高斯計校正

高斯計量測原理

高斯計的核心感測元件通常是基於霍爾效應(Hall Effect)。當一個帶電流的半導體薄片(霍爾元件)置於磁場中,且磁場方向與電流方向垂直時,磁場會對運動中的電荷產生勞侖茲力(Lorentz Force),迫使電子偏向薄片的一側。這種電荷的堆積會在元件兩側產生一個微小的電位差,稱為霍爾電壓(Hall Voltage)。

霍爾電壓的大小與通過元件的電流強度成正比,也與垂直穿過元件的磁感應強度成正比。高斯計內部的電路會捕捉這個微弱的電壓訊號,經過放大處理與類比轉數位轉換後,根據預設的換算係數,在螢幕上顯示出對應的磁場數值,單位通常為 Gauss(G) 或 Tesla(T),1G = 0.1 mT。

校正方式:標準磁場與比對法

高斯計的準確性會隨感測器老化或環境因素漂移,定期校正至關重要。除了使用零磁場腔進行歸零外,核心校正程序包含以下兩種:
*標準磁石法: 使用經過追溯至國家標準的標準永久磁石。將探頭置於磁極中心,觀察讀值是否符合磁石標稱值。

*環境比對法: 提供一個極為穩定且均勻的磁場環境,利用高精度的標準級高斯計標準件與待測儀器進行比對量測。透過調整線圈電流產生不同強度的磁場,可針對
 待測儀器進行多點線性比對,確保其在不同量程下的精確度與重複性。

量測影響因素與探頭保護

在高斯計的使用過程中,探頭的方向性與環境溫度是影響數據準確性的兩大主因。霍爾元件僅感應垂直於其表面的磁場分量,因此量測時必須不斷微調探頭角度,直到找尋到最大讀值,該數值才代表該點的真實磁場強度。

此外,霍爾元件對溫度變化相當敏感,劇烈的溫度波動會導致讀值漂移。專業級高斯計通常內建溫度補償電路,但在極高或極低溫環境下仍需注意探頭的規格限制。由於高斯計探頭極其脆弱(通常為薄片狀半導體封裝),嚴禁折彎、撞擊或擠壓。一旦探頭受損,即便外觀無異,內部的霍爾元件可能已產生裂紋,導致量測結果出現巨大的非線性誤差或無法歸零。

市售常見類型:橫向與軸向探頭

市售高斯計根據應用場景與探頭構造,主要可分為兩大類。徑向型(Transverse)探頭是最常見的類型,其霍爾元件位於探頭尖端側面,適合量測狹縫磁場、輸送帶上的磁鐵表面或馬達轉子空隙。軸向型(Axial)探頭的感應面則位於探頭的正尖端,主要用於量測螺線管(Solenoid)內部中心磁場或圓柱形磁鐵的軸向磁力。

除了探頭形狀,市售儀器亦區分為手持便攜式與台式精密型。手持式通常用於現場快速檢測或異物剔除判斷;台式機則多具備更高的解析度與通訊接口(如 USB/RS232),用於實驗室研究或自動化生產線的數據採集。針對高頻變動磁場,部分進階型號還支援交流(AC)磁場量測,可顯示峰值(Peak)或有效值(RMS)。

曜德光電實驗室:照度與光色校正能力說明

校正類型範圍說明
直流磁場(DC)0.1 ~ 1500 mT(1 ~ 15000 G)軸向與徑向均可
交流磁場(AC)10 ~ 200 μT(100 ~ 2000 mG)50 Hz ~ 700 Hz
標準磁鐵(DC)1 ~ 1200 mT(10 ~ 12000 G)
磁力棒(DC)300 ~ 1200 mT(3000 ~ 12000 G)

實驗室特色

曜德光電校正實驗室嚴格依據 ISO/IEC 17025:2017CNS 17025:2018 標準運作。我們的校正報告具備國際 ILAC-MRA 相互承認之公信力,所有校正數據完全溯源至國家計量標準(NMI),為國內外廠商提供最具公信力的數據品質承諾。

實驗室的高斯計校正系統,採用自主研發自動回授控制結構設計。從一體化全系統切換、電流相位調度管理、標準件與待測件的數據擷取,到精密電磁鐵與亥姆霍茲線圈(Helmholtz coil)的激磁電流監控,皆由系統全面自動化調節。此舉不僅能產生具備高穩定性與高均勻度的標準磁場環境,更能大幅減少複雜的人為操作步驟,有效降低操作風險,顯著提升校正精確度與時效。

此外本實驗室具備持續擴增的技術量能,我們是 2019 年國內首家通過 TAF 高斯計(磁通量密度計)認證的二級實驗室,至今已累積近萬台的校正實務經驗。配合量測精確度的提升與技術的優化,校正能力全面橫跨直流與交流範疇,提供全方位的磁場參數校正:
*直流磁場校正(DC Gauss): 提供高精密、寬量程的直流磁力環境對接,專門把關工業級與計量級磁力監測儀器的準確度。
*交流磁場整合型校正(AC Gauss): 本實驗室於 2025 年正式通過交流高斯計 TAF 認證,成功將服務範疇延伸至環境監測、低頻電磁場安全檢測及工業自動化感測
 器等技術領域。
*獨創客製化測棒固定模具: 針對高斯計軸向(Axial)與徑向(Transverse)測棒容易因幾何擺放角度產生的量測變異,實驗室開發專屬的客製化幾何定位固定模
 具,將每次量測的定位誤差與重複性變異降至最低,堅持以儀器最真實的現況進行校正。

曜德光電卓越的自動化流程與全方位磁場認證能量,有效排除人為操作因素造成的數據偏差。我們全力滿足國內半導體製程設備、車用電子、食品安全、微電子元件研發及環境保護檢測等高端產業,在精密磁場量測上日益增長的高規格需求。

常見儀器清單

常見儀器清單
品牌型號
高斯計
ALPHALABGM-2
DEXINGDX-102, DX-103, DX-105, DX-150, DX-160, DX-180
EmicGM-301
F.W.BELL4048, 5170, 5180, 6000, 6010, 7000, 8000, 9000, 9200, 9500, 9900, 9950
KANETECTM-401, TM-501, TM-601, TM-701, TM-801, TM-801EXP, TM-901EXP
LakeShore410, 425, 475, 455-DSP, F41, F71
LutronMG-3002, MG-3003SD
MAGNAMG-601, MG-701
TENMARSTM-197
TINDUNGM500
MagneticInstrumentationModel2100
BAUGH&WEEDONIMAG001
天恒測控TD8620
聯眾科技LZ-642, LZ-643
磁鐵
K+DFlux-TechnicKD400
KANETECTM-SMF-003, TM-SMF-050, TM-SMF-300, TM-SMF-1000
MCJCZ-10
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