1、实验 19 霍尔元件灵敏度测定及应用 一 目的1、 进一步了解霍尔效应；2、 掌握霍尔元件灵敏度及其特性的测量方法。3、 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1、 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）dIBR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
2、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。2、 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）rMLNI2100真空磁导率；N励磁线圈的匝数；I M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 =15003、 电磁铁气隙中心的磁场系数（4）MCHMIKVIBRR中心磁场的磁场系数四 实验步骤（一） 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，I M 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。1、 IM=200m
3、A，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。2、 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。3、 用逐差法处理数据。（二） 控制电流一定，电磁铁气隙中心磁场系数的测定1、 连接线路，调节霍尔元件在气隙里处于垂直与中心位置。2、 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。3
4、、 用作图法处理数据。五 注意事项1、 尔元件的控制电流 ICH 最大不能超过 30m A，否则将损坏元件。2、 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=200mAVHICH 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00VH1 2.87 -5.30 8.44 -10.55 14.05 -15.87 19.70 -21.14 25.32 -26.48VH2 -2.88 5.29 -8.45 10.54 -14.07 15.87 -19.70 21.14 -25.33 26.48VH3 2
5、.69 -5.65 7.95 -11.23 13.23 -16.88 18.54 -22.48 23.85 -28.14VH4 -2.70 5.64 -7.96 11.23 -13.24 16.89 -18.54 22.49 -23.87 28.14H2.78 5.47 8.20 10.89 13.65 16.38 19.12 21.81 24.59 27.31ICH HVICH HVVHm-VHn HnmV1.00 2.78 6.00 16.38 13.602.00 5.47 7.00 19.12 13.653.00 8.20 8.00 21.81 13.614.00 10.89 9.00
6、24.59 13.705.00 13.65 10.00 27.31 13.6613.64N=1500; L1=3.00mm; L2=287mm; r=1500; 0=410 -7NA-2S=0.0362; C5=1.65; SC5=0.06; 无坏值18.0210rLBTmAvV/.3 mvSuv 05.3.2036.2241.5.3m%0.1.546.302222 IvuTmAvu/%.13.02E=1.0%表二 ICH=1.00mAVHIM 100 200 300 400 500 600 700 800VH1 1.48 -2.60 4.05 -5.19 6.62 -7.74 9.15 -1
7、0.24VH2 -1.48 2.58 -4.05 5.18 -6.62 7.74 -9.15 10.23VH3 1.26 -2.78 3.90 -5.36 6.47 -7.91 9.01 -10.42VH4 -1.26 2.76 -3.90 5.35 -6.47 7.91 -9.01 10.42H1.37 2.68 3.98 5.27 6.54 7.82 9.08 10.33KH=21.53mv/mA*T作图法IM 100 200 300 400 500 600 700 800VH 1.37 2.68 3.98 5.27 6.54 7.82 9.08 10.33mAvV/0127.57.0.1
8、 ATRMCH /109.5.34mvuV04.211 A8.351 %09.14.8620.9.741022 VuR4106.Ru)/().95(mAER=0.09%表三 IM=200mAVHICH 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50VH1 8.35 -16.50 -24.67 33.65 41.94 -49.55 -57.64VH2 -8.33 16.45 24.62 -33.64 -41.90 49.54 57.58VH3 8.13 -16.67 -25.11 33.00 41.06 -50.49 -58.71VH4 -8.11 16.62 25.05
9、-33.00 -41.05 50.48 58.67H8.23 16.56 24.86 33.32 41.49 50.02 58.15VHICH 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00VH1 67.31 75.54 -82.48 -90.46 100.78 109.11 -115.02VH2 -67.35 -75.54 82.47 90.47 -100.83 -109.12 115.12VH3 66.12 74.05 -84.12 -92.33 98.94 106.98 -117.51VH4 -66.17 -74.04 84.11 92.26 -98.99 -106
10、.99 117.44H66.74 74.79 83.30 91.38 99.88 108.05 116.30ICH HVICH HVVHm-VHn HnmV0.50 8.23 4.00 66.74 58.511.00 16.62 4.50 74.79 58.171.50 24.86 5.00 83.30 58.442.00 33.32 5.50 91.38 58.062.50 41.49 6.00 99.88 58.393.00 50.02 6.50 108.05 58.033.50 58.15 7.00 116.30 58.1558.25N=1500; L1=4.00mm; L2=269mm
11、; r=1500; 0=410 -7NA-2S=0.179; C5=1.80; SC5=0.33; 无坏值 09.210rLBTmAvV/5.184mvSuv 184.035.2179.03224.5.m%3.150.42.5810222 IvuTmAvu/3%.184E=1.3%表四 ICH=1.00mAVHIM 100 200 300 400 500 600 700 800VH1 -8.21 16.62 -24.42 32.93 -40.83 49.29 -57.19 65.61VH2 8.19 -16.63 24.39 -32.92 40.80 -49.31 57.17 -65.62VH
12、3 -8.47 16.33 -24.78 32.67 -41.18 49.09 -57.59 65.41VH4 8.45 -16.34 24.75 -32.69 41.19 -49.12 57.57 -65.46H8.33 16.48 24.58 32.80 41.00 41.00 57.38 65.52KH=182.5mv/mA*T作图法IM 100 200 300 400 500 600 700 800VH 8.33 16.48 24.58 32.80 41.00 49.20 57.38 65.52mAvV/0821.79.65 mATRMCH /105.4.4mvuV1.0321 A.451 %0.167.40.512222 VuR4105.Ru)/().(4mAER=1.0%
