霍尔效应测量螺线管磁场-课件.ppt

1、霍尔效应法测量螺线管磁场霍尔效应法测量螺线管磁场 1、了解集成霍尔传感器的测量磁感应强度的原理和方法。 2、学习用螺线管中心点的磁感应强度理论计算值来校准集成霍尔传感器的灵敏度。 3、测量螺线管内磁感应强度与位置刻度之间的关系【实验目的【实验目的】BfSIvbdEfHUvHUeBeb【实验原理【实验原理】vSIne bdvHUeBeb1SHI BUne dHHSUK I B【实验原理【实验原理】令令UHKB 则当系数则当系数K能通过某种方法测得时，能通过某种方法测得时，只要再测得空间各点的只要再测得空间各点的UH，则磁场，则磁场B的分布可求。的分布可求。以有限长螺线管为例，通以电流以有限长螺线

2、管为例，通以电流I时，管中部的磁时，管中部的磁场：场： 220DLNIB 将霍尔传感器探头放在该处，则当调节电流将霍尔传感器探头放在该处，则当调节电流变化变化I时，相应的磁场变化时，相应的磁场变化IDLNB 220 从而，系数从而，系数K（霍尔传感器灵敏度）可求得：（霍尔传感器灵敏度）可求得： NDLIUBUK022 K值确定后，只需移动霍尔探头测得螺线管内值确定后，只需移动霍尔探头测得螺线管内轴线上各点的霍尔电压轴线上各点的霍尔电压UH，即可由，即可由UHKB求求得管内轴线上各点的磁场得管内轴线上各点的磁场B的分布。的分布。螺线管参数螺线管参数L、D、N及常数及常数0已知，测得电流变已知，测

3、得电流变化化I时，相应的电压变化时，相应的电压变化U的一组值后，得到的一组值后，得到U/I,代入上式即可求得代入上式即可求得K 当B=0时，UH0实际上由于半导体材料结晶不均匀，各种副效应及各电极不对称等引起的电势差，该电动势U0称为剩余电压。 实验中在零磁场时，采用电压补偿法消除剩余电压U0。1K122K【实验仪器【实验仪器】 1K12 接线时，注意大小头。小头接线时，注意大小头。小头接闸刀开关。接闸刀开关。2K【实验步骤【实验步骤】【实验步骤【实验步骤】一、测定霍尔传感器灵敏度一、测定霍尔传感器灵敏度K：1、接线。将霍尔传感器探头放在螺线管中部；、接线。将霍尔传感器探头放在螺线管中部； 让

4、霍尔传感器处于标准化工作状态：让霍尔传感器处于标准化工作状态： 打开双刀打开双刀开关开关K2, 螺线管不通电，无磁场。单刀开关螺线管不通电，无磁场。单刀开关K1打打到位置到位置1,调节调节“4.85.2V”电源输出电压电源输出电压，使数，使数字电压表读数为字电压表读数为2.500V。（此时。（此时电压表量程开关电压表量程开关拨在拨在V档档）合上合上K2 ,调节电流输出旋钮，调节电流输出旋钮，调节励磁电流大小调节励磁电流大小（120mA和和420mA）,读取传感器的输出电压读取传感器的输出电压UH，计算，计算U/I；代入公式求得霍尔传感器灵；代入公式求得霍尔传感器灵敏度敏度K。 1K122K12

5、2、3、二、测定通电螺线管二、测定通电螺线管BX关系：关系：先用补偿法消除剩余电压。断开先用补偿法消除剩余电压。断开K2,使使I0。K1置置于于2,调节调节“2.42.6V”电源输出电压，使数字电压电源输出电压，使数字电压表读数为表读数为0 mV 。（。（此时电压表量程开关拨在此时电压表量程开关拨在mV档档）1K122K1、2 2、合上、合上K K2 2, ,螺线管通以螺线管通以250mA250mA电流，测出电流，测出电流正向电流正向时时不同位置不同位置X X处的处的U UH H值和值和电流反向电流反向时不同位置时不同位置X X处的处的U UH H值值从而求得该处从而求得该处U UH H的平均值，从而得到该处的的平均值，从而得到该处的B BU UH H/K /K 。1K122K1227271）集成霍耳传感器的V+和V-极性不能接反极性不能接反，否则将损坏传感器；2）先按图接线，然后再开启电源；3）仪器应预热5分钟后开始测量数据；4）实验完毕后，应关闭电源，再拆除接线；5）数据测量完毕，先将数据由任课老师检查，确认数据正确后，再整理实验桌；6）注意有效数字运算有效数字运算和结果的保留（K、B）注意事项注意事项