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永磁材料，是具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁，一经磁化即能保持恒定磁性的材料。又称硬磁材料。实用中，永磁材料工作于深度磁饱和及充磁后磁滞回线的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分为铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料。 　　软磁材料(soft magnetic material)，具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等 。 　永磁材料用途： ①基于电磁力作用原理的应用主要有：扬声器、话筒、电表、按键、电机、继电器、传感器、开关等。 ②基于磁电作用原理的应用主要有：磁控管和行波管等微波电子管、显像管、钛泵、微波铁氧体器件、磁阻器件、霍尔器件等。 ③基于磁力作用原理的应用主要有：磁轴承、选矿机、磁力分离器、磁性吸盘、磁密封、磁黑板、玩具、标牌、密码锁、复印机、控温计等。其他方面的应用还有：磁疗、磁化水、磁麻醉等。 软磁材料的应用： 主要用于磁性天线、电感器、变压器、磁头、耳机、继电器、振动子、电视偏转轭、电缆、延迟线、传感器、微波吸收材料、电磁铁、加速器高频加速腔、磁场探头、磁性基片、磁场屏蔽、高频淬火聚能、电磁吸盘、磁敏元件(如磁热材料作开关)等。 ​

1.软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居shou位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。 2.常用软磁磁芯的种类 铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。 按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类： (1)粉芯类： 磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（High Flux）、坡莫合金粉芯（MPP）、铁氧体磁芯 (2)带绕铁芯：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金

1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、*大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 /，ρ降低， 磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 ​

霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器。霍尔效应指的是当通过一个导体的电流受到外部磁场的影响时，导体内部将会产生一种电场，使得在导体两端的电势差发生变化，这种电势差变化称为霍尔电势差。利用这种现象，可以设计出一种可以测量磁场强度和方向的传感器，即霍尔传感器。 霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。 　　（一）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式，称为锁键型霍尔传感器。 　　（二）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。 线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。线性霍尔传感器主要用于交直流电流和电压测量。 霍尔元件是实现磁场测量的核心部件，其特性决定了传感器的灵敏度和精度。信号放大与处理电路用于将霍尔元件输出的微弱信号放大并处理成能够被记录和使用的数字信号，通过外壳则保护传感器内部电路免于受到外界环境的干扰。 ​

一、适用于磁场中的传感器 温度传感器所暴露的最常见的恶劣环境可能是磁场。磁场会导致可逆的校准偏移，从而导致错误的温度测量。这种转变不是yong久性的，当磁场被移除时，传感器将返回到零磁场校准。电阻温度传感器在磁场中的作用wan全取决于所选择的特定电阻温度检测器（RTD）。 Cernox薄膜电阻传感器是用于磁场的推荐选择。Cernox传感器有多种封装，并且具有比碳玻璃更宽的温度范围。对于低于1K和低至50mK或更低的温度，氧化钌RTD是一个很好的选择。由于锗传感器的强磁阻和相关的定向效应，锗传感器在磁场中几乎没有用处。根据所需的精度，硅二极管可以在某些温度范围内有效使用（1T场中60K以上的误差＜0.5%）。然而，在安装二极管时必须特别小心，以确保结垂直于磁场，即电流平行于磁场。二极管具有很强的取向依赖性。 电容器非常适合在磁场环境中用作控制传感器。它们可以与另一种类型的传感器（Cernox™,碳玻璃、锗等）来控制温度。在磁场打开之前，使用另一个传感器设置温度。然后使用电容器完成控制。 二、适用于超高真空系统的传感器 在大多数超高真空系统中进行的烘烤过程可能会损坏温度传感器结构中使用的材料。即使传感器能够承受较高的烘烤温度，传感器的校准也可能发生变化。如果没有烘烤，传感器中的一些材料（例如Stycast®）也可能会作为泄漏干扰高真空。各种类型的环氧树脂和陶瓷可能会产生相当大的放气，其中一些材料无法在高温烘烤中幸存下来。采用适当的封装、二极管、Cernox, 铑铁和铂RTD可以容易地用于需要高温烘烤的超高真空系统中。 在超高真空环境中需要注意的具体因素有： 在这种环境中使用传感器之前，检查传感器的结构材料与超高真空的兼容性。这包括热润滑脂、环氧树脂和焊料（例如，由于蒸汽压力，Apiezon®N润滑脂不能在这些系统中使用）。 焊料可能不兼容。可能需要焊接。 低温电线使用的典型绝缘材料可能与高温烘烤和超高真空不兼容，原因是热额定值和放气。 ​