在磁束密度测量中,量程覆盖能力是选型的首要考量之一。被测磁场可能低至地磁级别(数十 μT),也可能高至超导磁体级别(数十 T),单一型号很难通吃所有场景。Magnix 特斯拉计系列通过多型号组合,实现了从 2mT 到 30T 的量程覆盖,同时兼顾通道数、频率响应和输出需求。本文将以量程为主线,结合规格表,分析该系列如何做到“全覆盖",以及不同量程段该如何选型。
磁束密度测量的量程跨度极大,常见场景大致可分为:
| 磁场强度级别 | 典型场景 | 量程需求 |
|---|---|---|
| 弱磁场 | 地磁、环境磁场、磁屏蔽效果评估 | μT~mT 级 |
| 低磁场 | 磁性材料弱磁特性、退磁场 | mT 级 |
| 中等磁场 | 永磁体表面磁场、电机气隙磁场 | 数十 mT~T 级 |
| 强磁场 | 电磁铁、超导磁体、高场实验 | 数 T~数十 T |
Magnix 特斯拉计系列的量程下限为 2mT,上限为 30T,恰好覆盖了从低磁场到强磁场的主要区间。这意味着用户在同一品牌体系内,就能找到对应不同量程段的产品,无需跨品牌拼凑方案。
根据规格表,四款型号的量程配置如下:
| 型号 | 测量范围 | 档位数 | 最小分辨率 | 最高量程 |
|---|---|---|---|---|
| HGM3-3000P | 30mT、300mT、3T、30T | 4 档 | 0.01mT | 30T |
| HGM3-4000 | 20mT、200mT、2T、20T | 4 档 | 0.01mT | 20T |
| HGM3-8300AN | 5mT、10mT、20mT、50mT | 4 档 | 0.01mT | 50mT |
| HGM-9300RS | 2mT、20mT、200mT、2T | 4 档 | 0.01mT | 2T |
从表中可以看出:
最高量程端:HGM3-3000P 达到 30T,为系列之1最;HGM3-4000 达到 20T,同样面向强磁场场景。
最1低量程端:HGM-9300RS 最1低档为 2mT,是系列中量程下限最1低的型号。
低磁場专用:HGM3-8300AN 的四档集中在 5mT~50mT,专注于低磁场区间的精细测量。
中等量程:HGM3-4000 与 HGM-9300RS 均覆盖 T 级以下到 2T/20T 的区间,但侧重点不同。
正是这种差异化配置,构成了“从 2mT 到 30T"的完整覆盖。
低磁场测量中,分辨率往往比量程上限更关键。若用高量程档测弱磁场,信号可能只占满量程的极小比例,读数误差被放大。因此,低量程档的存在,是为了在弱磁场下获得足够的有效分辨率和精度。
HGM-9300RS 的最1低档为 2mT,配合 0.01mT 最小分辨率,可对弱磁场进行较精细的测量。其量程序列 2mT→20mT→200mT→2T,每档十倍递增,覆盖了从低磁场到中等磁场的连续区间。
HGM3-8300AN 的量程为 5mT、10mT、20mT、50mT,四档全部集中在低磁场区间,档位间隔更密(而非十倍递增)。这种设计适合需要在低磁场范围内频繁切换、精细比较的场景,例如磁性材料的弱磁特性分析。不过其最高量程仅 50mT,超出此范围需换用其他型号。
若最1低需测到 2mT 级别,选 HGM-9300RS。
若测量集中在 5mT~50mT 且需要更密的档位,选 HGM3-8300AN。
两者最小分辨率均为 0.01mT,精度均为 ±0.5% 满量程。
T 级(特斯拉级)是许多工业与科研场景的常见区间,例如永磁体、电磁铁、电机磁场等。该区间主要由以下型号覆盖:
HGM-9300RS:最高 2T,四档覆盖 2mT~2T。
HGM3-4000:四档覆盖 20mT~20T,其中 2T、20T 两档面向中高磁场。
HGM3-3000P:四档覆盖 30mT~30T,其中 3T、30T 两档面向中高磁场。
可以看出,在 2T 附近,HGM-9300RS 与 HGM3-4000 存在量程重叠;在 3T~20T 区间,HGM3-4000 和 HGM3-3000P 均可覆盖。选型时需结合其他参数(通道数、频率范围)综合判断,而非只看量程。
HGM3-4000 的量程为 20mT、200mT、2T、20T,高档 20T,适合强磁场测量。其频率范围达 DC~1kHz,在强磁场型号中频率响应较好。
HGM3-3000P 的量程为 30mT、300mT、3T、30T,高档 30T,是系列中量程上限最高的型号。其频率范围为 DC~500Hz;AC 20~500Hz,AC 测量时面板显示有效值。
若被测磁场最高不超过 20T,且需要到 1kHz 的频率响应,HGM3-4000 更合适。
若被测磁场可能达到 20T~30T,则必须选 HGM3-3000P。
两型号的最小分辨率均为 0.01mT,精度均为 ±0.5% 满量程。
量程覆盖只是选型的一个维度。Magnix 系列各型号在其他参数上也存在差异,直接影响适用场景:
| 参数 | HGM3-3000P | HGM3-4000 | HGM3-8300AN | HGM-9300RS |
|---|---|---|---|---|
| 通道数 | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 频率范围 | DC~500Hz;AC 20~500Hz | DC~1kHz | DC~1kHz | DC~15Hz |
| 标准输出 | ±3V/满量程 | ±5V/满量程 | ±10V 或 ±5V 切换 | ±5V/满量程 |
| 外部控制 | 无 | 无 | 输入量程切换控制 | 无 |
| 显示 | 4 位 | 4 位 | 4 位 | 3・1/2 位 |
| 重量 | 约 4kg | 约 4kg | 约 4kg | 约 6kg |
关键差异点:
通道数:仅 HGM-9300RS 为 3 通道,适合多点位或三轴同步测量。
频率范围:HGM3-4000 与 HGM3-8300AN 最高达 1kHz;HGM3-3000P 为 500Hz;HGM-9300RS 仅 15Hz。
外部控制:仅 HGM3-8300AN 支持输入量程切换控制,适合系统集成。
输出:HGM3-8300AN 可在 ±10V 与 ±5V 间切换,其余型号输出固定或可变更。
因此,“量程全覆盖"并不等于“一款通吃",而是在量程覆盖的基础上,按通道、频率、输出等需求进一步匹配型号。
综合以上分析,可按被测磁场的主要区间给出选型建议:
| 主要测量区间 | 推荐型号 | 补充说明 |
|---|---|---|
| 2mT~2T,需多通道 | HGM-9300RS | 3 通道,但频率仅 DC~15Hz |
| 5mT~50mT,低磁場精细测量 | HGM3-8300AN | 四档集中低磁場,支持外部量程切换 |
| 20mT~20T,需 1kHz 频率 | HGM3-4000 | 最高 20T,频率 DC~1kHz |
| 30mT~30T,需最高量程 | HGM3-3000P | 系列最高 30T,AC 显示有效值 |
若测量任务跨越多个量程段,可能需要多台设备配合,或选择量程跨度较大的型号(如 HGM3-3000P 覆盖 30mT~30T,跨越三个数量级)。
尽管量程和定位不同,Magnix 特斯拉计系列共享以下技术特点:
独自开关驱动方式:对测量基准的经年变化进行补正,减少基准漂移。
支持交流磁场过渡现象测量:适用于需要观察磁场变化过程的应用(具体频率范围因型号而异)。
低测量误差电路:搭载抑制电磁诱导误差的电路,长时间测量稳定性好。
无需日常校正:凭借独自技术,日常无需标准磁石校正。
这些共性技术,保证了系列内各型号在各自量程段内都能保持稳定的测量表现。
“30T 高量程到 2mT 低量程,Magnix 特斯拉计全覆盖",其含义可从三个层面理解:
量程层面:HGM-9300RS 下探至 2mT,HGM3-3000P 上探至 30T,四款型号组合覆盖了从低磁场到强磁场的主要区间。
场景层面:低磁場有 HGM3-8300AN 专精,中等量程有 HGM-9300RS 与 HGM3-4000,强磁场有 HGM3-3000P 与 HGM3-4000。
选型层面:全覆盖不等于单款通吃,需在量程基础上结合通道数、频率范围、输出方式和外部控制需求,选择最匹配的型号。
选型时建议按以下顺序确认:
被测磁场范围:最1低和最高磁场分别是多少?
是否需要多通道:单点测量还是多点位/三轴同步?
磁场变化频率:静态、缓慢变化,还是高频交流?
系统集成需求:是否需要外部量程切换、特定输出电压?
明确这四点后,再对照规格表,即可在 Magnix 系列中锁定最合适的型号。