FD-HM-I亥姆霍兹线圈磁场测定仪说明书(100318修订)
亥姆霍兹线圈磁场实验报告
亥姆霍兹线圈磁场实验报告亥姆霍兹线圈磁场实验报告引言：磁场是我们日常生活中常常接触到的物理现象之一。
为了更好地理解和研究磁场的特性，科学家们进行了许多实验。
本实验报告将介绍亥姆霍兹线圈磁场实验的过程和结果，并探讨其在科学研究和应用中的意义。
实验目的：本实验的目的是通过制作亥姆霍兹线圈并测量其磁场强度，验证亥姆霍兹线圈的磁场特性，并了解磁场对物体的影响。
实验装置和原理：实验中使用的主要装置是亥姆霍兹线圈，它由两个平行的同轴线圈组成，每个线圈上有N个匝数。
当通过线圈的电流为I时，可以产生均匀的磁场。
亥姆霍兹线圈的磁场强度可以通过以下公式计算得出：B = (μ0 * N * I) / (2 * R)其中，B表示磁场强度，μ0是真空中的磁导率，N是线圈的匝数，I是通过线圈的电流，R是线圈半径。
实验步骤：1. 制作亥姆霍兹线圈：根据实验要求，选择合适的线圈半径和匝数，使用导线绕制两个平行的同轴线圈，并将其固定在一个支架上。
2. 连接电路：将线圈的两端与电源连接，确保电流可以通过线圈。
3. 测量磁场强度：使用磁场强度计或霍尔效应传感器等仪器，在不同位置上测量磁场强度，并记录测量结果。
4. 改变电流强度：通过调节电源的电流大小，改变线圈的电流强度，再次测量磁场强度，并记录结果。
实验结果与分析：根据实验步骤，我们制作了亥姆霍兹线圈并进行了磁场强度的测量。
通过将磁场强度计放置在不同位置上，我们得到了一系列的测量结果。
随着距离线圈中心的距离增加，磁场强度逐渐减小，符合亥姆霍兹线圈的磁场分布特性。
通过改变线圈的电流强度，我们可以观察到磁场强度的变化。
根据磁场强度与电流的线性关系，我们可以验证亥姆霍兹线圈的磁场公式。
实验结果与理论计算值相符，进一步验证了亥姆霍兹线圈的磁场特性。
实验意义：亥姆霍兹线圈磁场实验是研究磁场特性的重要手段之一。
通过实验，我们可以更好地理解磁场的分布规律和影响因素。
亥姆霍兹线圈的磁场特性研究对于电磁学的发展和应用具有重要意义。
亥姆霍兹线圈磁场测量实验报告
亥姆霍兹线圈磁场测量实验报告今天咱们要聊聊亥姆霍兹线圈，这可是个有趣的家伙！想象一下，两个线圈就像一对好朋友，相互靠近，默契十足。
它们的任务呢，就是创造一个均匀的磁场，听起来是不是很高大上？这实验的目的就是测量这个磁场，看看它到底有多“牛”。
我们就像探险者一样，带着一颗好奇的心，去揭开这个磁场的神秘面纱。
在实验开始之前，咱们得先准备好工具。
电源、线圈、磁场探测器……这些东西可少不了。
你知道的，电源就像这场派对的DJ，必须得有它才能让大家嗨起来。
线圈则是舞池中的主角，越转越欢，越转越带劲。
然后是磁场探测器，哎，这个小家伙可是个“侦探”，专门负责捕捉那些微妙的磁场变化，真是个靠谱的伙伴。
把线圈放在一起，调好距离，就像搭建一个小舞台。
之后连接电源，轻轻一按，瞬间就感觉到空气中弥漫着电流的气息。
线圈里开始流动着电，仿佛在欢快地跳舞，伴随着微微的电流声，真让人心情大好。
这时候，咱们的探测器就得派上用场了，慢慢地靠近，准备好记录下它的“表现”。
开始测量啦！每当探测器靠近线圈时，那磁场的变化就像一场奇妙的音乐会，时高时低，宛如交响乐在耳边回响。
测量的过程也是个技术活，得小心翼翼，别让这个小侦探失了分寸。
有时候数据就像个调皮的小孩，让你哭笑不得，跑来跑去，根本捉不住。
不过，没关系，科学就是这么有趣，充满了挑战和惊喜。
随着测量的深入，咱们逐渐收集到了很多数据。
这些数据就像拼图一样，只有把它们组合在一起，才能看到整个画面。
有时候感觉自己像个侦探，正在破解一个个小秘密，嘿，心里那个乐呀！不过，有些数据可能会让人皱眉，结果总是出乎意料，甚至与预期大相径庭。
可是，科学嘛，哪能总是一帆风顺呢？遇到困难才更能激发我们解决问题的灵感。
咱们终于整理出了完整的实验结果。
看着这些数据，心中不禁感慨万千。
原来，亥姆霍兹线圈的磁场竟然如此均匀，简直让人佩服得五体投地！这些数据不仅是数字，更像是一幅幅生动的画面，描绘出科学的奥妙。
通过这次实验，我们不仅学到了磁场的基本知识，更感受到了探索科学的乐趣。
亥姆霍兹线圈磁场测定实验报告模板
B(x) x O图3.3.1 载流线圈轴线上磁场B(x) xO 图3.2.2 亥姆霍兹线圈轴线上磁场实验预习部分 一、实验目的：1.测亥姆霍兹线圈在轴线上的磁场分布。
2.测载流圆线圈在轴线上的磁场分布，验证磁场叠加原理。
3.比较两载流圆线圈距离不同时轴线上磁场分布情况。
二、实验仪器设备：FD-HM-І型磁场测定仪由圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台（包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺、铝尺）、高灵敏度毫特计和数字式直流稳流电源等组成。
三、实验原理一、圆线圈载流圆线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上磁场情况如图1。
根据毕奥萨伐尔定律，轴线上某点的磁感应强度B 为I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ （3.3.1）式中I 为通过线圈的电流强度，N为线圈匝数，R 线圈平均半径，x 为圆心到该点的距离，0μ为真空磁导率。
而圆心处的磁感应强度0B 为I N R B ⋅=200μ（3.3.2）轴线外的磁场分布情况较复杂，这里简略。
二、亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，每一线圈N 匝，两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的平均半径R 。
其轴线上磁场分布情况如图3.3.2所示，虚线为单线圈在轴线上的磁场分布情况。
这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区，故在生产和科研中有较大的实用价值，也常用于弱磁场的计量标准。
设x 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，则亥姆霍兹线圈轴xB (x )OB (x )x O实验预习部分线上任一点的磁感应强度大小B '为3/23/22222201222R R B N I R R x R x μ--⎧⎫⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎪⎪'=⋅⋅⋅++++-⎢⎥⎢⎥⎨⎬ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎣⎦⎩⎭（3.3.3）而在亥姆霍兹线圈轴线上中心O 处磁感应强度大小'0B 为003/285N IB Rμ⋅⋅'= （3.3.4）三、双线圈若线圈间距d 不等于R 。
亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告
亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告实验目的：1. 掌握亥姆霍兹线圈原理及其构造；2. 熟悉磁场测定的基本方法；3. 使用亥姆霍兹线圈测定磁场的强度，了解其精度；4. 熟悉使用万用表和数字万用表进行电量测量。
实验原理：亥姆霍兹线圈是一种特殊的线圈结构，由两个同轴的环形线圈组成，两个线圈的半径相等，通电方向相反，电流强度相等，在同一轴向上构成匀强磁场。
如果通过两线圈流同向电流，其磁场强度将会倍增。
由于外界物体的磁场强度对线圈的磁场有一定的影响，因此在实验过程中，需要先测定环境中的磁场强度，再将线圈放置于恒定的磁场中，通过测量线圈中的磁场强度差，求得外磁场的强度。
实验器材：亥姆霍兹线圈、数字万用表、长板子、短板子、直流电源等。
实验步骤：1. 将亥姆霍兹线圈放置于平稳的桌面上，用数字万用表测定环境中的磁场强度，记录下读数。
2. 在同一位置，保持线圈不动，通过调节直流电源输出电压，使亥姆霍兹线圈中的磁场强度降低至为0。
记录下此时的电压值，并将其记作$U_0$。
5. 测量亥姆霍兹线圈本身的参数：使用数字万用表测量亥姆霍兹线圈中圈数，环半径等参数。
6. 计算环境中的磁场强度B0：根据数字万用表测量得到的环境磁场强度读数，使用其对应的磁场表值作为环境磁场强度B0。
7. 计算磁场强度B：由均匀磁场的定义，设线圈中磁场$B_1$和$B_2$分别为直流电源输出电压为$U_1$和$U_2$时线圈中磁场的强度，则有$B=\frac{1}{2}(B_1+B_2)$。
8. 计算外界磁场的强度B': 由于亥姆霍兹线圈内自带磁场，需要在计算磁场强度B 时，减去线圈的自感磁场强度$B_{self}$。
因此，有$B'=B-B_{self}$。
9. 计算磁场强度的不确定度：需考虑设备测量误差和环境影响因素的影响，根据不确定度的综合误差计算公式$U=\sqrt {\sum_{i=1}^n u_i}$，其中n为误差项的数目，$u_i$为每一误差项的保守评估。
亥姆霍兹线圈磁场实验指导书
亥姆霍兹线圈磁场的测量实验指导书淮阴工学院物理实验中心2014年9月如果有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流，当线圈间距等于线圈半径时，两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的。
故在生产和科研中有较大的实用价值，也常用于弱磁场的计量标准。
这对线圈称为亥姆霍兹线圈。
【实验目的】1、 观察亥姆霍兹线圈中间磁场的均匀性，验证磁场叠加原理；2、 了解一种得到均匀磁场的实验室方法。
【实验仪器】FD-HM-I 亥姆霍兹线圈磁场测定仪，A SS 95型集成霍耳传感器，导线。
FD-HM-I 亥姆霍兹线圈磁场测定仪简图如下：图11、毫特斯拉计2、电流表3、直流电流源4、电流调节旋钮5、调零旋钮6、传感器插头7、固定架8、霍耳传感器9、大理石 10、线圈 注：A 、B 、C 、D 为接线柱A SS 95型集成霍耳传感器就是一种高灵敏度的优质磁场传感器，它的体积小（面积mm mm 34⨯，厚mm 2），其内部具有放大器和剩余电压补偿电路，采用此集成霍耳传感器（配直流数字电压表）制成的高灵敏度毫特计，可以准确测量mT 000.20～的磁感应强度，其分辨率可达T 6101-⨯。
因此，用它探测载流线圈及亥姆霍兹线圈的磁场，准确度比用探测线圈高得多。
用高灵敏度集成霍耳传感器测量T T 35102101--⨯⨯～弱交、直流磁场的方法已在科研与工业中广泛应用。
【实验原理】一．根据毕奥—萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ （1）式中0μ为真空磁导率，R 为线圈的平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度。
因此，圆心处的磁感应强度0B 为：I N RB ⋅=200μ （2）轴线外的磁场分布计算公式较为复杂，这里简略。
二．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同,线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
电磁测量仪产品说明书
ElettrologiaCampo magneticoCampo geomagneticoDETERMINAZIONE DELLE COMPONENTI ORIZZONTALE E VERTICALE DEL CAMPO GEOMAGNETICO.UE3030700 04/16 MEC/UDFig. 1: Disposizione per la misurazione.BASI GENERALILa terra è circondata da un campo geomagnetico, prodot-to dalla cosiddetta geodinamo. In prossimità della super-ficie terrestre il campo è simile al campo magnetico gene-rato da un dipolo, le cui linee di campo partono dall’emisfero terrestre meridionale per poi rientrare nel’emisfero settentrionale. L’angolo tra la direzione del campo geomagnetico e il piano orizzontale viene detto inclinazione. La componente orizzontale del campo geo-magnetico corre essenzialmente parallelamente alla dire-zione nord-sud. Poiché la crosta terrestre è magnetizzata in modo diverso, si verificano scostamenti a livello loca-le; questo fenomeno è denominato declinazione.Fig. 2: Rappresentazione delle componenti dei campi magne-tici esaminati nell’esperimento e definizione del rel ativo angolo.Nell’esperimento vengono esaminati l’inclinazione e l’intensità, nonché la componente orizzontale e verticale del campo geomagnetico nel punto di misurazione. Si applica la correlazione (Fig. 2):(1) v h tan B B =⋅αα: InclinazioneB h : Componente orizzontale B v : Componente verticale e(2) B È pertanto sufficiente determinare le grandezze B h e α, per poter determinare anche le altre due.L’inclinazione α viene rilevata utilizzando un inclinatorio. Per determinare la componente orizzontale B h lo stesso inclinato-rio sull’orizzontale viene orientato in modo tale che l’ago di bussola integrato, che tende a disporsi parallelamente alla componente orizzontale, sia puntato sullo 0. Una coppia di bobine di Helmholtz genera un campo magnetico orizzontale supplementare B HH perpendicolare a B h determinando la rotazione dell’ago di un angolo β. Come da Fig. 2, vale(3)HHhtan B B =β Ai fini del miglioramento dell’accuratezza del dato, questa misurazione viene eseguita per diversi angoli β.ELENCO DEGLI STRUMENTI1 Bobine di Helmholtz da 300 mm 1000906 (U8481500) 1 Alimentatore CC 0-20 V, 0-5 A @230V 1003312 (U33020-230) o 1 Alimentatore CC0-20 V, 0-5 A @115V1003311 (U33020-115) 1 Multimetro digitale P1035 1002781 (U11806) 1 Inclinatorio E1006799 (U8495258) 1 Reostato a corsoio 100 Ω 1003066 (U17354) 1 Set di 15 cavi di sicurezza per esperimenti, 75 cm1002843 (U138021)MONTAGGIO E ESECUZIONENota:Preparare l'esperimento su una superficie orizzontale e piana posta in un luogo in cui la misurazione non sia soggetta a interferenze magnetiche ambientali.Determinazione della componente orizzontale B h ∙Per mezzo del volantino ruotare l'inclinatorio in modo tale che il piano del cerchio graduato e dell'ago della bussola sia parallelo alla superficie di appoggio.In questo modo l'ago della bussola si orienta sempre lungo la componente orizzontale del campo geomagnetico. ∙Ruotare l'inclinatorio sulla piastra di base in modo tale che le tacche 0° del cerchio graduato corrispondano alla direzione dell'ago della bussola.∙Spingere le bobine di Helmholtz sopra l'inclinatorio, fin-ché quest'ultimo non si trovi al centro fra le bobine (fig. 1) e l'asse delle bobine di Helmholtz non sia perpendicolare alla direzione dell'ago della bussola.∙ Collegare in serie le bobine di Helmholtz, il multimetro digita-le e il potenziometro scorrevole all'alimentatore (fig. 1). ∙ Regolare il potenziometro scorrevole su 100 Ω.∙Accendere l'alimentatore e aumentare la corrente, alzan-do la tensione tramite il regolatore fine di tensione conti-nua, finché la direzione dell'ago della bussola non corri-sponda alle tacche 5° del cerchio graduato. Annotare l'angolo di deviazione β = 5° nella tab. 1. Leggere sul multimetro il valore di corrente I e annotarlo nella tab. 1. ∙Aumentare progressivamente la corrente, in modo tale che l'angolo di deviazione si ingrandisca di 5° alla volta fino a raggiungere β = 75°. Annotare rispettivamente l'angolo di deviazione e il valore di corrente nella tab. 1. Quando il regolatore fine di tensione continua raggiunge la battuta, aumentare la corrente riducendo la resistenza mediante il potenziometro scorrevole.Determinazione dell’i nclinazione α ∙Per mezzo del volantino ruotare l'inclinatorio in modo tale che il piano del cerchio graduato e dell'ago della bussola sia parallelo alla superficie di appoggio.In questo modo l'ago della bussola si orienta sempre lungo la componente orizzontale del campo geomagnetico. ∙Ruotare l'inclinatorio sulla piastra di base in modo tale che le tacche 0° del cerchio graduato corrispondano alla direzione dell'ago della bussola.∙Mediante il volantino ruotare l'inclinatorio in modo tale che il piano del cerchio graduato e dell'ago della bussola sia perpendicolare alla superficie di appoggio. ∙ Attendere che l'ago della bussola si fermi.∙ Leggere l'angolo dell'inclinatorio α1 sul cerchio graduato dell'inclinatorio e annotarlo nella tab. 2.∙ Mediante il volantino ruotare l'inclinatorio di 180°. ∙ Attendere che l'ago della bussola si fermi.∙ Leggere l'angolo dell'inclinatorio α2 sul cerchio graduato dell'inclinatorio e annotarlo nella tab. 2.3B Scientific GmbH, Rudorffweg 8, 21031 Amburgo, Germania, ESEMPIO DI MISURAZIONE E ANALISITab. 1:I impostate e campimagnetici B HH delle bobine di Helmholtz calcolati in base all'equazione (5).Tab. 2: Inclinazione α determinata dalla media di entrambi ivalori misurati α1 e α2Determinazione della componente orizzontale B h Da (3) consegue che:(4) HH h tan B B =⋅βLa componente orizzontale B h corrisponde alla pendenza di una retta passante per l’origine ch e passa per i punti di misu-ra in un diagramma B HH – tan α.Il campo magnetico B HH della coppia di bobine di Helmholtz può essere determinato in modo semplice. All’interno di una coppia di bobine esso è fortemente omogeneo e proporziona-le all’intensità di co rrente I che attraversa una singola bobina:(5) HH B k I =⋅ con3274Vs 4105Am N k R -⎛⎫=⋅π⋅⋅ ⎪⎝⎭N = 124: Numero di spire R = 147,5 mm: Raggio ∙Calcolare il campo magnetico B HH della coppia di bobine di Helmholtz per tutte le correnti impostate I (tab. 1) in base alla formula (5) e annotare i risultati nella tab. 1.12345050100tan βB HH / T μFig. 3: Diagramma B HH – tan α per la determinazione dellacomponente orizzontale del campo geomagnetico∙ Riportare in un diagramma il campo magnetico B HH infunzione di tan β e unire i punti con una linea retta (fig. 2). ∙Determinare la componente orizzontale B h direttamente dall'incremento lineare. (6) h 23T B =μDeterminazione della componente verticale B dall'inclina-zione α ∙Determinare l'inclinazione α, facendo la media di entram-bi i valori misurati α1 e α2 (tab. 2) e annotare il valore ri-cavato nella tab. 2.∙Determinare la componente verticale in base alla formula (1).(7) v h tan 23T tan60,541T B B =⋅α=μ⋅︒=μDeterminazione del valore complessivo ∙Determinare il valore complessivo del campo magnetico B in base alla formula (2). (8) 47T B =μI valori ottenuti dalla misurazione della componente orizzonta-le e di quella verticale corrispondono in gran parte con i valori riportati in letteratura, riferiti all'Europa centrale B h = 20 μT e B = 44 μT.。
实验四十三 亥姆霍兹线圈
实验四十三 亥姆霍兹线圈的磁场测量实验目的用霍耳效应法测量载流亥姆霍兹线圈的磁场测量沿其轴线的分布实验仪器FD-HM-I 型亥姆霍兹线圈磁场测定仪，包括亥姆霍兹线圈 95A 型霍尔传感器 不锈钢直尺实验原理1. 霍耳传感器测量磁场的原理霍耳传感器有两对互相垂直的电极，将它放入磁场B 中，使两对电极均垂直与B ，当输入电极通以微弱电流I 0时，则在输出电极产生霍耳电势,0B KI U H =由于H U 正比于B ，所以测量H U 的电压表可按B 值来定标，这样就做成一只特斯拉计。
2. 载流圆线圈轴线上的磁场分布设N 匝圆线圈A 的轴线中心为O ，半径为R ，其上通以电流I ，根据毕 奥-萨伐尔定律，在线圈轴线上距O 点x 处的磁感应强度为：232220)(2x R I NR u B A +=式中0u 为真空磁导率。
在线圈中心O 点，磁感应强度为：RNIu B AO 20=3. 载流亥姆霍兹线圈是用以产生均匀弱磁场的一种组合线圈，它由一对半 径为R ，匝数为N ，相互平行，同轴放置的圆形线圈同向串联组成，并且这对线圈的距离R O O =21，亥姆霍兹线圈常用来做弱磁场源。
4. 根据磁场叠加原理求磁感应强度取O 1O 2连线中点O 为坐标原点，如图2，场点P 沿轴线坐标为x ，当两线圈分别通以电流I 时，在P 点产生的磁感应强度分别为2322201)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=x R R INR B μ2322202)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=x R R INR B μO 1和O 2合成磁感应强度为 B 1+B 2=232220)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡++x R R INR μ+232220)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+x R R INR μ实验步骤1. 开机预热10分钟2．在断开线圈电路的情况下，进行毫特计调零，然后接通线圈1，通以I=100mA 的电流，测量在其轴线上的磁感应强度的分布，在每次改变测点时都要断开线圈电路，进行调零。
亥姆霍兹线圈的测量磁场
实验目的：测量亥姆霍兹线圈中 O1 线圈的磁感应强度沿轴线的分布（B1 x）；测量 O2 线
圈磁感应 强度沿 轴线的 分布（B2 x）；测量亥 姆霍兹 线圈的 磁感应 强度沿 轴线的 分 布
（B1 B2 ) x ;验证磁场叠加原理。
实验原理：
亥姆霍兹线圈是用以产生均匀弱磁场的一种组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线圈，它由一对半径为 R，匝数为 N，
实验步骤：
1. 连接实验仪器； 2. 线圈 1 通电流 I 100mA，测量在其轴线上的磁感应强度分布； 3. 对线圈 2 重复上述操作； 4. 两个线圈同时通电流 I 100mA，测量其轴线上磁感应强度的分布；
5. 以亥姆霍兹线圈轴线中点 O 为坐标原点，分别作 B1 x 曲线和 B2 x 曲
B
8
2
53
0 NI R
，N=500，I=100mA=0.1A , R=10cm
0 4 107 H m 由此可求得 B=1.7190mH
| B理 B求 | 100% B理
即可求得数据的百分误差，结果如表格所示 作图： B1 ~ x
百分比 （%）
0.53 1.50
0 0.68 0.45
（3） （4）
O1 与 O2 合成磁感应强度为
B1 B2
0 NR2I
3
0 NR2I
3
2R2
R
x
2
2
2R2
R
x
2
2
2
2
在坐标原点，磁感应强度为：
（5）
B0
8
3
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FD-HM-I 亥姆霍兹线圈磁场测定仪一、概述亥姆霍兹线圈磁场测定仪是综合性大学和工科院校物理实验教学大纲重要实验之一。
该实验可以学习和掌握弱磁场测量方法，证明磁场迭加原理，根据教学要求描绘磁场分布等。
传统的亥姆霍兹线圈磁场测量实验，一般用探测线圈配以指针交流电压表测量磁感应强度。
由于线圈体积大，指针式交流电压表等级低等原因，测量的误差较大。
近年来，在科研和工业中，集成霍耳传感器由于体积小，测量准确度高，易于移动和定位，所以被广泛应用于磁场测量。
例如：A SS 95型集成霍耳传感器就是一种高灵敏度的优质磁场传感器，它的体积小（面积mm mm 34⨯，厚mm 2），其内部具有放大器和剩余电压补偿电路，采用此集成霍耳传感器（配直流数字电压表）制成的高灵敏度毫特计，可以准确测量mT 000.20～的磁感应强度，其分辨率可达T 6101-⨯。
因此，用它探测载流线圈及亥姆霍兹线圈的磁场，准确度比用探测线圈高得多。
用高灵敏度集成霍耳传感器测量T T 35102101--⨯⨯～弱交、直流磁场的方法已在科研与工业中广泛应用。
本仪器采用先进的95A 型集成霍耳传感器作探测器,用直流电压表测量传感器输出电压,探测亥姆霍兹线圈产生的磁场,测量准确度比探测线圈优越得多,仪器装置固定件牢靠，实验内容丰富。
本仪器经复旦大学物理实验教学中心使用,取得良好的教学效果。
二、原理(1)根据毕奥—萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ（1）式中0μ为真空磁导率，R 为线圈的平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度。
因此，圆心处的磁感应强度0B 为：I N RB ⋅=200μ（2）轴线外的磁场分布计算公式较为复杂，这里简略。
(2)亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同,线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区，所以在生产和科研中有较大的使用价值，也常用于弱磁场的计量标准。
设z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，则亥姆霍兹线圈轴线上任意一点的磁感应强度为：⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⋅⋅='-222/322202221z R R z R R R I N B μ（3）而在亥姆霍兹线圈上中心O 处的磁感应强度'0B 为： R I N B ⋅⋅='02/3058μ（4）三、 用途（1）测量单个载流圆线圈轴线上各点磁感应强度，把测量的磁感应强度与理论计算值比较； （2）在固定电流下，分别测量单个线圈（线圈a 和线圈b ）在轴线上产生的磁感应强度)(a B 和)(b B ，与亥姆霍兹线圈产生的磁场)(b a B +进行比较；（3）测量亥姆霍兹线圈在间距分别为2/R d =，R d =，R d 2=（R 为线圈半径）时，轴线上的磁场分布，并进行比较，进一步证明磁场迭加原理； （4）描绘载流圆线圈及亥姆霍兹线圈的磁场分布； （5）测量地磁场的水平分量。
四、仪器组成（1）圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台，台面上有等距离cm 0.1间隔的网格线；（2）高灵敏度三位半数字毫特斯拉计、三位半数字电流表及直流稳流电源组合仪一台；（3）传感器探头是由2只配对的95A 型集成霍耳传感器（传感器面积4mm ×3mm ×2mm ）与探头盒。
（与台面接触面积为20mm ×20mm ） 五、附件：（1） 电源线 1根（2） 连接线 4根（3）不锈钢直尺 1把（cm 30） （4）铝合金靠尺 1根 （5）传感器探头 1套。
仪器简图如下：图11、毫特斯拉计2、电流表3、直流电流源4、电流调节旋钮5、调零旋钮6、传感器插头7、固定架8、霍耳传感器9、大理石 10、线圈 注：A 、B 、C 、D 为接线柱六、技术指标（1）高灵敏毫特斯拉计 量程 0—1.999mT ；分辨率 mT 001.0；（2）直流稳流电源 输出电流 mA 40050～（两线圈并接）； mA 20050～（两线圈串接）； 稳定度 %1； （3）线圈 匝数 500； 外径 cm 0.21；内径 cm 0.19； 平均半径 cm 0.10； （4）交流电源 电压范围 V 240200～； 频率 Hz 50； （5）仪器整体 总重 kg 10；（6）尺寸 线圈工作台 3272532cm ⨯⨯； （7）磁感应强度测量 误差 %3< 七、调试步骤（1）将两个线圈和固定架按照图1所示简图安装。
大理石台面（图1中9所示有网格线的平面）应该处于线圈组的轴线位置。
根据线圈内外半径及沿半径方向支架厚度，用不锈钢钢尺测量台面至线圈架平均半径端点对应位置的距离（在cm 2.11处），并适当调整固定架，直至满足台面通过两线圈的轴心位置； （2）开机后应预热10分钟，再进行测量；（3）调节和移动四个固定架（图1中7所示），改变两线圈之间的距离，用不锈钢钢尺测量两线圈间距；（4）线圈边上红色接线柱表示电流输入，黑色接线柱表示电流输出。
可以根据两线圈串接或并接时，在轴线上中心磁场比单线圈增大还是减小，来鉴别线圈通电方向是否正确；（5）测量时，应将探头盒底部的霍耳传感器对准台面上被测量点，并且在两线圈断电情况下，调节调零旋钮（图1中5所示），使毫特斯拉计显示为零，然后进行实验；（6）本毫特斯拉计为高灵敏度仪器，可以显示T 6101-⨯磁感应强度变化。
因而在线圈断电情况下，台面上不同位置，毫特斯拉计所显示的最后一位略有区别，这主要是地磁场（台面并非完全水平）和其他杂散信号的影响。
因此，应在每次测量不同位置磁感应强度时调零。
实验时，最好在线圈通电回路中接一个单刀双向开关，可以方便电流通断，也可以插拔电流插头。
八、实验方法 （1）必做内容：载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量。
1）按图1接线，直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个输出端，测量电流mA I 100=时，单线圈a 轴线上各点磁感应强度)(a B ，每隔cm 00.1测一个数据。
实验中，随时观察毫特斯拉计探头是否沿线圈轴线移动。
每测量一个数据，必须先在直流电源输出电路断开)0(=I 调零后，才测量和记录数据；2）将测得的圆线圈中心点的磁感应强度与理论公式计算结果进行比较； 3）在轴线上某点转动毫特斯拉计探头，观察一下该点磁感应强度的方向； 4）将两线圈间距d 调整至cm d 00.10=，这时，组成一个亥姆霍兹线圈；5）取电流值mA I 100=，分别测量两线圈单独通电时，轴线上各点的磁感应强度值)(a B 和)(b B ，然后测亥姆霍兹线圈在通同样电流mA I 100=，在轴线上的磁感应强度值)(b a B +，证明在轴线上的点)()()(b B a B b a B +=+，即载流亥姆霍兹线圈轴线上任一点磁感应强度是两个载流单线圈在该点上产生磁感应强度之和；6）分别把亥姆霍兹线圈间距调整为2/R d =和R d 2=，测量在电流为mA I 100=轴线上各点的磁感应强度值；7）作间距2/R d =、R d =、R d 2=时，亥姆霍兹线圈轴线上磁感应强度B 与位置z 之间关系图，即z B -图，证明磁场迭加原理。
（2）选做内容：载流圆线圈通过轴线平面上的磁感应线分布的描绘。
把一张坐标纸粘贴在包含线圈轴线的水平面上，可自行选择恰当的点，把探测器底部传感器对准此点，然后亥姆霍兹线圈通过mA I 100=电流。
转动探测器，观测毫特斯拉计的读数值，读数值为最大时传感器的法线方向，即为该点的磁感应强度方向。
比较轴线上的点与远离轴线点磁感应强度方向变化情况。
近似 画出载流亥姆霍兹线圈磁感应线分布图。
九、实验数据例（仅供参考）（注：本实验数据引自复旦大学物理系98级学生测量结果）（1）载流圆线圈a 轴线上不同位置磁感应强度)(a B 的测量结果见表1,这里电流mA I 100=，线圈平均半径cm R 00.10=，线圈匝数500=N ，并且真空磁导率m H /10470-⨯=πμ。
表1.这里电流mA I 100=，线圈平均半径cm R 00.10=，线圈匝数500=N ，并且真空磁导率m H /10470-⨯=πμ。
根据毕奥—萨伐尔定律，载流圆形线圈在线圈轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ式中R 为线圈的平均半径，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度，x 为圆心到该点的距离。
因此，圆心处的磁感应强度为：I N RB ⋅=200μ在cm x 00.0=处，mT I N R a B 314.01000.02100.05001042)(700=⨯⨯⨯⨯=⋅=-πμ实验测量值mT a B 316.0)(0='，两者百分误差等于%64.0。
在cm x 00.5=处，mT I N x R R a B 2248.0)0500.0100.0(2100.0500100.0104)(2)(2/322272/322205=+⨯⨯⨯⨯=⋅+⋅=-πμ测量值mT a B 225.0)(5='，两者间百分误差极小，小于%3。
（2）直流电通过亥姆霍兹线圈，证明磁场迭加原理成立。
亥姆霍兹线圈通过I=100mA 直流电流，两线圈间距d=R =10.00cm 。
取两线圈轴线中心点为原点。
轴线为轴，所得数据见表2，其中a 表示一个单线圈，b 表示另一个单线圈，(a+b)表示亥姆霍兹线圈。
表2表2（续）从表2中数据看出)()(b B a B +值与)(b a B +值在误差范围内相当一致，说明磁场满足迭加原理。
坐标cm 50.2-至cm 50.2之间为均匀磁场；在cm x 00.0=处，测得磁感应强度mT B 449.0=实验，而该点磁感应强度的理论计算值为：mT R IN B 450.01000.0100.0500104585872/302/3=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=-πμ理论实验结果和理论计算相当一致，百分误差小于%1。
（3）改变两线圈间距d ，使两线圈间距分别为2/R d =，R d =，R d 2=，测量轴线上不同位置的磁感应强度，所得数据描绘后如图2所示：十、注意事项SS95型集成霍耳传感器，灵敏度高，因而地磁场对实验影响不可忽略，1.实验探测器采用配对A移动探头测量时须注意零点变化，可以通过不断调零以消除此影响；2.接线或测量数据时，要特别注意检查移动两个线圈时，是否满足亥姆霍兹线圈的条件；3.两个线圈采用串接或并接方式与电源相连时，必须注意磁场的方向。