美国Lake Shore F71 / F41特斯拉计/高斯计
Lake Shore带有FP系列探头的新型（三轴）和F41（单轴）特斯拉计，其全新的TruZero?技术成功地避免了磁场测量后需要重新调零探头情况，使用户可以进行持续测量。FP系列探头配备的新一代霍尔传感器通过缩小感应区、优化线性度，实现比前代更高的测量精度。
Lake Shore的每个霍尔传感器集成了温度传感器，方便将温度数据传送到特斯拉计，并通过内置的温度和磁场曲线进行补偿，可以在各种工作条件下得到极为精确的磁场读数。此外，3轴霍尔传感器的设计旨在大限度地提高x，y和z传感器元件之间的正交性，从而在磁场方向末知或发生变化时实现更精确的矢量值测量。
主要特征
? 可测量350 KG磁场
? 单轴或三轴测量
? DC~50 KHz频率范围
? 测试分辨率＜0.1 μT
? TruZero? 技术使探头无需重新校零
? 全新霍尔传感器，更小的有效面积和线性性能，提供更精确的测量
? 探头内置温度计，实时温度补偿
? TiltView? 触摸屏显示，操作简便
探头无需校零
典型霍尔探头出现偏移误差有几个原因：
? 热电效应，导致偏移量随温度变化。
? 传感器接触位置的几何形状不完美，会产生所谓的 "错位电压 "误差，难以纠正。
这些误差会导致探头 "漂移"，影响测量的可重复性。典型的霍尔探头必须定期置于零高斯室中，以消除随着时间推移而产生的偏移。
TruZero? 技术无需校零，可消除困扰磁场测量的误差，让用户放心进行测量 | |
新一代霍尔探头通过缩小感应区、优化线性度，实现比前代更高的测量精度 | |
内置温度测量和磁场补偿功能，可在各种工作条件下精确读取现场读数 | |
简洁的触摸屏，使用任何智能手机用户都熟悉的图标、手势和导航技术 | |
TiltView? 显示屏可以调整角度，易于观察和操作，提供更好的触摸屏体验 | |
优质的低温度系数电子元件可缩短预热时间，从而更快地进行精确测量 |
TruZero? 技术
Lake Shore的 TruZero? 技术无需频繁进行归零操作，从而节省了时间，并确保测量始终准确无误。TruZero? 技术实现机制如下：
?FP系列探头中使用的 2Dex? 霍尔效应传感器具有高度对称性和均匀性，因此零场偏移电压本身就很低
?电缆采用特殊绝缘材料，具有佳的绝缘性能
?先进的传感器激励 "spinning "技术可在不同的测量配置之间逐步切换。
?板载算法将连续的霍尔电压读数组合在一起，以消除由于错位电压和热电效应造成的偏移，并能减少闪烁噪声，以获得更准确、更精确的读数。
这意味着在测量前无需将探头"校零"。TruZero? 技术可实现快速、精确、省时省力的测量。
TruZero? 技术验证
将F71 和 475高斯计放置在温控室中，两个高斯计的探头都放置在零高斯腔内，初始测试时475高斯计的探头已经校零，在多个温度循环下对比两款高斯计和探头的测试数据。
F71 ? 随温度变化有非常轻微的零场偏移 ? 随时间变化无明显漂移 | 475 ? 零场偏移随温度变化较大 ? 数小时后出现明显的漂移 |
设备参数
输入通道
F41单轴 | F71多轴 | |
测量通道 | 1 | 3 |
连接插头数量 | 1 | |
插头类型 | 26-pin mini D-sub | |
支持的探头/传感器 | 单轴探头和单轴即插即用传感器 | 单轴探头、单轴即插即用传感器、多轴探头 |
不支持的探头/传感器 | 400系列高斯计探头，散装的2Dex, InAs, GaAs传感器 | |
量程
自动量程 | 35 mT (350 G) | 350 mT (3.5 kG) | 3.5 T (35 kG) | 35 T (350 kG) | |
标准探头 | 是 | 2 mA 驱动 | 2 mA 驱动 | 2 mA 驱动 | 0.2 mA 驱动 |
低温探头 | 是 | 无 | 0.2 mA 驱动 | 0.2 mA 驱动 | 0.2 mA 驱动 |
直流磁场测试性能
系统测量精度
单个轴（单轴：X/Y/Z）
标准探头 | |
35 T (350 kG) 量程 | 读数的±0.2% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 读数的±0.15% |
350 mT (3.5 kG) 量程 | 读数的±0.15% |
35 mT (350 G)量程 | 读数的±0.15% |
低温探头 | |
35 T (350 kG) 量程 | 读数的±0.2% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 读数的±0.2% |
350 mT (3.5 kG) 量程 | 读数的±0.2% |
三轴合成矢量精度(基于三轴测量的合成磁场总值计算)
标准探头 | |
35 T (350 kG) 量程 | 读数的±0.4% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 读数的±0.3% |
350 mT (3.5 kG) 量程 | 读数的±0.3% |
35 mT (350 G)量程 | 读数的±0.3% |
低温探头 | |
35 T (350 kG) 量程 | 读数的±0.4% |
3.5 T (35 kG) 量程 | 读数的±0.4% |
交流磁场测试性能
交流模式带宽
交流模式截止频率
550 Hz (-3 dB)
60 Hz (-0.2%)
特斯拉计频率响应：交流模式
交流模式精度
在仪器频率响应曲线平坦响应部分的频率范围内，所报告的磁场测量精度。
单个轴（单轴：X/Y/Z） | 三轴幅值 | ||
RMS | 读数的 ± 0.25% ± 量程的0.05% | 读数的±0.5% ± 量程的0.1% | |
峰-峰值 | 读数的±0.55% ± 量程的0.2% | 仪器上未显示读数 | |
高频模式测试性能
高频模式带宽
高频模式通带
1.7 Hz ~ 75 kHz (-3 dB point)
20 Hz ~ 7 kHz (-0.2%)
特斯拉计频率响应：高频模式
高频模式精度
在仪器频率响应曲线平坦响应部分的频率范围内，所报告的磁场测量精度。
单个轴（单轴：X/Y/Z） | 三轴幅值 | ||
RMS | 读数的 ± 0.5% ± 量程的0.5% | 读数的±1% ± 量程的1% | |
峰-峰值 | 读数的±2% ± 量程的2% | 仪器上未显示读数 | |
FP系列探头
特点：
? 宽量程设计——适用于从地磁场到全球强电磁场的测量
? 霍尔感器（有效面积仅0.1 mm2，实现更高精度测量）
? 内置温度补偿与线性度（磁场）补偿
? 多样化手柄与探杆选项，适配多种应用场景
? 配备易用性设计，如感应区域指示与极性标识
? 支持应用场景定制化探针配置
选型：根据您的应用需求，从可选配置中定制探头。
单轴横向
茎杆类型 | 茎杆材料 | 茎杆尺寸 | 外形规格 | 茎杆长度（cm） | 额外电缆长度（m） | 型号 | ||||
标准 | 铝 | 1.55 x 4.57 mm | 手持（默认） | 5 | 15 | 30 | 2(默认) | 6 | 15 | FP-NS-180-TSXX-XX |
固定安装（-M） | 5 | 15 | 30 | 2(默认) | 6 | 15 | FP-NS-180-TSXXM-XX | |||
三轴
茎杆类型 | 茎杆材料 | 茎杆尺寸 | 外形规格 | 茎杆长度（cm） | 额外电缆长度（m） | 型号 | ||||
标准 | 铝 | 4 x 4mm | 手持（默认） | 5 | 15 | 30 | 2(默认) | 6 | 15 | FP-NS-180-ZSXX-XX |
固定安装（-M） | 5 | 15 | 30 | 2(默认) | 6 | 15 | FP-NS-180-ZSXXM-XX | |||
*注：1、常规探头(高亮黄色标记部分)；2、低温探头即将上市
单轴横向探头 手持式：FP-NS-180-TSXX-XX |
三轴探头 固定安装式：FP-NS-180-ZSXXM-XX |
应用案例：脉冲磁场测试
以下测试展示了F41和F71特斯拉计的脉冲测量能力。使用不同的特斯拉计配置测量这些脉冲，以便观察不同设置之间的差异。
硬件设置
一个大容量电容器通过直流电源充电至45伏特，然后 通过粗线圈放电以产生磁场脉冲。图中未显示用于测量线圈电流的采样电阻。
特斯拉计设置
特斯拉计的测量范围设置为350 mT，因为预期的磁场脉冲强度将超过35 mT但低于350 mT。校准后的模拟输出比例调整为20 V/T，以便与原始模拟输出的比例保持一致，便于比较。
测试结果
以下数据是从示波器采集并转换为磁场数值。
测试1: AC 交流模式 修正模拟输出 ☆ 每秒2000次的校正模拟输出更新率在信号离散的“阶梯”变化中清晰可见； ☆ 线圈电流与校正输出更新之间存在微小的传播延迟； ☆ 大输出电压稳定在约235 mT，与仪器检测到的峰值磁场233.325 mT相差约1%； ☆ 脉冲宽度约为10毫秒，恰好适合交流模式。 |
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测试 2: HF 高频模式 修正模拟输出 ☆ 修正后模拟输出的更新速率和传播延迟可按离散时间步长实现； ☆ 由于带宽更宽和采用交流耦合，脉冲形状与交流模式略有不同； ☆ 10毫秒的脉冲宽度足够快，可在高频模式下观测到； ☆ 针对该特定脉冲，交流模式与高频模式的精度相当。 |
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测试 3: HF高频模式 原始模拟输出 ☆ 该曲线为纯模拟信号，可实现高时间分辨率，并消除了修正模拟输出中的传播延迟； ☆ 完成测试后，可计算调整后的换算系数。原采用20 V/T，计算峰值达245 mT。改用21 V/T可使后续脉冲的换算更精确； ☆ 仪器的峰值保持测量仍然准确。 |
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在测试3中，测得峰值电压为4.9033 V，经初始修正因子20 V/T换算后为245.165 mT。
