cè)試性能
高頻模式帶寬
高頻模式通帶
1.7 Hz ~ 75 kHz (-3 dB point)
20 Hz ~ 7 kHz (-0.2%)
特斯拉計(jì)頻率響應(yīng)：高頻模式
高頻模式精度
在儀器頻率響應(yīng)曲線平坦響應(yīng)部分的頻率范圍內(nèi)，所報(bào)告的磁場(chǎng)測(cè)量精度。
| 單個(gè)軸（單軸：X/Y/Z） | 三軸幅值 |
RMS | 讀數(shù)的 ± 0.5% ± 量程的0.5% | 讀數(shù)的±1% ± 量程的1% |
峰-峰值 | 讀數(shù)的±2% ± 量程的2% | 儀器上未顯示讀數(shù) |
設(shè)備選件
FP系列探頭
特點(diǎn)：
? 寬量程設(shè)計(jì)——適用于從地磁場(chǎng)到強(qiáng)電磁場(chǎng)的測(cè)量
? 霍爾感器（有效面積僅0.1 mm2，實(shí)現(xiàn)更高精度測(cè)量）
? 內(nèi)置溫度補(bǔ)償與線性度（磁場(chǎng)）補(bǔ)償
? 多樣化手柄與探桿選項(xiàng)，適配多種應(yīng)用場(chǎng)景
? 配備易用性設(shè)計(jì)，如感應(yīng)區(qū)域指示與極性標(biāo)識(shí)
? 支持應(yīng)用場(chǎng)景定制化探針配置
選型：根據(jù)您的應(yīng)用需求，從可選配置中定制探頭。
單軸橫向
莖桿類型 | 莖桿材料 | 莖桿尺寸 | 外形規(guī)格 | 莖桿長度（cm） | 額外電纜長度（m） | 型號(hào) |
標(biāo)準(zhǔn) | 鋁 | 1.55 x 4.57 mm | 手持（默認(rèn)） | 5 | 15 | 30 | 2(默認(rèn)) | 6 | 15 | FP-NS-180-TSXX-XX |
固定安裝（-M） | 5 | 15 | 30 | 2(默認(rèn)) | 6 | 15 | FP-NS-180-TSXXM-XX |
三軸
莖桿類型 | 莖桿材料 | 莖桿尺寸 | 外形規(guī)格 | 莖桿長度（cm） | 額外電纜長度（m） | 型號(hào) |
標(biāo)準(zhǔn) | 鋁 | 4 x 4mm | 手持（默認(rèn)） | 5 | 15 | 30 | 2(默認(rèn)) | 6 | 15 | FP-NS-180-ZSXX-XX |
固定安裝（-M） | 5 | 15 | 30 | 2(默認(rèn)) | 6 | 15 | FP-NS-180-ZSXXM-XX |
*注：1、常規(guī)探頭(高亮黃色標(biāo)記部分)；2、低溫探頭即將上市
單軸橫向探頭 手持式：FP-NS-180-TSXX-XX | 
三軸探頭 固定安裝式：FP-NS-180-ZSXXM-XX |
應(yīng)用案例
脈沖磁場(chǎng)測(cè)試
以下測(cè)試展示了F41和F71特斯拉計(jì)的脈沖測(cè)量能力。使用不同的特斯拉計(jì)配置測(cè)量這些脈沖，以便觀察不同設(shè)置之間的差異。
硬件設(shè)置
一個(gè)大容量電容器通過直流電源充電至45伏特，然后 通過粗線圈放電以產(chǎn)生磁場(chǎng)脈沖。圖中未顯示用于測(cè)量線圈電流的采樣電阻。
特斯拉計(jì)設(shè)置
特斯拉計(jì)的測(cè)量范圍設(shè)置為350 mT，因?yàn)轭A(yù)期的磁場(chǎng)脈沖強(qiáng)度將超過35 mT但低于350 mT。校準(zhǔn)后的模擬輸出比例調(diào)整為20 V/T，以便與原始模擬輸出的比例保持一致，便于比較。
測(cè)試結(jié)果
以下數(shù)據(jù)是從示波器采集并轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)數(shù)值。
測(cè)試1: AC 交流模式 修正模擬輸出
☆ 每秒2000次的校正模擬輸出更新率在信號(hào)離散的“階梯"變化中清晰可見； ☆ 線圈電流與校正輸出更新之間存在微小的傳播延遲； ☆ 最大輸出電壓穩(wěn)定在約235 mT，與儀器檢測(cè)到的峰值磁場(chǎng)233.325 mT相差約1%； ☆ 脈沖寬度約為10毫秒，恰好適合交流模式。 | 
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測(cè)試 2: HF 高頻模式 修正模擬輸出
☆ 修正后模擬輸出的更新速率和傳播延遲可按離散時(shí)間步長實(shí)現(xiàn)； ☆ 由于帶寬更寬和采用交流耦合，脈沖形狀與交流模式略有不同； ☆ 10毫秒的脈沖寬度足夠快，可在高頻模式下觀測(cè)到； ☆ 針對(duì)該特定脈沖，交流模式與高頻模式的精度相當(dāng)。 | 
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測(cè)試 3: HF高頻模式 原始模擬輸出 ☆ 該曲線為純模擬信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)最高時(shí)間分辨率，并消除了修正模擬輸出中的傳播延遲； ☆ 完成測(cè)試后，可計(jì)算調(diào)整后的換算系數(shù)。原采用20 V/T，計(jì)算峰值達(dá)245 mT。改用21 V/T可使后續(xù)脈沖的換算更精確； ☆ 儀器的峰值保持測(cè)量仍然準(zhǔn)確。 | 
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在測(cè)試3中，測(cè)得峰值電壓為4.9033 V，經(jīng)初始修正因子20 V/T換算后為245.165 mT。
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