霍尔效应测量(精)
霍尔效应测量
3、测量用稳压源、恒流源
FH4512A霍尔效应螺旋管实验仪
1、 螺 旋 管 线 包
2、 霍 尔 传 感 器 3、 移 动 探 测 杆
FHtech富 阳 华 盛 FH4512 型 螺 旋 管 磁 场 实 验 仪
控制电源 输入
上
上
下
下
换向
Is/Vs输 入
上
上
下
下
换向
测量输出
上
上
下
下
换向
直流励磁输入
5、 被 测 电 压 输 出 端 4、 测 量 电 压 /电 流 输 入 端
图4 FH4512A 螺旋管磁场实验仪
6、 励 磁 电 流 输 入 端
【实验原理 】
1、霍耳元件测磁场原理
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中 受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电 子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致 在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧 的聚积，从而形成附加的横向电场。
霍尔元件仍位于气隙中心，调节 Is =5.00mA ， 调节 IM =50、100、200……1000mA，分别测量霍尔电压 VH 值 填入表（2），并绘出 IM - VH 曲线，验证线性关系的 范围，分析当IM 达到一定值以后， IM- VH 直线斜率变 化的原因。
测量螺旋管中磁感应强度B的分布
c) FH2601数字源表面板右边是霍尔片工作电流源 。
2、连线路 首先将二个电流源输出调节到最小。
a) 将霍尔传感器的工作电流端（红色线+、黑色 线-）与FH2601的2mA电流输出端相连接。
b) 将霍尔传感器的输出电压（霍尔电压）与 FH2601的电压检测输入端相连接。
霍尔效应法测量磁场实验原理
霍尔效应法测量磁场实验原理
霍尔效应是一种将磁场转化为电场的现象。
在导体中通过一定大小的电流时，磁场将
激发在导体中的自由电子，在磁场的作用下，自由电子受力偏移其轨迹，导致电子在垂直
于电流流动方向和磁场方向的方向上产生横向漂移，于是就在导体上产生了横向电场。
这
个现象被称为霍尔效应，相应的电压称为霍尔电压，而产生这种电压的元件称为霍尔元件。
通过测量霍尔电压可以精确测量磁场的大小。
在磁场B作用下，在宽度为w，长度为l的薄片导体上通过电流I，在导体中激发载流子，随后载流子受到洛伦兹力的作用，在y方向上发生位移，导致产生的跨导G与磁感应
强度B直接成正比关系：
G=Vxy/I = RH B
其中Vxy为横向电压，I为电流，RH是霍尔系数，容易得知，做定量测量时，RH是定值，而在实验条件不变的情况下，Vxy与I成正比，Vxy与B成正比，因此，B∝Vxy，也就是说，磁场强度与横向电压成正比。
因此，可以通过测量横向电压Vxy的大小，从而获得磁场B的大小。
但需要注意的是，为了保证测量的准确性，霍尔元件应该放置在磁场的均匀区域内，且磁场的方向应与导体
中电流的前进方向垂直。
总之，霍尔效应是一种精准测量磁场的方法，它可以广泛应用于科学研究和工程实践中。
霍尔效应实验报告
霍尔效应实验报告引言：霍尔效应是指当电流通过垂直于电流方向的导电体时，会产生横向电势差（Hall voltage）。
通过研究霍尔效应，可以了解材料的电性质，并在磁传感器、霍尔元件等领域得到应用。
本实验旨在通过测量霍尔效应的相关参数，深入了解其原理和特性。
实验材料与仪器：1. 霍尔片：选用精确的霍尔片，并保证其表面电阻低于10 Ω；2. 磁铁：用于产生磁场，保证其磁场均匀且稳定；3. 恒流源：用于提供稳定的电流；4. 毫伏表：用于测量霍尔电压；5. 恒温槽：用于控制实验环境温度。
实验原理：当电流通过霍尔片时，由于霍尔片内产生的洛伦兹力，电子受力方向与电流方向成正交关系，从而形成电子在导电体中的漂移运动。
此过程中，电子受力方向受磁场和电荷载流方向的共同作用。
当磁场、电流和电子漂移方向垂直时，会在导体一侧产生电势差，即霍尔电压。
实验步骤：1. 将霍尔片固定在实验台上，并将磁铁与霍尔片垂直放置；2. 连接恒流源，并设置电流大小；3. 通过毫伏表测量霍尔电压，并记录；4. 重复步骤2和3，改变电流大小，记录相应的霍尔电压；5. 在实验过程中，保持实验环境温度恒定，使用恒温槽进行控制。
实验数据及结果：按照上述步骤进行实验，依次记录不同电流值下的霍尔电压。
随后，根据实验数据绘制电流与霍尔电压之间的关系曲线图，并进行数据分析。
分析与讨论：通过实验数据的分析，我们可以得到以下几个结论：1. 霍尔电压与电流存在线性关系，电流越大，霍尔电压也越大；2. 霍尔电压与磁场的关系是非线性的，且磁场强度越大，霍尔电压也越大；3. 霍尔电压与温度存在一定的关系，随着温度的升高，霍尔电压会变化。
以上结论验证了霍尔效应的基本原理。
当电流通过霍尔片时，受到磁场的作用，电子受到洛伦兹力的驱动，从而产生横向电势差。
而电势差的大小与电流、磁场以及温度等因素有关。
实验误差分析：在实验过程中，由于外界环境的干扰以及仪器的精度等原因，会产生一定的误差。
霍尔效应标准测厚仪标准
霍尔效应标准测厚仪标准
霍尔效应标准测厚仪的标准主要包括以下几方面：
1.测量范围：通常要求测厚范围广、分辨率高，以适应不同行业及不同材
料的测量要求。
2.测量精度：通常要求其测量精度在±1%以内。
3.使用环境：对于特殊环境，如高温、潮湿、易爆等环境，测厚仪需满足
相应的要求以确保安全可靠的运行。
4.外观及材料：外观设计和材质选择要符合相关行业、国家标准。
5.同步实时显示功能：测厚仪应具有大值、小值和自动计算厚薄比功能，
且可自动清零，同一批次产品可实现连续测量，并自动判断产品厚度最小值和厚薄比测量值是否合格。
6.数据打印输出：可选配标准配置，包括主机、电源线、使用说明书、产
品合格证、3mm直径钢珠等。
以上是霍尔效应标准测厚仪的一些标准，具体可能会因地区、设备型号等不同而有所差异。
霍尔效应及其应用(精)
VH (V1 V2 V3 V4) 4
实验数据记录及处理
1.测量VH~IS曲线（取IM=0.6A)
Is(mA) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 V1(+ +) V2(+ -) V3(- +) V4(- -) VH(mV)
2.测量VH~IM曲线（IS=3.0mA)
霍尔效应及其应用
※ ※ ※ ※ ※
思数实实实
考据验验验
题记内原目
录容理的
及
与
处
要
理
求
﹡实验目的和要求
了解霍尔效应实验原理 学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量
试样的VH~IS和VH~IM曲线 确定试样的导电类型、载流子浓度及迁移率
﹡实验原理
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁 场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子 （电子或空穴）被约束在材料中，这种偏转就导 致在垂直电流和磁场的方向中上产生正负电荷的 聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。
5.求出霍尔系数 RH ，载流子浓度 n ，电导率 ，迁移率 。
说明：由VH ~ Is曲线得出斜率
其中 k
RH
B d
B kBIM
k B 为实量电磁铁端口的磁场分布（自己拟定步骤，注意在变化大
的区间应增大）
思考题
1.霍尔元件都用半导体材料制成而不用金 属材料，为什么？
Y
4
++++++++
Is
EH V
FE -e
FB
----------
Z
B
实验十九霍尔效应-电导率的测定
实验十九 霍尔效应－电导率的测定一、实验目的1. 掌握霍尔效应产生的原理。
2. 了解变温霍尔效应测试系统的使用方法。
3. 掌握测量材料电阻率的基本原理和方法。
二、实验原理1. 霍尔效应霍尔效应是指在外加磁场下，处于导电状态的材料中的载流子由于受洛伦兹力的作用运动发生偏转，在垂直于磁场方向的材料的两端积聚异种电荷的现象。
并且当外加磁场一定，电流不变以及温度恒定的情况下，材料在平行磁场两端积聚电荷数达到稳定，因此产生一个恒定电压V H , 称为霍尔电压，该值大小由下式表述：t IBR V H H /= (1)式中：V H 单位为V ，t 为样品厚度，单位为m ；I 为通过样品的电流，单位为A ; B 为磁通密度，单位为wb/m 2；R H 为霍尔系数，与材料的性质有关，单位m 2/C 。
2. 材料的电阻率材料的电阻率是表征材料导电能力的重要参数，它与材料的几何形状以及材料中所加电流和电压无关。
标准样品(直六面体)的电阻率由下式表示：)(m ILtwV ⋅Ω=ρσ (2) 其中V σ为电导电压，单位为V ，t 为样品厚度，单位为m ，w 为样品宽度，单位为m ，L 为样品电位引线之间的距离，单位为m ，I 为通过样品的电流，单位为A 。
三、实验仪器设备及流程1.CVM-200霍尔效应仪。
2.TC-201温控仪。
3.SV-12变温恒温仪。
4. 可换向永磁磁铁。
5. 实验样品：1) 美国Lakeshore公司HGT-2100高灵敏霍尔探头，工作电流10mA，室温下灵敏度为55-140mV/kG；2) 碲镉汞单晶，厚1.11mm，最大电流50mA。
四、实验操作步骤1.磁场标定系统中的S1为已在室温下标定过的霍尔探头，在室温下用开关选择样品S1，并使恒温器位于可换向永磁磁铁中心，恒温器真空抽口垂直于商标面。
开机后快速将横流源输出调到mA，此时CVM-200表的微伏表电压读数即为磁场的特斯拉数。
霍尔探头最大电流为10mA。
讲义_霍尔效应测量
讲义_霍尔效应测量变温霍尔效应引言1879年，霍尔(E.H.Hall)在研究通有电流的导体在磁场中受力的情况时，发现在垂直于磁场和电流的方向上产生了电动势，这个电磁效应称为“霍尔效应”。
在半导体材料中，霍尔效应比在金属中大几个数量级，引起人们对它的深入研究。
霍尔效应的研究在半导体理论的发展中起了重要的推动作用。
直到现在，霍尔效应的测量仍是研究半导体性质的重要实验方法。
利用霍尔效应，可以确定半导体的导电类型和载流子浓度，利用霍尔系数和电导率的联合测量，可以用来研究半导体的导电机构（本征导电和杂质导电）和散射机构（晶格散射和杂质散射），进一步确定半导体的迁移率、禁带宽度、杂质电离能等基本参数。
测量霍尔系数随温度的变化，可以确定半导体的禁带宽度、杂质电离能及迁移率的温度特性。
根据霍尔效应原理制成的霍尔器件，可用于磁场和功率测量，也可制成开关元件，在自动控制和信息处理等方面有着广泛的应用。
实验目的1. 了解半导体中霍尔效应的产生原理，霍尔系数表达式的推导及其副效应的产生和消除。
2. 掌握霍尔系数和电导率的测量方法。
通过测量数据处理判别样品的导电类型，计算室温下所测半导体材料的霍尔系数、电导率、载流子浓度和霍尔迁移率。
3. 掌握动态法测量霍尔系数（RH）及电导率（σ）随温度的变化，作出RH～1/T，σ～1/T曲线，了解霍尔系数和电导率与温度的关系。
4. 了解霍尔器件的应用，理解半导体的导电机制。
实验原理1．半导体内的载流子根据半导体导电理论,半导体内载流子的产生有两种不同的机构：本征激发和杂质电离。
（1）本征激发半导体材料内共价键上的电子有可能受热激发后跃迁到导带上成为可迁移的电子，在原共价键上却留下一个电子缺位—空穴，这个空穴很容易受到邻键上的电子跳过来填补而转移到邻键上。
因此，半导体内存在参与导电的两种载流子：电子和空穴。
这种不受外来杂质的影响由半导体本身靠热激发产生电子—空穴的过程，称为本征激发。
显然，导带上每产生一个电子，价带上必然留下一个空穴。
利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度
利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度在科学领域中，测量是一个至关重要的环节。
而测量磁场强度是许多领域中的一个重要任务，如电子学、物理学、工程学等。
而利用霍尔效应作为一种磁场测量的手段，其准确性与精度备受关注。
霍尔效应是指当一个导体中有电流通过时，放置在器件中的霍尔元件会产生一种电势差，称为霍尔电压。
霍尔电压与电流方向和磁场的垂直夹角有关。
通过测量霍尔电压的大小，我们可以得知磁场的强度。
利用霍尔效应测量磁场强度的准确性是指测量结果与真实值之间的偏差程度。
而精度则是指在多次测量中结果的一致性。
测量结果准确且精度高，意味着测量方法具备很强的可靠性。
然而，利用霍尔效应测量磁场强度并非是一项完美的技术。
首先，霍尔电压的大小受到很多因素的影响，如环境温度、材料特性等。
这些因素的变化可能会引起测量结果的偏差。
因此，在实际应用中，我们需要对这些因素进行修正，以提高测量的准确性。
其次，霍尔元件本身也存在一定的误差。
例如，霍尔元件的位置和姿态对测量结果的影响较大，而由于制造和安装的差异，元件之间的特性也会产生差异。
因此，在测量中需要进行校准，以减小这些误差。
除了误差修正和校准，提高利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度还需要考虑其他因素。
例如，在实际应用中，磁场的强度范围可能会很大，因此需要选择合适的霍尔元件和电路来适应不同磁场强度的测量。
此外，采用合适的采样频率和滤波技术，可以降低噪声对测量结果的影响，提高准确性和精度。
针对利用霍尔效应测量磁场强度的准确性和精度，科学家们进行了大量的研究和改进。
他们提出了各种新的方法和技术，以提高测量的可靠性。
例如，利用微电子加工技术制作高精度的霍尔元件，通过优化电路设计，减小误差。
此外，利用计算机模拟和数据处理方法，可以进一步提高准确性和精度。
综上所述，利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度是一个相对复杂的问题。
尽管存在各种误差和挑战，科学家们在不断努力，改进测量方法和技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3、研究霍尔效应与霍尔元件特性 a) 测量霍尔元件的零位（不等位）电势 V0 和不
等电阻 R0 （1）短路之间霍尔电压输入端，调节调零旋纽
使电压表显示00.00mv； （2）断开励磁电流IM。 （3）调节霍尔控制（工作）电流Is =2.00mA，开
关改变霍尔工作电流输入方向分别测出零位霍 尔电压VO1、 ，VO2并计算出不等位电阻。
旋管内B的分布状态。
【思考与讨论 】
1、霍耳效应的定义是什么?用它测磁场的 原理是什么?工作电流IS、螺线管磁场B、 霍耳电势差VH三者方向关系是什么？
2、与霍耳效应同时产生的副效应是否一定 很小？实验是如何基本消除副效应产生 的附加电势差的？
再见！
二、测量螺纹管的磁感应强度B 1、测量螺纹管中心的磁感应强度B 2、测量螺纹管磁感应强度B的分布
【实验内容 】
1、熟悉FH2601三个部分的功能。
a) FH2601数字源表，面板的左边是大电流恒流 源，只能用于螺旋管线包励磁用，严格禁止用 于霍尔片工作电流。
b) FH2601数字源表面板中部是电压检测部分， 用于测量霍尔电压的大小。
霍尔效应原理图
Z
磁
Y
场
方
X
向
A
L1
fE
V
-
fL
Is
VH
d B
L2
图1 霍尔效应原理
2、用霍耳元件测通电长直螺线管轴向磁感应强度B分布
B
X 图3 螺旋管轴线上磁场分析
实验项目
一、研究霍尔效应及霍尔元件特性 1、测量霍尔元件零位（不等位）电势V0 及不等位电阻R0 = V0/Is 2、研究VH与励磁电流IM，工作（控制） 电流Is之间的关系
霍尔元件仍位于气隙中心，调节 Is =5.00mA ， 调节 IM =50、100、200……1000mA，分别测量霍尔电压 VH 值 填入表（2），并绘出 IM - VH 曲线，验证线性关系的 范围，分析当IM 达到一定值以后， IM- VH 直线斜率变 化的原因。
测量螺旋管中磁感应强度B的分布
上
上
下
下
换向
Is/Vs输入
上
上
下
下
换向
测量输出
上
上
下
下
换向
直流励磁输入
5、被测电压输出端 4、测量电压/电流输入端
图4 FH4512A 螺Leabharlann 管磁场实验仪6、励磁电流输入端
【实验原理 】
1、霍耳元件测磁场原理
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中 受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电 子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致 在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧 的聚积，从而形成附加的横向电场。
【实验仪器】
1、FH2601实验用数字源表 2、FH4512A霍尔效应螺纹管磁场实验仪
FH2601实验用数字源表
图5 FH2601实验用数字源表平面图
FH4512A霍尔效应螺旋管实验仪
1、螺旋管线包 2、霍尔传感器 3、移动探测杆
FHtech富阳华盛 FH4512 型螺旋管磁场实验仪
控制电源 输入
a ) 将霍尔控制棒移到螺旋管中间位置（探测棒
上标有标记线），调节IM =1000 mA ，Is =5.00mA，测量相应的VH 。 b) 将霍尔元件从中心向边缘移动每隔10mm选
B VH KH IS
一个点测出相应的VH ，填入表3。
c)由以上所测 VH 值，由公式VH =KHISB计算
出各点的磁感应强度，并绘出B-X图，显示螺
b)测量霍尔电压 VH 与工作电流Is 的关系将霍尔探测 棒移至螺旋管中心，调节IM =1000mA，调节Is =0.500 、1.00……、5.00mA（励磁电流为 100.0mA），分别 测出其相应的霍尔电压VH 填入表（1）。绘出Is — VH 曲线，验证线形关系。
c)测量霍尔电压 VH 与励磁电流 IM 的关系
c) FH2601数字源表面板右边是霍尔片工作电流源 。
2、连线路 首先将二个电流源输出调节到最小。
a) 将霍尔传感器的工作电流端（红色线+、黑色 线-）与FH2601的2mA电流输出端相连接。
b) 将霍尔传感器的输出电压（霍尔电压）与 FH2601的电压检测输入端相连接。
c) 将螺旋管线包的输入线与FH2601的1A恒流源 相连接。 注意以上三组线千万不能接错，以免烧坏元 件。确认接线无误后开机。
大学物理实验
霍尔效应测量 螺纹管磁场
物电学院普物教研室
【实验目的】
1、解霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用。 2、测绘霍尔元件的VH-Is，VH- IM曲线了解霍尔电势差
VH与霍尔元件控制（工作）电流Is，磁感应强度B及 励磁电流和IM之间的关系。 3、学习利用霍尔效应测量感应强度B及磁场分布。 4、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。 5、掌握用霍耳元件测量通电螺线管轴向磁场的方法。 6、了解通电长直螺线管轴线上的磁场强度分布。