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磁力计——探测地磁场与磁性材料

什么是磁力计

磁力计是测量磁场的传感器。手机里用的是三轴磁力计,可以同时测 x、y、z 三个方向的磁场分量(单位通常是 μT,微特斯拉)。

地球本身就是一个巨大的磁体,地磁场在地面上的强度大约在 20-70 μT 之间(纬度越高越强)。这就是为什么手机上有指南针功能——但指南针需要磁力计和加速度计配合(用加速度计确定水平面,然后用磁力计找北)。

phyphox 中的磁力计实验

磁力计原始数据实验输出三个轴的磁场强度:

磁力计原始数据——可以切换校准/未校准两种模式

校准 vs 未校准

原始数据实验的菜单里可以切换两种模式:

做精确测量时建议先在空旷区域校准(画 8 字挥舞手机约 10 秒),然后用校准后的数据。

典型应用

实验原理
自由落体(磁检测)沿磁铁阵列下落,磁力计记录每次经过磁铁的时间点,由此计算加速度
气垫导轨加速度在导轨上放一排小磁铁,手机装在滑块上,运动时磁力计测出位置-时间曲线
磁性尺子等间距放置磁铁,用磁力计读数反推位置
指南针配合加速度计算磁北方向

干扰源

磁力计是最容易被干扰的传感器之一:

做精确实验时先在空地区域做一次基线测试,确认读数在合理范围。