CZM-2型質子旋進式磁力儀的基本原理和操作方法
CZM-2型質子磁力儀是北京地質儀器廠研制用來測量地球總磁場強度絕對值的高精度地面磁測儀器，其外貌如圖4-5-1所示。它是利用氫質子磁矩在地磁場中旋進的原理制成。它采用集成電路，程序控制，具有體積小、重量輕、數字顯示、精度高、測程範圍寬、抗幹擾能力強、耗電量少、工作性能穩定可靠等優點。它由探頭、儀器主機、電池盒三個部分組成。主機采用半密封結構，探頭用全密封結構。
圖4-5-1 CZM-2型質子旋進式磁力儀
(壹)原理
CZM-2型質子旋進式磁力儀是由儀器主體(圖4-5-2)，探頭(圖4-5-3)和電源(圖4-5-4)三部分組成的。感覺外磁場的部件稱為探頭，是由壹盛滿含氫溶液(水，煤油，酒精等)的圓柱體，外面是圍繞柱體纏繞的線圈組成。利用含氫溶液中的氫質子磁矩在外磁場作用下呈現順磁性的特點。水平探頭在垂直於地磁場T的方向上加壹個很強的人工磁場(由線圈中1～2A的直流電產生)，則在垂直於T的方向上氫質子便形成較強的宏觀磁矩(稱此過程為極化)。當突然切斷電流時，由於氫質子自旋，宏觀磁矩並不立即倒向地磁場方向而是繞著地磁場T的方向進動(或稱旋進)。旋進的角頻率和地磁場的大小成正比:
圖4-5-2 CZM-2型質子旋進式磁力儀主機面板
應用地球物理教學實習指導
式中:γp為質子的磁旋比，是壹個穩定的常數(0.267513Hz/nT)。
還可寫成頻率形式，即
應用地球物理教學實習指導
則
應用地球物理教學實習指導
由於宏觀磁矩旋進時切割探頭中的線圈，因此在線圈中產生與旋進頻率相同的感應電壓，很明顯，測出這壹感應電壓訊號的頻率就測定了地磁場總強度的絕對值。
圖4-5-3 CZM-2型質子旋進式磁力儀探頭
圖4-5-4 CZM-2型質子旋進式磁力儀電池盒
(二)CZM-2型質子磁力儀操作方法
CZM-2型質子磁力儀由儀器主機，探頭及電池盒三部分組成。主機面板如圖4-5-2所示:磁力儀探頭如圖4-5-3所示。
(1)將電池盒(圖4-5-4)的連線與主機電源插座接通後，開啟電源開關(電源接通)。
(2)電源接通後(先不要接探頭線)，進行自校檢查，其方法是先將開關擲向“自校”位置，然後按動壹下極化開關(微動開關)，經4s左右時間，顯示器顯示出49152±1的數字(即表示自校正常)，說明倍頻器及記數顯示系統等工作正常。
(3)自校正常後，將探頭線與主機探頭插座接通，探頭軸線置於東西向，參照測程分布表(表4-5-1)選擇測區的正常配諧擋，按動壹下極化開關，經4s左右時間，顯示器就顯示出地磁場總強度的絕對值，連續幾次按動極化開關，如果顯示的數字重復即可開始磁測工作，如重復性較差則應變換探頭及配諧擋，選擇重復性最好的檔位進行工作。
表4-5-1 測程分配表
續表
(4)每壹觀測點應連續讀2～3次數，如兩次重復可不必讀第三次，將二次讀數的平均值計算出來，即為該點的地磁場總強度的絕對值。
(5)野外工作時需2人，壹人持探頭，壹人操作兼記錄，持探頭者應去掉身上的壹切磁性物體並與操作者間的距離要大於4m，探頭軸線應為東西方向。
(6)在野外進行測點觀測過程中，有的測點可能在異常區，其磁場可能與基點的正常磁場相差較大，此時應依磁場的變化規律，改變配諧開關的位置。在某壹測點上，壹般相鄰的三擋均可能正確讀數，但必有壹檔重復性更好壹些，應選該擋。要註意，在異常梯度大的點上不應過分地要求讀數的重復性，梯度過大會使讀數的重復性變壞，甚至無法獲得正確讀數。
(7)當天工作完成後立即拔下電源插頭(斷掉電源)。
註意事項:去磁儀器探頭的距離5～10m、探頭方向東西、重復讀數1nT等。
(三)儀器性能及優缺點
該儀器定點重復測量誤差±2.0nT，測量均方誤差±1.5nT，測程3.2×104～7×104nT。
該儀器操作方便、簡單、直讀nT。
測量梯度不得大於150nT/m。