空間または磁性材料内の磁束、磁束密度、起磁力、磁場強度などの測定は、磁気量測定の重要な内容の1つです。空間内の磁束密度は磁場強度に比例し、空間内の磁場強度の測定は本質的に磁束密度の測定です。したがって、磁力計で測定されるのは実際には磁束密度です。磁場測定は主に磁気測定器で行われます。測定される磁場の性質に応じて、磁場測定は定磁場測定と変動磁場測定に分けられます。
時間とともに変化しない直流磁場の測定用。一般的に使用される測定器には次の 7 種類があります。
- モーメント磁力計: 略して磁力計。磁場の力の効果を利用して、磁場の強さや物質の磁化を測定します。
- 磁気流量計と衝撃電流計（電流計を参照）：衝撃法で磁束と磁束密度を測定するために使用されます（軟磁性材料の測定を参照）。測定中は、検出コイルの磁束を人為的に変更する必要があります。
- 回転コイル磁力計：測定する一定の磁場の中に小さな検出コイルを置き、一定速度で回転させます。コイルの起電力を測定することで、磁束密度または磁場の強さを計算できます。測定範囲は0.1mtex～10texです。誤差は0.1～1%です。検出コイルを突然ひっくり返したり、磁場のない領域に素早く移動させたりして、衝撃法の原理に従って磁束密度を測定することもできます。
- フラックスゲート磁力計：高透磁率の軟磁性材料で作られた鉄心に、2種類の交流磁場と定常磁場が同時にかかります。磁化曲線の非線形性と、曲線の非対称領域で動作するコアにより、鉄心に巻かれた検出コイルによって誘導される電圧には、偶数次高調波成分、特に第2高調波が含まれます。この高調波電圧は、一定の磁場強度に比例します。検出コイルの高調波電圧を測定することで、磁場強度を計算します。フラックスゲート磁力計の原理構造を図に示します。プローブ内の2つのコアは、高透磁率の軟磁性合金で作られています。各鉄心にAC励起コイルが巻かれ、検出コイルは2つの鉄心に巻かれています。2つのAC励起コイルは直列に接続され、発振器によって電力が供給され、2つの鉄心に発生する磁場強度はH〜ですが、方向は反対です。このように、検出コイルに誘導される基本波電圧と奇数次高調波電圧は互いに打ち消し合います。プローブが強度 H0 の測定定常磁場内にある場合、2 つの鉄心はそれぞれ H0+H~ と H0-H~、つまり交流磁場と定常磁場の重ね合わせを受け、検出コイルに偶数高調波電圧が発生します。周波数選択増幅と同期検波の後、第 2 高調波電圧が取得され、その読み取り値は測定定常磁場強度 H0 に比例します。フラックスゲート磁力計は、100 ペタの分解能で高感度です。主に弱い磁場の測定に使用されます。地質学、海洋、宇宙技術で広く使用されています。1960 年代と 1970 年代に開発された光ポンピング磁力計と、超伝導量子干渉デバイス (squid) で作られた超伝導量子磁力計は、それぞれ 10-7 アンペアと 10-9 アンペアのより高い感度と分解能を備えています。/メートル
- ホール効果磁力計：半導体の長方形のシートを、シートの平面に垂直な磁場（磁束密度はB）内に置く。シートの反対側の端の間にDC電流Iを流すと、対応する点間に起電力Eが発生します（つまり、ホール効果）。Iが定数の場合、EはBと比例関係にあり、比例係数はシートの幅b、長さl、厚さd、および使用する材料に関連しています。材料のこの特性は、磁気感度特性とも呼ばれます。ホール効果を利用して作られた磁力計は、1 mtexから10 texの範囲の磁束密度値を測定できます。誤差は0.1〜5%です。ホールピースは薄くて小さくすることができ、狭い隙間に延長して測定することができ、不均一な磁場を測定するためにも使用できます。磁気感度特性を持つデバイスには、ホールプレートに加えて、ビスマススパイラル、磁気感度ダイオードなどがあります。
- NMR磁力計：磁束密度Bの作用により、核の磁気モーメントは磁場の方向を中心に歳差運動し、その歳差運動周波数ƒ0=γB（γは磁気回転比で、特定の物質では定数）で、Bに垂直な方向に小さな交流磁場を加えると、その周波数がƒ0に等しいときに共鳴吸収、つまり核磁気共鳴が発生します。共鳴周波数から磁束密度または磁場強度を正確に計算できます。この磁力計の測定範囲は0.1 mtex～10 texで、精度は非常に高く、誤差は10-4～10-5未満です。標準磁場の提供や校正標準としてよく使用されます。
- 磁気ポテンショメータ：空間 a と b の 2 点間の磁気ポテンショ差を測定するために使用されます。均一な磁場の場合は、そこの磁場強度に変換できます。磁力計は、材料内部の磁場強度の測定にも使用できます。磁性材料の界面の磁場強度の接線成分は等しいため、材料の表面に沿った空間で磁力計によって測定される磁場強度は、材料内部の磁場強度の接線成分です。磁気ポテンショメータの構造は、非磁性のソフトテープまたはハードシートに細い絶縁ワイヤを均等に巻き付けることです。前者はソフト磁性ポテンショメータと呼ばれ、後者はハード磁性ポテンショメータと呼ばれます。測定機器は、衝撃ガルバノメータまたは磁束計を採用しています。一定の磁場の場合、測定中に磁力計によってリンクされた磁束を変更する必要があります。測定対象が均一な磁場である場合、磁場強度は磁気ポテンショ差から変換されます。磁力計は、標準的な均一な磁場内で校正し、磁場の強度値に応じてスケーリングできます。
