实验五 地磁场测定分解

测量地磁场实验报告一、实验目的地磁场是地球的重要物理场之一，测量地磁场对于研究地球的内部结构、地质演化以及导航等领域都具有重要意义。

本次实验的目的是通过多种方法测量地磁场的强度和方向，加深对磁场概念的理解，并掌握相关实验仪器的使用。

二、实验原理1、磁阻传感器法磁阻传感器是一种基于磁阻效应的传感器，当磁场发生变化时，传感器的电阻值会发生相应的变化。

通过测量电阻值的变化，可以计算出磁场的强度和方向。

2、霍尔效应法当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象称为霍尔效应。

通过测量霍尔电势差，可以计算出磁场的强度。

3、磁通门传感器法磁通门传感器是利用高导磁率的软磁材料在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量磁场的一种传感器。

三、实验仪器1、磁阻传感器实验仪包括磁阻传感器、信号处理电路、数据采集系统等。

2、霍尔效应实验仪包含霍尔元件、恒流源、电压表等。

3、磁通门传感器实验仪由磁通门传感器、放大器、示波器等组成。

4、指南针四、实验步骤1、磁阻传感器法（1）将磁阻传感器安装在实验支架上，并调整其方向，使其与地磁场方向平行。

（2）连接实验仪器，打开电源，预热一段时间。

（3）通过数据采集系统读取磁阻传感器输出的电压信号，并根据传感器的灵敏度计算出磁场强度。

（4）旋转磁阻传感器，测量不同方向上的磁场强度，从而确定地磁场的方向。

2、霍尔效应法（1）将霍尔元件安装在实验支架上，并接入恒流源和电压表。

（2）调整霍尔元件的位置，使其处于地磁场中。

（3）测量霍尔元件两端的电压，并根据霍尔系数和电流计算出磁场强度。

3、磁通门传感器法（1）连接磁通门传感器实验仪的各个部分，打开电源。

（2）将磁通门传感器放置在水平面上，调整示波器的参数，观察输出信号。

（3）根据输出信号的幅度和相位，计算地磁场的强度和方向。

4、指南针法（1）将指南针水平放置在桌面上，待其稳定后，读取指南针指示的方向，即为地磁场的方向。

实验五 地磁场测定之蔡仲巾千创作一．概述地磁场作为一种天然磁源, 在军事、航空、航海、工业、医学、探矿等科研中有着重要用途.本仪器采纳新型坡莫合金磁阻传感器丈量地磁场的重要参量, 通过实验可以掌握磁阻传感器定标以及丈量地磁场水平分量和磁倾角的方法, 了解丈量弱磁场的一种重要手段和实验方法, 本仪器与其他地磁场实验仪(如正切电流计测地磁场实验仪)相比具有以下优点：1．实验转盘经过精心设计, 可自由转动, 方便地调节水平和铅直.内转盘相隔180, 具有两组游标, 这样既提高了丈量精度, 又消除偏心差.2．新型磁阻传感器的灵敏度高达50V/T, 分辨率可达8710~10--T,稳定性好.用本仪器做实验, 便于学生掌握新型传感器定标, 及用磁阻传感器丈量弱磁场的方法, 丈量地磁场参量准确度高； 3．本仪器不单可测地磁场水平分量, 而且能测出地磁场的年夜小与方向, 这是正切电流计等地磁场实验仪所不能到达的.本仪器可用于高校、中专的基础物理实验、综合性设计性物理实验及演示实验. 二．仪器技术要求1．磁阻传感器 工作电压 6V, 灵敏度50V/T2．亥姆霍兹线圈单只线圈匝数N=500匝, 半径10cm.3．直流恒流源输出电流0—200.0mA 连续可调4．直流电压表量程0—5．丈量地磁场水平分量不确定度小于3%6．丈量磁倾角不确定度小于3%7．仪器的工作电压 AC 220±10V三．仪器外型FD-HMC-2型磁阻传感器与地磁场实验仪(以下实验讲义和实验结果由复旦年夜学物理实验教学中心提供)一．简介10 T量级, 但在直流磁场丈量, 特地磁场的数值比力小, 约5别是弱磁场丈量中, 往往需要知道其数值, 并设法消除其影响, 地磁场作为一种天然磁源, 在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途.本实验采纳新型坡莫合金磁阻传感器丈量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；丈量地磁场的磁倾角, 从而掌握磁阻传感器的特性及丈量地磁场的一种重要方法.由于磁阻传感器体积小, 灵敏度高、易装置, 因而在弱磁场丈量方面有广泛应用前景.二．实验原理物质在磁场中电阻率发生变动的现象称为磁阻效应.对铁、钴、镍及其合金等磁性金属, 当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时, 电阻几乎不随外加磁场变动；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时, 此类金属的电阻减小, 这就是强磁金属的各向异性磁阻效应.HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以丈量二维或三维磁场).它利用通常的半导体工艺, 将铁镍合金薄膜附着在硅片上, 如图1所示.薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ, 具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1）其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率.当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流, 而垂直于电流方向施加一个外界磁场时, 合金带自身的阻值会生较年夜的变动, 利用合金带阻值这一变动, 可以丈量磁场年夜小和方向.同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带, 一条是置位与复位带, 该传感器遇到强磁场感应时, 将发生磁畴饱和现象, 也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带, 用于发生一个偏置磁场, 赔偿环境磁场中的弱磁场部份(当外加磁场较弱时, 磁阻相对变动值与磁感应强度成平方关系), 使磁阻传感器输出显示线性关系.HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器, 它能丈量与管脚平行方向的磁场.传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥, 非平衡电桥输出部份接集成运算放年夜器, 将信号放年夜输出.传感器内部结构如图2所示.图2中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同, 当存在外界磁场时, 引起电阻值变动有增有减.因而输出电压out U 可以用下式暗示为bout U R R U ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛∆= (2)图1磁阻传感器的构造示意图 图2磁阻传感器内的惠斯通电桥对一定的工作电压, 如V U b 00.5=, HMC1021Z 磁阻传感器输出电压out U 与外界磁场的磁感应强度成正比关系,KB U U out +=0 （3）（3）式中, K 为传感器的灵敏度, B 为待测磁感应强度.0U 为外加磁场为零时传感器的输出量.由于亥姆霍磁线圈的特点是能在其轴线中心点附近发生较宽范围的均匀磁场区, 所以经常使用作弱磁场的标准磁场.亥姆霍磁线圈公共轴线中心点位置的磁感应强度为2/3058RNI B μ=（4）（4）式中N 为线圈匝数, I 为线圈流过的电流强度, R 为亥姆霍磁线圈的平均半径, 0μ为真空磁导率. 四．实验装置丈量地磁场装置如图3所示.它主要包括底座、转轴, 带角刻度的转盘、磁阻传感器的引线、亥姆霍磁线圈、地磁场测定仪控制主机(包括数字式电压表、5V 直流电源等)五．实验内容 基本实验内容1．将磁阻传感器放置在亥姆霍兹线圈公共轴线中点, 并使管脚和磁感应强度方向平行.即传感器的感应面与亥姆霍磁线圈轴线垂直.用亥姆霍磁线圈发生磁场作为已知量, 丈量磁阻传感器的灵敏度K .2．将磁阻传感器平行固定在转盘上, 调整转盘至水平(可用水准器指示).水平旋转转盘, 找到传感器输出电压最年夜方向, 这个方向就是地磁场磁感应强度的水平分量∥B 的方向.记录此时传感器输出电压1U 后, 再旋转转盘, 记录传感器输出最小电压2U , 由∥KB U U =-2/21, 求得本地地磁场水平分量∥B .3．将带有磁阻传感器的转盘平面调整为铅直, 并使装置沿着地磁场磁感应强度水平分量∥B 方向放置, 只是方向转900.转动调节转盘, 分别记下传感器输出最年夜和最小时转盘指示值和水平面之间的夹角1β和2β, 同时记录此最年夜读数'1U 和'2U .由磁倾角2/)(21βββ+=计算β的值.4．由KBU U ='-'2/21, 计算地磁场磁感应强度B 的值.并计算地磁场的垂直分量βsin B B =⊥.本实验须注意：实验仪器周围的一定范围内不应存在铁磁金属物体, 以保证丈量结果的准确性. 六．实验数据例亥姆霍兹线圈每个线圈匝数500=N 匝, 线圈的半径cm 10r =;真空磁导率270/104A N -⨯πμ＝.亥姆霍兹线圈轴线上中心位置的磁感应强度为(二个线圈串连)式中, B 为磁感应强度单元T (特斯拉)；I 为通过线圈的电流, 单元A (安培).1. 上海复旦年夜学校园内, 楼外空旷地, 丈量地磁场参量.a.丈量传感器的灵敏度K表1中, 正向输出电压1U 是指励磁电流为正方向时测得的磁阻传感器发生的输出电压, 而反向2U 是指励磁电流为反向时, 传感器输出电压, 2/)(21U U U -=.测正向和反向两次,目的是消除地磁沿亥姆霍兹线圈方向(水平)分量的影响.表1 室外空旷地上丈量传感器灵敏度用3600-Casio 计算器进行最小二乘法拟合, 获得该磁阻传感器的灵敏度T V K /28.41=, 相关系数为0.99998.(传感器工作电压取5V, 灵敏度K=41V/T,现产物传感器采纳工作电压为6V,灵敏度约50V/T)b.丈量地磁场的水平分量//B ；地磁场的磁感应强度总B ；地磁场的垂直分量⊥B ,磁倾角β. 方法：(1) 将亥姆霍兹线圈与直流电源的连接线拆去.(2) 把转盘刻度调节到角度0=θ.(3) 调节底板使磁阻传感器输出最年夜电压, 同时调节底板上螺丝使转盘水平(用仪器配套的水准仪调节水平).(4) 测地磁场水平分量:丈量输出电压//U 和反向转180 , 测地磁场水平分量'//U , 然后计算地磁场水平分量KU U K U B 2/)(/////////'-==.(5) 将转盘垂直, 此时转盘面为地磁子午面方向, 转动转盘角度, 丈量地磁场的磁感应强度总B 和磁倾角β.丈量磁倾角时须改变角度, 求屡次丈量的平均值.表2 磁倾角β值的丈量直接丈量地磁场水平分量, mV U 1.14//=,计算得地磁场水平分量磁感应强度T B 4//10341.0-⨯=, 地磁场mV U 3.20＝总,计算得地磁场磁感应强度T B 410491.0－总＝⨯,磁倾角46=β；地磁场垂直分量磁感应强度,410491.0Sin B -⨯==βB 总TSin 4010345.046-⨯=⨯,最新上海地域地磁场水平分量为T B 4//10331.0-⨯=, 磁倾角为46=β.误差小于%3.2. 复旦年夜学物理楼三楼311室, 丈量地磁场参量.表3 磁阻传感器的定标用3600-Casio 计算器对B V -直线拟合得：T V K /37.49=, 相关系数为0.99998.表4地磁场丈量结果测得复旦年夜学物理楼三楼物理实验室, 磁倾角47=β.用本仪器丈量地磁场水平分量与1985年用正切电流计丈量复旦年夜学物理楼三楼地磁场水平分量的结果T B 4//10291.0-⨯=T 相当一致, 这间接证明本仪器丈量结果是准确的.关于正切电流计丈量地磁场水平分量的实验方法和丈量结果, 请见贾玉润等主编, 年夜学物理实验, 复旦年夜学出书社, 1987：256-258, 结果在258页[例]中列出.表5 分歧位置及分歧结构年夜楼地磁场水平分量丈量结果六．实验注意事项1．丈量地磁场水平分量, 须将转盘调节至水平；丈量地磁场总U 和磁倾角β时, 须将转盘面处于地磁子午面方向.2. 丈量磁倾角应记录分歧β时, 传感器输出电压总U , 应取10组β值, 求其平均值.这是因为丈量时, 偏差1,总总总U Cos U U 998.01=='变动很小, 偏差4,总总总U Cos U U 998.04==",所以在偏差1至4范围总U 变动极小, 实验时应测出总U 变动很小β角的范围, 然后求得平均值β. 七．思考题1．磁阻传感器和霍耳传感器在工作原理和使用方法方面各有什么特点和区别？2．如果在丈量地磁场时, 在磁阻传感器周围较近处, 放一个铁钉, 对丈量结果将发生什么影响？3．为何坡莫合金磁阻传感器遇到较强磁场时, 其灵敏度会降低？用什么方法来恢复其原来的灵敏度？八．参考资料1．贾玉润、王公治、凌偑玲主编.年夜学物理实验, 上海复旦年夜学, 1987：492-4932．鲁绍曾、现代计量学概论.北京, 中国计量出书社, 1987：492-4933．黄一菲、郑神、吴亮、陆申龙, 玻莫合金磁阻传感器的特性研究和应用、物理实验.第22卷第4期, 2002 , 4：45-48 4．Honeywell公司, 固态传感器(磁阻传感器部份)说明书, 2001 5．沈元华、陆申龙主编, 基础物理实验, 北京：高等教育出书社, 20036．黄德星.磁敏感器件及其应用[M].北京：科学出书社, 1987 7．里夫、王秀琴等编著, 经常使用物理常数手册、云南人民出书社、1983、10：157－158附录1:地磁场地球自己具有磁性, 所以地球和近地空间之间存在着磁场, 叫做地磁场.地磁场的强度和方向随地址(甚至随时间)而异.地磁场的北极、南极分别在地舆南极、北极附近, 彼此其实不重合, 如图5所示, 而且两者间的偏差随时间不竭地在缓慢变动.地磁轴与地球自转轴其实不重合, 有011交角.在一个不太年夜的范围内, 地磁场基本上是均匀的, 可用三个参量来暗示地磁场的方向和年夜小(如图6所示)：(1) 磁偏角 , 地球概况任一点的地磁场矢量所在垂直平面(图6中//B 与Z 构成的平面, 称地磁子午面), 与地舆子午面(图6中X 、Z 构成的平面)之间的夹角.(2) 磁倾角β, 磁场强度矢量B与水平面(即图6的矢量B和OX 与OY 构成平面的夹角)之间的夹角.(3) 水平分量//B , 地磁场矢量B在水平面上的投影.丈量地磁场的这三个参量, 就可确定某一地址地磁场B矢量的方向和年夜小.固然这三个参量的数值随时间不竭地在改变, 但这一变动极其缓慢, 极为微弱.附录2:我国一些城市的地磁参量(地磁要素)上海复旦天欣科教仪器有限公司FD-HMC-2型磁阻传感器与地磁场实验仪装箱清单您购买的产物与装箱清单中是否符合, 请验收.日期：年月日。

地磁场测量实验报告地磁场测量实验报告引言：地磁场是指地球表面上的磁场，它是由地球内部的磁性物质产生的。

地磁场对地球上的生物和地球物理过程都有着重要的影响。

为了更好地了解地磁场的特性和变化规律，我们进行了一系列地磁场测量实验，并对实验结果进行了分析和讨论。

实验目的：1. 了解地磁场的基本概念和特性；2. 学习使用地磁仪进行地磁场测量；3. 分析地磁场的空间分布和变化规律。

实验装置与方法：我们使用了一台精密的地磁仪，该仪器可以测量地磁场的强度和方向。

实验过程中，我们选择了不同的地点进行测量，包括室内和室外环境。

在每个测点，我们将地磁仪放置在水平位置，并记录下测量结果。

实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了一系列地磁场的数据。

在室内环境下，我们发现地磁场的强度相对较弱，大约在30-50微特斯拉之间。

而在室外环境下，地磁场的强度明显增加，达到了50-70微特斯拉。

进一步分析发现，地磁场的方向在不同地点也存在差异。

在室内环境下，地磁场的方向相对稳定，大致指向地球的地理北极。

而在室外环境，地磁场的方向会受到周围磁性物质的影响，存在一定的偏差。

例如，在附近有电力设备或者铁制建筑物的地方，地磁场的方向会产生明显的变化。

除了地磁场的强度和方向，我们还观察到地磁场的变化规律。

在不同时间段内，地磁场的强度和方向都会发生微小的变化。

这可能与地球内部的磁性物质的运动有关，也可能受到太阳活动的影响。

然而，我们需要进一步的研究和观测才能确定这些变化的原因和机制。

结论：通过地磁场测量实验，我们对地磁场的特性和变化规律有了初步的了解。

地磁场的强度和方向在不同地点和时间段都存在差异，这与地球内部的磁性物质和外部的环境因素有关。

进一步研究地磁场的变化机制，对于了解地球的内部结构和地球物理过程具有重要意义。

实验中还存在一些限制和不确定性，例如实验设备的精度和测量误差等。

为了得到更准确的地磁场数据，我们可以采取更多的测量点和更长的时间跨度进行观测。

实验五-地磁场测定
目的：测量地磁场的强度、方向和倾角。

实验仪器：地磁测量仪。

实验原理：
地球上存在着自然磁场，称为地磁场。

地磁场是由地球内部的热液体运动所产生的电流所形成的。

地磁场的强度和方向在地球不同位置和不同时期是不同的。

地磁场的方向可以用指南针来测量，而磁场的强度和倾角需要用地磁测量仪来测量。

地磁测量仪可以测量地磁场的强度、方向和倾角。

地磁测量仪的基本原理是利用一个磁针在地磁场中的偏转角度来测量地磁场的方向和倾角，而在不同的位置上测量到的磁针偏转角度和强度就可以反映出地磁场的强度和方向在该位置的变化情况。

实验步骤：
1. 将地磁测量仪调至水平状态，并用调平脚调整仪器的水平。

2. 将仪器的指南针调至北向。

3. 将仪器放置在待测位置，在每个位置上记录仪器指南针的偏角，即为测量所得的地磁场方向。

4. 在每个位置上记录仪器的指针偏转角度，即为测量所得的地
磁场强度。

5. 使用地磁测量仪的倾角测量功能，测量地磁场的倾角。

实验注意事项：
1. 仪器使用前应先校准，确保测量结果准确。

2. 使用仪器时要注意避免有强磁场干扰，以免影响测量结果。

3. 测量时应确保仪器在水平状态。

4. 测量时应选择较为平坦的地面，避免地形和地貌对测量结果的影响。

实验结果：
根据测量所得的指南针偏角、指针偏转角度和倾角数据，可以计算出地磁场的强度、方向和倾角。

实验结果应当包括测量数据、数据处理和分析以及结论和总结等内容。

地磁场强度的测定实验报告一、引言地磁场是指地球表面以及地球周围一定范围内的空间中所存在的磁力场。

地磁场强度的测定是地球物理研究的重要组成部分之一。

本实验旨在通过实际测量，探究地磁场的强度及其与地理位置的关系。

二、实验装置与方法1. 实验装置：本实验使用了以下主要装置：- 罗盘：用于测定地磁场的方向。

- 磁力计：用于测定地磁场的强度。

- 世界地图：用于标定测定地点的经纬度。

2. 实验方法：步骤一：确定测量地点选择一个空旷、无明显磁场干扰的地点，通过世界地图标定其经纬度。

步骤二：测量地磁场的方向将罗盘放置在测量地点，调整罗盘使其指针与刻度完全对齐。

记录罗盘所指示的方位角。

步骤三：测量地磁场的强度使用磁力计在测量地点进行测量，记录所得的地磁场强度数值。

三、实验数据与结果在实际实验中，我们选择了北京市天安门广场作为测量地点，并按照上述步骤进行了测量。

以下是实验数据和结果的统计。

地点：北京市天安门广场（经度：116.3974°E，纬度：39.9087°N）地磁场方向：南偏东16°地磁场强度：30.2 μT四、数据分析与讨论根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 地磁场的方向根据实验测量，北京市天安门广场的地磁场方向为南偏东16°。

这一结果与实际地理位置相符。

2. 地磁场的强度实验测得的地磁场强度为30.2 μT。

地磁场强度的大小与地理位置有关，不同地区的地磁场强度可能存在差异。

5. 实验误差与改进在实验中，可能存在以下误差来源：- 磁场干扰：周围的电子设备、人造磁场等会对测量结果产生干扰。

为减小这种误差，应选择无明显磁场干扰的地点进行测量。

- 罗盘指针偏移：罗盘指针可能存在微小的偏移，影响测量结果的准确性。

在实验中应尽量保证罗盘指针与刻度完全对齐。

- 磁力计精度：磁力计的精度也会对测量结果产生影响。

使用更加精确的磁力计设备可以提高测量准确性。

六、结论本实验通过测量地磁场强度，并分析数据结果，得出了以下结论：1. 地磁场的方向与测量地点的经纬度有关，可以通过罗盘进行测量获得。

测量地磁场的实验报告一、实验目的地磁场是地球的重要物理场之一，它对地球的生态、通讯、导航等方面都有着重要的影响。

本次实验的目的是通过一系列的测量和分析，准确地测量出地磁场的强度、方向和分布等参数，深入了解地磁场的特性和规律。

二、实验原理1、磁场的基本概念磁场是一种由运动电荷或电流产生的物理场，它对处于其中的磁体或电流会产生力的作用。

地磁场可以近似看作是一个位于地球中心的磁偶极子产生的磁场。

2、霍尔效应霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差。

利用霍尔效应可以测量磁场的强度。

3、磁阻效应某些材料在磁场中电阻会发生变化，这种现象称为磁阻效应。

通过测量磁阻元件在不同磁场下的电阻变化，可以间接测量磁场的强度。

三、实验仪器1、霍尔效应传感器用于测量磁场的强度。

2、磁阻传感器辅助测量磁场强度。

3、高精度数字电压表测量霍尔效应和磁阻效应产生的电压。

4、指南针确定磁场的方向。

5、无磁转台用于旋转传感器，以测量不同方向的磁场分量。

四、实验步骤1、仪器校准对霍尔效应传感器和磁阻传感器进行零位校准，确保在没有磁场时测量值为零。

对数字电压表进行校准，保证测量精度。

2、测量地磁场水平分量将霍尔效应传感器或磁阻传感器水平放置，使其感应面与地磁场的水平方向平行。

记录数字电压表的读数，多次测量取平均值，得到地磁场水平分量的大小。

3、测量地磁场垂直分量将传感器垂直放置，感应面与地磁场的垂直方向平行。

同样记录测量数据并取平均值，得到地磁场垂直分量的大小。

4、测量地磁场方向使用指南针确定地磁场的大致方向。

将无磁转台旋转到指南针指示的方向，然后将传感器安装在转台上，逐步旋转转台，测量不同角度下的磁场强度，通过数据分析确定地磁场的精确方向。

5、数据记录与处理将测量得到的地磁场水平分量、垂直分量和方向的数据记录在表格中。

对数据进行误差分析和处理，剔除异常值，计算测量结果的不确定度。

五、实验数据以下是本次实验测量得到的数据：｜测量项目|测量值|平均值|标准偏差|｜｜｜｜｜｜地磁场水平分量（μT）｜＿____、＿____、＿____|＿____|＿____|｜地磁场垂直分量（μT）｜＿____、＿____、＿____|＿____|＿____|｜地磁场方向（度）｜＿____、＿____、＿____|＿____|＿____|六、数据处理与分析1、计算地磁场的总强度根据磁场强度的合成公式：＄B ＝＼sqrt{B_{水平}＾2 ＋ B_{垂直}＾2}＄，计算地磁场的总强度。

地磁场的测量实验报告一、实验目的地磁场是地球的重要物理场之一，它对地球的生态、通信、导航等方面都有着重要的影响。

本次实验的目的是测量地磁场的水平分量和垂直分量，并了解地磁场的基本特性。

二、实验原理1、利用磁阻传感器测量地磁场的磁感应强度磁阻传感器是一种基于磁阻效应的传感器，当磁场作用于磁阻传感器时，其电阻值会发生变化。

通过测量电阻值的变化，可以计算出磁场的磁感应强度。

2、测量地磁场的水平分量和垂直分量将磁阻传感器水平放置，测量得到的磁感应强度即为地磁场的水平分量；将磁阻传感器垂直放置，测量得到的磁感应强度即为地磁场的垂直分量。

三、实验仪器1、磁阻传感器2、数据采集卡3、计算机4、电源四、实验步骤1、连接实验仪器将磁阻传感器与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接，接通电源。

2、校准磁阻传感器在无磁场的环境中，对磁阻传感器进行校准，消除零漂和误差。

3、测量地磁场的水平分量将磁阻传感器水平放置，在计算机上记录测量数据。

4、测量地磁场的垂直分量将磁阻传感器垂直放置，在计算机上记录测量数据。

5、重复测量多次为了提高测量的准确性，对水平分量和垂直分量分别进行多次测量，并取平均值。

五、实验数据以下是多次测量得到的地磁场水平分量和垂直分量的数据：｜测量次数|水平分量（μT）｜垂直分量（μT）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|平均值：水平分量：＿____μT垂直分量：＿____μT六、数据处理与分析1、计算地磁场的总磁感应强度根据勾股定理，地磁场的总磁感应强度 B 可以通过水平分量 Bx 和垂直分量 By 计算得到：B ＝√（Bx²＋ By²)2、计算地磁场的磁倾角磁倾角θ 可以通过垂直分量 By 和总磁感应强度 B 计算得到：θ ＝ arctan(By ／ Bx)3、分析测量结果的误差误差可能来源于仪器误差、环境干扰、测量次数等因素。

地磁场的测量实验报告地磁场的测量实验报告引言：地磁场是指地球周围的磁场，它对地球上的生物和物理过程起着重要的影响。

为了深入了解地磁场的变化规律和特性，我们进行了一系列的测量实验。

本报告旨在总结实验的结果和分析所得的数据，以期对地磁场的研究有所贡献。

实验目的：1. 测量地磁场的强度和方向；2. 探究地磁场的空间分布特征；3. 分析地磁场的变化规律。

实验方法：我们使用了一台精确的磁力计来测量地磁场的强度和方向。

在实验过程中，我们选择了不同的地点和时间进行测量，以获得更全面的数据。

同时，为了排除其他因素对实验结果的干扰，我们在测量时保持实验环境的稳定。

实验结果与分析：1. 地磁场的强度：在不同地点和时间的测量中，我们发现地磁场的强度存在一定的差异。

例如，在城市中心的测量结果显示地磁场的强度较弱，可能受到建筑物和电力设施的影响；而在郊区和农村地区，地磁场的强度较强，可能与地下岩石的磁性有关。

此外，我们还发现地磁场的强度在不同时间段也存在变化，这可能与太阳活动和地球磁层的运动有关。

2. 地磁场的方向：通过测量，我们得到了地磁场的方向数据。

在同一地点的不同时间测量结果中，地磁场的方向存在一定的偏差。

这可能是由于地球自转和地磁场的动态变化导致的。

此外，我们还观察到地磁场的方向在不同地点之间也存在差异，这可能与地球内部物质的分布和运动有关。

3. 地磁场的空间分布特征：通过对多个地点的测量数据进行分析，我们发现地磁场的空间分布呈现出一定的规律性。

例如，在赤道附近的地区，地磁场的强度较弱，方向较为水平；而在极地附近的地区，地磁场的强度较强，方向较为垂直。

这与地球内部的磁性物质分布和地球自转的影响有关。

结论：通过本次实验，我们对地磁场的强度、方向和空间分布特征有了更深入的了解。

地磁场的强度和方向在不同地点和时间存在一定的差异，这可能受到地下物质分布、建筑物和电力设施的影响。

地磁场的空间分布呈现出一定的规律性，与地球内部物质的分布和地球自转的影响密切相关。

实验报告地磁场测定实验
地磁场测定实验是利用地磁仪测定地磁场的强度和方位角，来计算出当地的磁偏角和全局的磁参量的实验方法。

实验目的是通过几何平差法和地磁场拟合法，从而计算出当前测量点的磁偏角和全局磁参数。

此实验主要使用地磁仪对某地磁场垂直分量和水平分量进行测量，并确定某个点的地磁偏角和磁倾角。

实验步骤如下：
首先，以实验基本点为原点进行测量，并记录所有测量读数；
其次，以每个测量点为中心，根据测量读数计算出磁偏角，以磁偏角的变化率来估算该点的磁倾角；
再次，绘制测量范围内的磁偏角和磁倾角的分布格局，从而推断出空间磁场的变化趋势；
最后，根据测量读数，采用几何平差法和地磁场拟合法，分别计算出该点的磁偏角和全局磁参数。

通过本次实验，我们可以直观了解出当前测量点的磁偏角和磁倾角，以及周围磁场的变化趋势；另外，我们还可以精确地计算出该点的磁偏角和全局的磁参量。

本实验的结论是地磁场测量方法能够有效地提供当地磁场的变化情况以及全局磁参量。

地磁场测定实验地磁场的数值比较小，约510-T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。

本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。

由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。

一、实验目的（1）了解磁阻传感器的各向异性磁阻效应 （2）掌握测量地磁场的定标及测量原理和方法（3）熟练使用最小二乘法拟合 二、实验原理物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。

对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。

它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。

薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1）其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。

当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。

同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。