实验14霍尔元件灵敏度报告.doc

实验 19 霍尔元件灵敏度测定及应用 一 目的 进一步了解霍尔效应； 掌握霍尔元件灵敏度及其特性的测量方法。 测定电磁铁磁场特性 二 仪器 VAAH电压测量双路恒流电源，SH500霍尔效应实验装置，MR-1磁阻效应实验装置。 三 原理 霍尔效应及其霍尔灵敏度 将金属片置于磁场中，让磁场垂直通过薄片平面。沿薄片的纵向通以电流，则在薄片的两侧面会出现微弱的电压。这就是霍尔效应，横向产生的电压叫霍尔电压，符号VH。 （1） 霍尔系数RH=（en）-1=C；n为薄片中载流子的浓度，e为电子带电量，d 为薄片的厚度。 VH=KHIB （2） KH——霍尔灵敏度，它表示该元件产生霍尔效应的强弱，即在单位磁感应强度B和单位控制电流I时，产生霍尔电压的大小。 电磁铁气隙的磁场 本实验利用电磁铁装置产生一个已知的磁场 （3） ?0——真空磁导率；N——励磁线圈的匝数；IM——线圈中的励磁电流； L1——气隙距离； L2——铁芯磁路平均长度；?r——铁芯相对磁导率； 本实验?r =1500 电磁铁气隙中心的磁场系数 （4） R——中心磁场的磁场系数 四 实验步骤 磁感应强度一定，变化控制电流时霍尔元件灵敏度测定 接好线路，并打开恒流源后面的开关，在一定的ICH，IM值下，调节霍尔元件在气隙里的位置和角度，使霍尔电压VH显示的数值最大为止。 IM=200mA，依次改变：ICH=1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,8.00,9.00,10.00mA，测量出相应的霍尔电压VH的值。 利用开关k1,k2依次改变IM与ICH电流的方向，记录相应的数值。 用逐差法处理数据。 控制电流一定，电磁铁气隙中心磁场系数的测定 连接线路，调节霍尔元件在气隙里处于垂直与中心位置。 ICH=1.00mA，依次改变IM=100，200，300，400，500，600，700，800mA 测量出对应的霍尔电压VH值，并利用开关k1,k2依次改变IM与ICH电流的方向，记录相应的数值。 用作图法处理数据。 五 注意事项 尔元件的控制电流ICH最大不能超过30m A，否则将损坏元件。 尔片很脆，不可受撞击，故实验操作时应小心谨慎，调节时动作应缓慢。 六 数据记录及处理 表一 IM=200mA VH\ICH 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 VH1 2.87 -5.30 8.44 -10.55 14.05 -15.87 19.70 -21.14 25.32 -26.48 VH2 -2.88 5.29 -8.45 10.54 -14.07 15.87 -19.70 21.14 -25.33 26.48 VH3 2.69 -5.65 7.95 -11.23 13.23 -16.88 18.54 -22.48 23.85 -28.14 VH4 -2.70 5.64 -7.96 11.23 -13.24 16.89 -18.54 22.49 -23.87 28.14 2.78 5.47 8.20 10.89 13.65 16.38 19.12 21.81 24.59 27.31 ICH ICH VHm-VHn 1.00 2.78 6.00 16.38 13.60 13.64 2.00 5.47 7.00 19.12 13.65 3.00 8.20 8.00 21.81 13.61 4.00 10.89 9.00 24.59 13.70 5.00 13.65 10.00 27.31 13.66 N=1500; L1=3.00mm; L2=287mm; μr=1500; μ0=4π×10-7N·A-2 S=0.0362; C5=1.65; S·C5=0.06; 无坏值 E=1.0% 表二 ICH=1.00mA VH\IM 100 200 300 400 500 600 700 800 VH1 1.48 -2.60 4.05 -5.19 6.62 -7.74 9.15 -10.24 VH2 -1.48 2.58 -4.05 5.18 -6.62 7.74 -9.15 10.23 VH3 1.26 -2.78 3.90 -5.36 6.47 -7.91 9.01 -10.42 VH4 -1.26 2.76 -3.90 5.35 -6.47 7.91 -9.0