TR640-Ⅲ 三轴高斯计产品介绍

一、霍尔效应原理

霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过半导体或导体时，载流子会受到洛伦兹力的作用发生偏转，在垂直于电流和磁场的方向上会形成电势差，这个电势差被称为霍尔电势。霍尔效应的核心公式为：

U_H=K_H*I*B/d

其中：

· U_H 为输出霍尔电势

· K_H为霍尔元件灵敏度

· I为控制电流

· B为外界磁感应强度

· d为霍尔元件厚度

对于确定的霍尔元件，控制电流I固定时，输出霍尔电势与外界磁感应强度呈线性正比关系，通过测量霍尔电势即可计算得到磁场强度，这是霍尔高斯计测量磁场的核心原理基础。

二、高斯计工作原理

高斯计是基于霍尔效应测量磁感应强度（磁场强度）的专用仪器，其基本工作流程如下：

步骤 1：霍尔探头内置霍尔敏感元件，将探头放置在待测磁场环境中，霍尔元件受外部磁场作用产生霍尔电势信号

步骤 2：霍尔电势信号经过放大、滤波、AD转换等信号处理流程，转换为可被处理器识别的数字信号

步骤 3：仪器处理器根据霍尔效应公式对数字信号进行校准运算，得到当前磁感应强度数值，最终在显示单元输出测量结果

传统单路高斯计仅支持一个探头输入，单次仅可测量一个方向的磁场分量，对于空间矢量磁场需要多次变换探头方向才能完成测量，测量效率低且误差较大。

三、TR640-Ⅲ三维高斯计简介

TR640-Ⅲ三维高斯计针对传统单路高斯计的不足进行了技术升级，支持三路霍尔探头同时输入，可实现三路磁场强度的同步采集与显示，无需多次更换探头或变换位置测量。当搭配正交三维霍尔探头使用时，三个探头分别沿X、Y、Z正交方向放置，可同时测量空间磁场在三个正交方向的分量，仪器自动合成得到空间矢量磁场的总磁感应强度，大幅提升空间磁场测量的效率与精度。

四、主要应用场景

1. 永磁材料性能检测
可用于永磁体、钕铁硼、磁铁等永磁材料的三维磁场分布测量，一次性获取空间不同位置多方向磁场强度，完整表征永磁材料的磁性能参数。

2. 电机与发电机检测
电机定子、转子的气隙磁场为空间矢量磁场，使用TR640-Ⅲ可同时测量三个方向的磁场分量，精准分析电机内部磁场分布，为电机设计、性能检测提供数据支撑。

3. 磁场环境监测
可在强磁工作环境中同步监测多个位置、不同方向的磁场强度，用于电磁环境评估、磁场防护效果检测等场景。

4. 电磁铁与通电线圈磁场校准
针对电磁铁、大功率通电线圈的三维空间磁场，可快速完成多维度磁场参数测量，完成磁场参数校准与性能验证。

5. 科研实验教学
高校、科研院所开展磁场相关实验时，可同步测量三路磁场数据，满足多点位同步监测或空间矢量磁场分析的实验需求。

注意：本产品为精密磁测量仪器，使用时应避免探头撞击、强静电干扰，长期存放需远离强磁环境。

一、产品概述

磁控机器人交流旋转三维磁场发生器是专为各类磁驱动微型机器人打造的核心驱动设备，可在三维空间内生成任意方向的连续旋转交流磁场，通过磁力矩精准控制机器人的运动状态，广泛适配医疗微创手术、微纳组装、生物实验等多场景下的磁控机器人驱动需求，为微小尺度精准操作提供可靠的动力支撑。

二、外形结构

产品采用模块化设计理念，核心为天淳科技有限公司三维正交磁线圈组，整体由线圈工作台、主机单元、控制接口三大模块组成，兼顾性能稳定性与使用便捷性：

1. 线圈工作台：采用优化设计的正交亥姆霍兹线圈结构，X/Y/Z三个方向线圈独立绕制于一体化无磁框架上，中心区域形成大体积均匀磁场工作区，可满足多尺寸磁控机器人的作业需求；全框架采用无磁材质，有效避免对磁场分布产生干扰，保障磁场均匀度。

2. 主机单元柜：集成功率驱动、信号发生、电源转换三大核心模块于一体，外壳采用冷轧钢静电喷涂工艺，内置智能散热系统，支持7×24小时连续稳定运行，适配工业级高频作业需求。

3. 控制接口：配备以太网、USB、模拟信号输入三类接口，既支持通过上位机软件实现智能化参数调控，也支持手动模拟信号调节，可实时反馈当前磁场参数，适配不同使用习惯与集成需求。手动调节采用波形发生器产生激励信号，自动调节则通过上位机软件与NI数据卡实现波形励磁信号输出。

三、工作原理与控制方式

（一）工作原理

产品基于三维磁场矢量叠加原理设计，通过向三个正交方向的线圈通入相位差120°的正弦交流电流，分别在三个维度生成周期性变化的交流磁场，矢量叠加后即可在中心工作区形成方向连续旋转、强度高度稳定的均匀三维旋转磁场。该磁场可对磁控机器人内置的永磁体产生精确磁力矩，驱动永磁体与磁场同步转动，进而带动机器人完成转动、行进、摆动等复杂运动，实现纳米级精度的运动控制。

（二）控制方式

• 可视化参数配置：通过配套控制软件即可直观设置磁场强度、旋转方向、旋转频率等核心参数，无需复杂校准，操作门槛低。

• 智能信号输出：内置高精密信号发生模块，可根据设定参数自动生成三路匹配相位、幅值、频率的驱动信号，输出稳定度高。

• 高效功率放大：采用高保真功率放大模块，将驱动信号无损放大后输出至对应线圈，保障磁场参数与设定值高度一致。

• 动态轨迹控制：支持根据机器人运动状态实时调整磁场参数，也可预设运动轨迹程序，设备自动输出对应磁场变化，满足自动化作业需求。

四、应用场景

l 医疗微创手术：驱动胶囊内窥镜、血管介入微型机器人在消化道、血管内实现无创精准移动与操作，大幅降低手术创伤，提升诊疗精度。

l 微纳组装制造：驱动微小型组装机器人完成电子芯片、光学器件等微小零件的高精度对位与装配，解决传统组装方式难以实现的微尺度操作难题。

l 生物医学研究：驱动微机器人完成单细胞拖拽、靶向药物递送、精准微注射等实验操作，为生命科学研究提供创新技术手段。

l 微小构件检测：驱动检测机器人进入航空发动机缝隙、精密仪器微管道等狭小空间完成内部缺陷检测，无需拆解设备，大幅降低检测成本。

五、主要技术参数

六、参数选择指南

可根据您的磁控机器人类型与应用场景，灵活选择适配的产品参数：

1. 工作区尺寸选择：工作区直径须大于磁控机器人作业范围最大尺寸的2倍以上，保障机器人作业区域内磁场均匀性符合要求；如机器人需在大型管道内作业，应选择大尺寸工作区型号。

2. 磁场强度选择：磁控机器人内置永磁体表面场强越高，所需外部驱动磁场强度越高：一般微型胶囊机器人驱动需10mT～30mT，介入类机器人需30mT～80mT，特殊大负载机器人可按需选择更高磁场强度型号。

3. 旋转频率选择：机器人运动速度要求越高，所需旋转频率越高：常规作业场景选择0Hz～10Hz即可满足需求，高速运动机器人可选择最高频率50Hz以上的型号。

4. 接口选择：需与现有自动化设备集成的场景，须选择支持以太网通讯接口的型号；仅实验室手动操作场景，选择USB+模拟接口即可满足需求。

七、产品核心优势

• 高精度磁场控制：磁场均匀度误差≤±5%，可实现磁控机器人纳米级运动精度控制，满足高端微操作场景需求。

• 宽范围参数可调：磁场强度、旋转频率连续可调，适配不同类型、不同负载的磁控机器人驱动需求，兼容性强。

• 多接口灵活控制：支持以太网、USB、模拟信号多种控制方式，既可独立运行，也可集成到自动化作业系统，部署便捷。

TH900-3A圆环磁场分布测试仪介绍

一、设备概述

TH900-3A转子表磁分布测试仪是专门针对多磁极充磁产品开发的高精度磁性能检测设备，可实现产品表面磁感应强度分布、磁极角度、磁极宽度等核心磁参数的自动化测量与分析，能够为多磁极磁件的生产质控、研发验证提供准确可靠的数据支撑，解决了传统手动测量效率低、精度差、参数不全的行业痛点。

二、工作原理

2.1 霍尔感应测量原理

TH900-3A转子表磁分布测试仪核心检测元件采用高精度线性霍尔传感器，霍尔效应是其测量的物理基础：当电流垂直于外磁场通过半导体薄片时，载流子会受到洛伦兹力的作用发生偏转，在半导体薄片的垂直于电流和磁场方向的两端会产生电势差，这个电势差就是霍尔电压。霍尔电压的大小与外部磁感应强度呈严格的线性正比关系，公式可表达为：U_H= K_H* I * B，其中U_H为霍尔输出电压，K_H为霍尔元件灵敏度，I为霍尔元件工作电流，B为被测位置的磁感应强度。测试仪通过对霍尔输出电压进行高精度AD采样与信号校正，即可计算得到被测点的表面磁感应强度数值。

2.2 扫描测量原理

针对多磁极产品的分布测量需求，设备采用高精度运动平台带动霍尔传感器沿预设路径对被测磁件表面进行逐点扫描：将被测磁件固定于高精度工装夹具后，运动控制系统按照设定的步距、扫描范围驱动传感器移动，每移动一个步距就采集一次当前位置的磁感应强度数据，最终获得整个扫描路径上所有点位的磁感应强度信息。

2.3 参数分析原理

设备采集得到完整的磁感应强度分布曲线后，通过内置算法自动识别磁极特征：相邻N极与S极的磁感应强度过零点为磁极边界，两个相邻过零点之间的距离即为单个磁极的宽度；以基准零点为起始参考，相邻磁极过零点之间的夹角即为对应磁极的机械角度；同时可输出最大磁感应强度、最小磁感应强度、磁极对称度等衍生参数。算法可自动过滤信号噪声，避免异常点对测量结果的干扰，保证参数计算的准确性。

三、设备结构

TH900-3A转子表磁分布测试仪整体由五个功能模块组成，各模块协同工作完成测量流程：

3.1 机械运动模块

机械运动模块是实现扫描测量的基础，主要包含铝型材机台、高精度直线导轨、闭环驱动系统、传动机构以及工装夹具。铝型材机台具备良好的稳定性与抗形变能力，可保证运动平台的平面度；直线导轨采用进口高精度线性导轨，定位误差小于0.01mm；伺服驱动系统搭配精密滚珠丝杠传动，可实现平稳高精度的位置控制；工装夹具可根据被测产品的外形尺寸进行定制，保证被测产品安装定位准确，避免测量过程中发生位移。针对圆形多磁极产品，设备可选配旋转运动轴，实现周向360°连续扫描测量。针对直线电机或平面扫描产品，设备可往复单次或多次扫描采样测量。

3.2 磁信号采样模块

采样模块以高精度线性霍尔传感器为核心，配套信号调理电路与温度补偿单元。霍尔传感器测量范围覆盖常规永磁产品的表面磁场强度，最高可测量2T磁感应强度，测量分辨率可达0.1mT；温度补偿单元可抵消环境温度变化对霍尔传感器输出的影响，保证不同环境温度下测量结果的稳定性；信号调理电路对霍尔输出的弱信号进行放大、滤波处理，降低噪声干扰，提升信号信噪比。

3.3 控制与数据采集模块

控制与数据采集模块主要包含运动控制单元、AD采样单元与数据预处理单元。运动控制单元接收上位机指令，驱动伺服电机完成预设的扫描动作，同时实时反馈当前位置信息；AD采样单元对调理后的霍尔电压信号进行同步采样，采样分辨率可达16位或24位，保证弱信号的采集精度；数据预处理单元对原始采样数据进行初步滤波去噪，然后传输至上位机进行后续分析处理。

3.4 上位机软件模块

上位机软件运行于Windows平台，具备参数设置、运动控制、数据采集、曲线显示、参数分析、数据导出等完整功能，可直观显示被测产品的磁感应强度分布曲线，自动计算并显示磁极宽度、磁极角度、峰值磁感应强度等所有目标参数，支持将测量数据导出为Excel格式文件，也可保存原始测量数据用于后续深度分析，同时支持自定义合格判定阈值，自动输出合格/不合格的检测结论，方便批量生产质控使用。

3.5 机架与人机交互模块

设备整体采用钣金机架结构，具备良好的结构稳定性与电磁屏蔽能力，可降低外界电磁干扰对测量结果的影响；人机交互端配置高清触控显示屏与操作按键，操作流程简洁直观，操作人员经过简单培训即可快速上手。

四、通用技术参数

五、行业应用

5.1 永磁材料生产行业

在钕铁硼、铁氧体、钐钴等永磁材料的生产过程中，多磁极永磁产品的充磁工序是影响最终产品性能的核心环节，TH900-3A表磁分布测试仪可用于充磁工序的成品质量检测，通过检测磁极数量、磁极宽度、磁极角度、表面磁感应强度分布等参数，判断充磁是否符合设计要求，筛选出充磁不全、磁极偏移、磁场强度不符合要求的不合格产品，提升出厂产品的一致性。同时也可用于研发环节，帮助研发人员验证充磁模具设计、充磁工艺参数的合理性，优化充磁工艺。

5.2 电机制造行业

永磁同步电机、步进电机、无刷直流电机等产品的核心部件是多磁极转子磁钢，磁钢的磁极分布、磁极角度、表面磁场强度直接影响电机的输出扭矩、转速稳定性、噪音振动等性能指标。TH900-3A表磁分布测试仪可对成品转子磁钢进行逐件检测，验证磁钢磁极位置偏差、磁场均匀性是否符合设计要求，避免不合格磁钢流入装配环节导致电机性能不达标，帮助电机生产企业提升产品品质稳定性，降低售后故障率。

5.3 传感器制造行业

角度传感器、位置传感器、转速传感器等磁敏传感器大多采用多磁极磁环作为敏感部件，磁环的磁极分布精度直接影响传感器的测量精度，TH900-3A可精准测量磁环的磁极角度偏差、磁极宽度偏差、表面磁场均匀性，为磁环生产和传感器装配环节提供质控保障，帮助传感器企业提升产品测量精度与一致性。

5.4 磁性器件研发与质检

在磁力耦合器、磁力泵、磁性吸盘等多磁极磁性器件的研发与生产过程中，需要明确产品表面的磁场分布参数，验证设计方案的合理性，控制批量生产的质量稳定性，TH900-3A表磁分布测试仪可快速完成整个产品表面的磁场分布扫描，输出完整的分布数据与核心参数，满足研发与生产质控的双重需求。

5.5 科研院校领域

在高等院校、科研院所的磁性材料相关科研项目中，TH900-3A可提供高精度的磁场分布测量数据，为新型永磁材料、新型磁性器件的研究提供准确的实验数据支撑，帮助科研人员完成性能分析与结构优化。

TR600数字高斯计是一款适用于工控机柜面板安装的高斯计。仪表拥有RS485数据通讯，HI-MID-LO输出端口。同时仪表具有外部触发控制端口，可快速集成于自动化生产线与PLC设备相连。

TR600工控高斯计主要应用于自动化行业的磁通量检测。

我司根据大学实验室需求，相继开发了利用有效空间制造大均匀区空间磁场、高梯度勾形磁场、高强度高均匀区永磁磁场、交直流叠加磁场、程控软磁材料磁锻炼及其退磁磁场和多自由度梯度磁场。在磁场发生设备方面处于国内外同行先进水平。产品被国内多家科研院所采用，并出口到美国、澳大利亚、香港等科研院校，涉及军工实验、磁材处理、生物实验、医疗手术和磁粉成像等领域。公司正逐步从磁测量设备优秀供应商，向更全面的磁性材料测试设备和磁场设计应用设备的供应商转型，前景将更为广阔。

梯度磁场是指磁场强度随空间位移的变化磁场强度发生变化的磁场，一维的梯度磁场可以用dH/dx来表示。磁场梯度方向一般我们指磁场梯度变化最大的方向，当dH/dx为一固定常数时我们称为均匀梯度磁场，当磁场为一变换常数时我们称不均匀梯度磁场，当dH/dx=0时，就是我们常说的均匀磁场。

均匀磁场的我们可以采用永磁磁路、电磁铁、螺线管和亥姆霍兹线圈等获得，这在设计中相当广泛，设计相对成熟。研究方向是如何优化结构较小磁铁消耗、电能消耗，以及降低成本和空间消耗。上海天端实业有限公司已经用永磁强磁SmCo为用户设计640kA/m的均匀磁场（0.1%），用于银联卡抗磁性实验的需要；采用创新型亥姆霍兹线圈设计承担国内××天文台设计1000mmX1000mmX1000mm区域均匀度1.0% 磁场设计，承担军工实验需要500mmX500mmX500mm区域均匀度0.3% 磁场设计。永磁材料测试电磁铁目前也达到消耗功率2kVA在极面直径60mm，间隙10mm，磁场达到29.5kOe的水平。

      梯度磁场的设计是一个更具魅力的事情，在医疗手术方面，相当于一只无形的手控制介入探头按规定路线进行游走，到达预定位置，可广泛用于心血管手术、尿道手术和眼科手术等，可以预计在不久的将来会有更多的同行投入到这个方向的研究和设计中。公司也特别看好利用多自由度梯度磁场在球域中进行医学磁介质导航控制系统的开发与设计。

更多实例

一维磁场线圈-单轴亥姆霍兹励磁线圈可产生均匀磁场

该磁场线圈内径200mm，在10A恒定电流励磁条件下可产生均匀区540Gs磁场，磁场方向为轴向方向。以下为磁场线圈实物图。

上海天淳科技有限公司提供标准磁场检测设备与励磁装置，同时我司可定制各类非标磁场检测与励磁设备。根据实验条件配套闭环/开环励磁系统。

GM500数字高斯计是上海天淳科技有限公司推出的一款功能全面的便携式磁测仪表。GM500数字高斯计可扩展通讯口，IO警示接口，模拟输出接口以及交流磁场测试功能。

GM500数字高斯计简介

    高斯计可用于航天军工,电子电声,汽车制造,零件加工行业。特别是风力风电,钢铁冶炼,新能源汽车行业的磁性应用检测。其测量永磁材料表面磁场、直流电机、扬声器、磁选机、永磁除铁器的工作磁场测量。其低量程位可用于测量金属材料退磁后的剩余磁场、机械零件加工后的弱磁性、不锈钢制品冷加工后的剩余磁场,强磁屏蔽后的泄漏磁场等。可广泛应用于机械加工行业,不锈钢制品以及模具制造行业。

    本机具有485通讯扩展口，标准MODBUS-RTU协议便于用户扩展;高低蜂鸣器报警与三段 开关量输出;模拟量输出，便于 PLC 集成控制。

GM500数字高斯计特色

采用内核是Cortex-M3的32位ARM微控制器。在采样速度以及程序稳定性与扩展性上更胜一筹。更优软件算法保证了仪器的准确度，更小体积适合与现场单手检测。

采用LCM12864显示模块,白光黑字显示,可直观读取磁场实时值与峰值和磁极性。仪表具有交流模式,直流模式与脉冲模式测量功能（峰值检测）

具有485通讯扩展口，标准MODBUS-RTU协议便于用户扩展。

测试数据可设定高低报警开关量输出。

GM500数字高斯计功能

测试方便: 160mm＊64-80mm＊30mm小尺寸，可随身携带便于现场的质量检测；

量程宽广：最大可测3T 即30000Gs，最低测试0.1Gs，强弱磁均可测量；  

读数简单：LCM12864液晶显示（带背光），方便读取数据，多单位选择，磁极性NS字母显示；

维护方便：仪表采用4节7号电池，方便购买，塑料外箱收纳防震，更实用。

扩展功能：R485通讯接口便于数据输出;OK/NG数据筛选开关量输出,便于自动化集成。

GM500数字高斯计参数

量程范围    300mT~3000mT~AutoRange    

基本误差    DC ±2%     

分 辨 力    0.01mT与0.1mT可切换    

被测磁场    DC（恒定磁场）/ AC  

功能说明 

实时值 、峰值双路显示

Gs / mT / Oe / Acm^-1 可切换

N/S磁极性显示（DC模式） 

数据通讯，报警输出

工作环境    

          环境温度：0℃ ~ 40℃  

          相对湿度：20% ~ 80%（无凝露）

供电电源    7号电池＊4节 / 电源适配器    

外型尺寸    160mm×64-80mm×30mm    

仪器重量    400g    

显示方式    LCM12864带背光    

显示单位    mT/Gs/Acm^-1/Oe   

一、产品概述

GM55交流磁场高斯计是专为工业无损检测、电磁设备检测开发的便携检测仪器，主要具备两大核心功能：一是磁粉探伤后零件剩磁强度的测量检测，二是磁粉探伤励磁线圈工作状态下的交流磁场强度检测，可满足磁粉探伤工序对磁场参数的量化检测需求。

二、主要技术参数

三、测量方式

   磁粉探伤后零件剩磁测量

步骤 1：将仪器功能档位切换至「直流测量/剩磁测量」模式，根据被测零件预期剩磁范围选择合适量程档位。

步骤 2：将探头测量面贴合到被测零件表面需要检测的区域，保持探头稳定静置，待显示屏数值稳定后读取测量结果，即为该区域的剩磁强度。

步骤 3：若需要测量多个区域，移动探头至对应位置重复上一步操作，依次记录所有测量点的数据即可。

   磁粉探伤励磁线圈交流磁场检测

步骤 1：将仪器功能档位切换至「交流测量」模式，根据励磁线圈的预期磁场强度选择对应量程档位。

步骤 2：启动磁粉探伤设备，使励磁线圈处于正常通电工作状态。

步骤 3：将探头放置到励磁线圈需要检测的位置，调整探头角度使感应面与磁场方向保持垂直，待显示屏数值稳定后读取交流磁场强度值。

步骤 4：检测完成后，先关闭磁粉探伤励磁线圈电源，再取出探头，完成检测操作。

在使用过程中，可通过仪表菜单设定数据判断阈值，此功能将在测试数据超出预警值时通过蜂鸣器发声提示用户数据超差。

GM55基础功能高斯计在上一代模拟电路基础上升级，采用6按键设计与LCM12864液晶屏结合，可对磁性材料表磁,金属加工件残余磁场检测，检测灵敏度0.1Gs，测试满量程20000Gs。

GM55高斯计具有数据筛选判断警示功能，在大批量检测过程中可以避免测试人员长期用眼疲劳，只需要根据测试要求设置警示值根据蜂鸣器提示即可做到产品质量检测目的。

TR501数字高斯计应用场景

• 永磁材料表面磁场、磁通密度的检测，用于磁性材料生产、分选环节的质量检验

• 电机、变压器、电磁线圈等电力设备的磁场分布检测与性能调试

• 扬声器、磁共振设备、电磁吸盘等含磁组件的磁场强度校准

• 地质勘探、环境监测领域的环境地磁背景、人工电磁辐射磁场测量

• 工业生产现场的剩磁检测、漏磁检测，以及实验室科研项目的磁场参数测试

TR501数字高斯计特点

• 采用内核是Cortex-M3的32位ARM低功耗微控制器。在采样速度以及程序稳定性与扩展性上更胜一筹。更优软件算法保证了仪器的准确度，更小体积适合与现场单手检测。

• 采用LCM12864显示模块,白光黑字显示,可直观读取磁场实时值与峰值和磁极性。仪表具有交流模式,直流模式与脉冲模式测量功能（峰值检测）

• 具有485通讯扩展口，标准MODBUS-RTU协议便于用户扩展。

• 测试数据可设定高低报警开关量输出。

TR501数字高斯计参数

量程范围    AutoRange (30000GsMax)   

基本误差    DC ±1%     

分 辨 力    0.1Gs    

被测磁场    DC（直流、恒定磁场）/ AC  (20-400Hz交流磁场)

功能说明 

实时值 、峰值双路显示

Gs / mT / Oe / Acm^-1 可切换

N/S磁极性显示（DC模式） 

数据通讯，报警输出

超低功耗

工作环境    

          环境温度：0℃ ~ 40℃  

          相对湿度：20% ~ 80%（无凝露）

供电电源    7号电池＊4节 / 电源适配器    

外型尺寸    160mm×64-80mm×30mm    

仪器重量    400g    

显示方式    LCM12864带背光    

显示单位    mT/Gs/Acm^-1/Oe