霍爾效應(yīng)測螺線管中的磁場

霍爾效應(yīng)測螺線管中的磁場第一頁，共十五頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容預(yù)備知識(shí)實(shí)驗(yàn)簡介設(shè)計(jì)思路操作指南基本要求第二頁，共十五頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)簡介置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場垂直，則在垂直于電流和磁場的方向會(huì)產(chǎn)生一附加的橫向電場，稱為霍爾效應(yīng)?；魻栃?yīng)不但是測定半導(dǎo)體材料電學(xué)參數(shù)的主要手段，利用該效應(yīng)制成的霍爾器件，由于結(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬（高達(dá)10GHz）、壽命長、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于非電量測量、自動(dòng)控制和信息處理等方面。了解這一富有實(shí)用性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)日后的工作將有益處。

返回目錄頁第三頁，共十五頁，2022年，8月28日預(yù)備知識(shí)返回目錄頁螺線管中的磁場分布霍爾效應(yīng)第四頁，共十五頁，2022年，8月28日霍爾效應(yīng)

當(dāng)電流垂直于外磁場方向通過導(dǎo)體時(shí)，在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體的兩個(gè)端面之間出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差（霍爾電壓）?；魻栃?yīng)原理示意圖第五頁，共十五頁，2022年，8月28日霍爾效應(yīng)返回

霍爾電壓UH與電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B及元件的厚度d的關(guān)系：式中RH為霍爾系數(shù)，它與載流子濃度n和載流子電量q的關(guān)系：若令霍爾靈敏度KH=RH/d，則第六頁，共十五頁，2022年，8月28日螺線管中的磁場分布返回第七頁，共十五頁，2022年，8月28日操作指南返回目錄頁實(shí)驗(yàn)裝置操作要點(diǎn)第八頁，共十五頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)裝置返回第九頁，共十五頁，2022年，8月28日操作要點(diǎn)返回按裝置連接電路。勵(lì)磁電流0-500mA,每50mA測量霍爾傳感器的輸出電壓U。2.利用上述測量數(shù)據(jù)，以通電螺線管中心點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B（x=0）的理論計(jì)算值為標(biāo)準(zhǔn)值，校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)裝置上集成霍耳傳感器的靈敏度K。并與該產(chǎn)品說明提供的技術(shù)指標(biāo)比較

3.繪出通電螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算曲線。第十頁，共十五頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)思路

由可知，只要已知KH，用儀器測出I和UH，則可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

圖2SS495A型集成霍爾傳感器

圖3輸出電壓與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系圖

第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)思路返回目錄頁由得到霍爾電壓的測量結(jié)果U=（U-

U0

）/KB(x)=C（x）IU=KC（x=0）I第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日基本要求返回目錄頁思考與作業(yè)數(shù)據(jù)記錄第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)記錄返回I(mA)U(mV)10987654321UHX（cm）B（mT）X（cm）B（mT）0±8.0±1.0±9.0±2.0±10.0±3.0±11.0±4.0±11.5±5.0±12.0±6.0±12.5±7.0±13.0第十四頁，共十五頁，2022年，8月28日思考與作業(yè)返回根據(jù)測量數(shù)據(jù)研究