霍尔效应和霍尔元件特性测定数据处理范例
霍尔效应实验报告(共8篇)

篇一:霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称:姓名:学院:系:专业:年级:学号:指导教师:成绩:年月日(实验报告目录)实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一.实验目的和要求:1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.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、励磁电流im之间的关系。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型,并计算其浓度和迁移率。
5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二.实验原理:1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应,从本质上讲,霍尔效应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。
如右图(1)所示,磁场b位于z的正向,与之垂直的半导体薄片上沿x正向通以电流is(称为控制电流或工作电流),假设载流子为电子(n型半导体材料),它沿着与电流is相反的x负向运动。
由于洛伦兹力fl的作用,电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的b侧偏转,并使b侧形成电子积累,而相对的a侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fe的作用。
随着电荷积累量的增加,fe增大,当两力大小相等(方向相反)时,fl=-fe,则电子积累便达到动态平衡。
这时在a、b两端面之间建立的电场称为霍尔电场eh,相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动,在磁场b作用下,所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量,为电子漂移平均速度,b为磁感应强度。
同时,电场作用于电子的力为 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度,vh为霍尔电压,l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时,fl??fe ?vh/l (1)设霍尔元件宽度为l,厚度为d,载流子浓度为n,则霍尔元件的控制(工作)电流为 is?ne (2)由(1),(2)两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs (3)nedd即霍尔电压vh(a、b间电压)与is、b的乘积成正比,与霍尔元件的厚度成反比,比例系数rh?1称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数,根据材料的电导ne率σ=neμ的关系,还可以得到:rh??/ (4)式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率,即单位电场下载流子的运动速度,一般电子迁移率大于空穴迁移率,因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应的实验报告数据处理

霍尔效应的实验报告数据处理摘要:本实验使用霍尔效应仪测量了铜片在不同磁场强度下的霍尔电压,并结合了铜片尺寸,磁场大小的相关数据,分析计算出铜片的电阻率与载流子浓度。
实验结果表明,随着磁场的增大,霍尔电压也随之增大,铜片电阻率随着温度升高而降低,载流子浓度随着温度升高而增加,实验结果与理论计算值相符合。
关键词:霍尔效应,霍尔电压,电阻率,载流子浓度引言:霍尔效应是一种常见的电磁现象,在许多工程技术和科研领域有着广泛的应用。
霍尔效应是指在垂直于电流流动方向的磁场中,当电流通过一种导电材料时,在材料的一侧会产生一种横向的电场,称为霍尔电场。
这种现象被称为霍尔效应,且霍尔电场的大小与磁场强度,材料的形状和电导率有关。
本实验旨在通过使用霍尔效应仪,测量铜片在不同磁场强度下的霍尔电压,并结合铜片的尺寸和磁场大小等参数,计算出铜片的电阻率和载流子浓度。
通过实验结果的比较和分析,可以加深对霍尔效应的理解,并验证霍尔效应的相关理论。
实验部分:1. 实验仪器本实验使用的主要仪器是霍尔效应仪,包括霍尔电压计和外磁场控制器。
还需要一个铜片样品和一个恒流源。
2. 实验步骤(1) 将铜片固定在霍尔效应仪中心的样品夹具上,并连接外部电源。
(2) 调节外磁场控制器,控制外磁场强度在0到1.5 T之间变化,记录各个磁场强度下铜片的霍尔电压值。
(3) 固定外磁场强度,在不同电流强度下测量铜片的电阻,并计算出电阻率。
(4) 通过公式计算铜片的载流子浓度。
3. 实验数据处理(1) 数据记录通过调节外磁场控制器,在0到1.5 T范围内变化磁场强度的大小,测量铜片的霍尔电压值,记录数据如下表所示:表1 铜片霍尔电压数据记录| 磁场强度 (T) | 霍尔电压 (mV) || ---- | ---- || 0 | 0 || 0.1 | 0.03 || 0.2 | 0.06 || 0.3 | 0.1 || 0.4 | 0.13 || 0.5 | 0.16 || 0.6 | 0.19 || 0.7 | 0.22 || 0.8 | 0.24 || 0.9 | 0.27 || 1.0 | 0.3 || 1.1 | 0.32 || 1.2 | 0.35 || 1.3 | 0.38 || 1.4 | 0.41 || 1.5 | 0.44 |(2) 数据分析根据实验数据,可以画出霍尔电压与磁场强度的曲线图如下:从图中可以看出,随着磁场强度的增加,霍尔电压也随之增加,并且霍尔电压值与磁场强度之间近似呈线性关系。
大学物理实验系列——霍尔元件测磁场数据处理

霍尔元件测磁场
实验数据处理 霍尔元件的灵敏度mA
T mV mA kGs mV K H ⋅=⋅=62.12262.1 1. 采用消除附加电压的方法,测霍尔元件的U H — I S 曲线: 霍尔元件置于磁铁的空气隙中间位置,保持励磁电流I M 的大小为0.600A 不变,改变霍尔电流I S 的大小:0.25 mA 、…、2.00 mA ,测量并得出相应的霍尔电压4
4321U U U U U H -+-≈
2.采用消除附加电压的方法,测电磁铁的励磁特性B — I M 曲线: 霍尔元件置于磁铁的空气隙中间位置,保持霍尔电流I S 大小为2.00mA 不变,改变励磁电流I M 的大小:0.100A 、…、0.600A ,测量得霍尔电压U H ,求出相应的磁感应强度S H H I K U B ⋅= ,其中 4
4321U U U U U H -+-≈
3.测电磁铁的磁场分布B — x 曲线: I M = 0.600A , I S = 2.00mA
沿铁芯的空气隙中心水平线方向移动霍尔元件,测量不同位置的霍尔电压U H (忽略附加电压)。
4.测量霍尔元件的电导率σ的值:U σ = 136.2 mV
σ
σbdU lI S
=。
霍尔效应实验报告(共8篇)

霍尔效应实验报告(共8篇)篇一:霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称:姓名:学院:系:专业:年级:学号:指导教师:成绩:年月日(实验报告目录)实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一.实验目的和要求:1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vhis,vhim曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制(工作)电流is、励磁电流im之间的关系。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型,并计算其浓度和迁移率。
5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二.实验原理:1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应,从本质上讲,霍尔效应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。
如右图(1)所示,磁场b位于z的正向,与之垂直的半导体薄片上沿x正向通以电流is(称为控制电流或工作电流),假设载流子为电子(n型半导体材料),它沿着与电流is相反的x负向运动。
由于洛伦兹力fl的作用,电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的b侧偏转,并使b侧形成电子积累,而相对的a侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fe的作用。
随着电荷积累量的增加,fe增大,当两力大小相等(方向相反)时,fl=-fe,则电子积累便达到动态平衡。
这时在a、b两端面之间建立的电场称为霍尔电场eh,相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动,在磁场b作用下,所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量,为电子漂移平均速度,b为磁感应强度。
同时,电场作用于电子的力为feeehevh/l 式中eh为霍尔电场强度,vh为霍尔电压,l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时,flfe vh/l (1)设霍尔元件宽度为l,厚度为d,载流子浓度为n,则霍尔元件的控制(工作)电流为isne (2)由(1),(2)两式可得 vhehl ib1isbrhs (3)nedd即霍尔电压vh(a、b间电压)与is、b的乘积成正比,与霍尔元件的厚度成反比,比例系数rh1称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数,根据材料的电导ne率σ=neμ的关系,还可以得到:rh/ (4)式中为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率,即单位电场下载流子的运动速度,一般电子迁移率大于空穴迁移率,因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应实验报告(带数据)

曲阜师范大学实验报告实验日期:2020.5.23 实验时间:8:30-12:00姓名:方小柒学号:**********实验题目:霍尔效应一、实验目的:本实验的目的是通过用霍尔元件测量磁场,判断霍尔元件载流子类型,计算载流子的浓度和迁移速度,以及了解霍尔效应测试中的各种负效应及消除方法。
二、实验仪器:QS-H霍尔效应组合仪,小磁针,测试仪。
霍尔效应组合仪包括电磁铁,霍尔样品和样品架,换向开关和接线柱。
用它来测量霍尔效应中霍尔电压、样品的不等位电势等参数。
它由励磁恒流源、数字电流表、数字毫伏表、样品工作恒流源等构成。
由于测试仪上的励磁电流、样品工作电流调节器为两个多圈电位器,容易损坏,在实验过程中调节时应不要太快,旋到尽头时忌继续用力,否则会造成仪器的损坏。
三、实验内容:将测试仪上输出,输出和输入三对接线柱分别与实验台上对应接线柱连接。
打开测试仪电源开关,预热数分钟后开始实验。
1.保持不变,取=0.450A,取0.50,1.00……,4.50mA,测绘-曲线,计算。
2.保持不变,取=4.50mA,取0.050,0.100……,0.450A,测绘-曲线。
3.在零磁场下,取=0.1mA,,测。
4.确定样品导电类型,并求载流子浓度n ,迁移率,电导率(1/Ω·cm)。
电子的迁移率,表示每秒钟每伏特电压下电子的运动范围大小。
用来描述载流子在电场下运动的难易程度,其定义是:在弱电场作用下,载流子平均漂移速率与电场强度的比值。
它的量纲是速度除以电场强度,常用的单位是。
四、实验原理:1.通过霍尔效应测量磁场霍尔效应装置如图1和图2所示。
将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B的方向沿z轴方向),当沿y方向的电极、上施加电流I时,薄片内定的作用。
向移动的载流子(设平均速率为u)受到洛伦兹力FB(1)图1 实验装置图(霍尔元件部分)图2 电磁铁气隙中的磁场的方向均沿着x方向,在洛伦兹力的无论载流子是负电荷还是正电荷,FB作用下,载流子发生偏移,产生电荷积累,从而在薄片、两侧产生一个电位差,,形成一个电场E。
霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量实验报告

霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量实验报告实验目的:1. 了解霍尔效应的基本原理及其在霍尔元件中的应用;2. 学习使用霍尔元件测量磁场强度和电流的方法;3. 掌握测量霍尔元件输出电压与磁场强度、电流之间的关系。
实验器材:1. 霍尔元件;2. 恒流源;3. 磁场调节装置;4. 数字多用表。
实验原理:霍尔效应是指当载流子在导体中受到垂直于电流方向的磁场力作用时,在导体横向产生电场差,进而产生电势差。
这一效应被应用在霍尔元件中,通过测量霍尔元件的输出电压,可以间接测量磁场强度和电流。
实验步骤:1. 将恒流源的正极和负极分别连接到霍尔元件的两个引脚上;2. 将数字多用表的电压测量端口连接到霍尔元件的输出引脚上;3. 将磁场调节装置放置在霍尔元件附近,通过调节磁场的强度,使其垂直于电流方向;4. 打开恒流源,调节电流的大小;5. 在不同的电流和磁场强度下,记录霍尔元件的输出电压。
实验数据处理:1. 将实验记录的电流和霍尔元件的输出电压整理成表格;2. 绘制电流和霍尔元件输出电压的关系曲线;3. 利用最小二乘法拟合曲线,得到电流和输出电压之间的线性关系;4. 根据线性关系,计算出霍尔元件的灵敏度和霍尔系数。
实验结果与讨论:根据实验数据处理的结果,可以得到霍尔元件的灵敏度和霍尔系数。
实验还发现,在磁场强度较小的情况下,霍尔元件的输出电压与磁场强度呈线性关系;当磁场强度较大时,输出电压可能存在饱和现象,即不再随磁场强度的增大而线性增加。
结论:通过本次实验,我们成功测量了霍尔元件的基本参数,包括灵敏度和霍尔系数。
同时,我们也验证了霍尔元件输出电压与磁场强度、电流之间的关系,进一步加深了对霍尔效应的理解。
这些实验结果对于霍尔元件的应用和相关工程设计具有重要的参考价值。
霍尔效应及其参数测定实验报告
霍尔效应及其参数测定实验报告本实验主要介绍了霍尔效应及其参数测定的实验方法。
实验采用霍尔元件通过外磁场产生霍尔电势,从而测定材料的电导率、载流子浓度和载流子迁移率等参数。
实验结果表明,霍尔效应可以非常有效地测量半导体材料的电学特性,是一种重要的研究手段。
关键词:霍尔效应,霍尔元件,电导率,载流子浓度,载流子迁移率一、实验目的1.了解霍尔效应的基本原理2.掌握霍尔元件的制备方法3.掌握霍尔效应参数的测定方法4.学会使用实验仪器进行实验操作二、实验原理霍尔效应是指在磁场中,电流流动的导体中会出现电势差现象。
当磁场方向与电流方向垂直时,将产生垂直于两个方向的霍尔电势。
这种现象被称为霍尔效应。
霍尔电势的大小与电流、磁场及材料的特性有关。
霍尔元件是用于测量霍尔效应的元件。
霍尔元件通常由半导体材料制成,其结构为一个平面小矩形,两端连接电极,垂直于平面的方向中心处有一个小孔,可以通过孔内通入磁场。
当通入磁场时,材料中的载流子会受到洛伦兹力的作用,使载流子在材料中产生偏移,从而导致霍尔电势的产生。
通过测量霍尔电势的大小以及施加磁场的大小和方向,可以确定材料的电导率、载流子浓度和载流子迁移率等参数。
三、实验步骤1.制备霍尔元件首先,将半导体材料切割成小片,然后将其表面进行化学处理,以便在其表面上生长一层厚度为几微米的氧化层。
接着,将元件在高温下进行烘烤,使氧化层形成一种结构,即霍尔元件的结构。
最后在两端连接电极,制成完整的霍尔元件。
2.测量霍尔电势将霍尔元件放入测量器中,通入一定电流,然后施加一定磁场,记录霍尔电势的大小。
3.测量电阻率在不施加磁场的情况下,通过测量电流和电压的大小,计算出材料的电阻率。
4.计算载流子浓度和迁移率通过测量霍尔电势的大小、电阻率和电子电荷数,可以计算出载流子浓度和迁移率等参数。
四、实验结果与分析通过实验测量,得到了不同条件下的霍尔电势大小和材料的电阻率。
通过计算,得到了材料的电导率、载流子浓度和迁移率等参数。
霍尔效应测磁场——数据处理
IM =
mA mV/mA 匝 空气隙的宽度 #####
k=
N=
B ≈ µ0 ⋅ N ⋅ IM = l
所选点的磁场磁感应强度 霍尔灵敏度
KH =
半导体中载流子浓度 2、 测量磁铁空气隙的磁场分布 、 励磁电流
x (mm)
k = ##### mV/(mA*T) B 3π 1 n= ⋅ = m −3 #DIV/0! 8 K H ed
#DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
x(mm)
1.0 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
VH =
1 ( V1 + V 4
2
+V
3
+ V4
)
根据表中数据作下图
VH (mV)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
I S (mA) 1.20
你所选定的励磁电流 上述直线方程的斜率 电磁铁参数总匝数
1 ( V1 + V 4
2
+V
3
+ V4
)
B=
VH KH IS
B (T)
1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
《大学物理实验》数据处理 大学物理实验》
武汉工业学院 数理系 物理实验室 实验日期: 数据输入区 2012-3-6 计算结果区
霍尔效应实验报告
篇一:霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称:姓名:学院:系:专业:年级:学号:指导教师:成绩:年月日(实验报告目录)实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一.实验目的和要求:1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vhis,vhim曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制(工作)电流is、励磁电流im之间的关系。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型,并计算其浓度和迁移率。
5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二.实验原理:1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应,从本质上讲,霍尔效应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。
如右图(1)所示,磁场b位于z的正向,与之垂直的半导体薄片上沿x正向通以电流is(称为控制电流或工作电流),假设载流子为电子(n型半导体材料),它沿着与电流is相反的x负向运动。
由于洛伦兹力fl的作用,电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的b侧偏转,并使b侧形成电子积累,而相对的a侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fe的作用。
随着电荷积累量的增加,fe增大,当两力大小相等(方向相反)时,fl=-fe,则电子积累便达到动态平衡。
这时在a、b两端面之间建立的电场称为霍尔电场eh,相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动,在磁场b作用下,所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量,为电子漂移平均速度,b为磁感应强度。
同时,电场作用于电子的力为 feeehevh/l 式中eh为霍尔电场强度,vh为霍尔电压,l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时,flfe vh/l (1)设霍尔元件宽度为l,厚度为d,载流子浓度为n,则霍尔元件的控制(工作)电流为isne (2)由(1),(2)两式可得 vhehlib1isbrhs (3)nedd即霍尔电压vh(a、b间电压)与is、b的乘积成正比,与霍尔元件的厚度成反比,比例系数rh1称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数,根据材料的电导ne率σ=neμ的关系,还可以得到:rh/ (4)式中为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率,即单位电场下载流子的运动速度,一般电子迁移率大于空穴迁移率,因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
实验报告霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量
霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量一、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.掌握常温情况下测量霍尔系数的方法。
3.判断样品的导电类型,计算霍尔系数、载流子浓度、电导率、霍尔迁移率。
4.用霍尔元件测量铁电磁铁气隙中磁感应强度B沿X方向的分布曲线及电磁铁的励磁曲线。
二、实验原理1.霍尔效应和霍尔系数图1霍尔效应示意图如图1所示,在半导体的x方向有均匀的电流I x通过,同时在z方向上加有磁场B z,那么在这块半导体的y方向会出现一个横向电势差U H,这种现象叫做“霍尔效应”,U H称为“霍尔电压”,对应的y轴的电场称为“霍尔电场”。
半导体的长、宽、高分别为L、a、b,p(n)型半导体的载流子为空穴(电子),在沿x方向电场的作用下,以平均漂移速度v x运动,形成电流I x,由于在z轴方向有磁场B z,载流子受到洛伦兹力的作用F q v B⋅⨯=()P型半导体中空穴带正电,由右手定则可知:受到的洛伦兹力沿着y轴负向,那么空穴向着y轴负向运动,在y轴方向形成沿着y轴正向的电场—霍尔电场,当该电场对空穴的作用力qE y与洛伦兹力F达到平衡时,空穴不再沿着y轴偏离,达到稳态,只有沿着x方向的电流。
同理,n型半导体中电子带负电,电子的速度方向为x轴负向,电荷为-q,那么根据右手定则可知:受到的洛伦兹力沿着y轴负向,那么电子向着y轴负向运动,在y 轴方向形成沿着y 轴负向的电场—霍尔电场,当该电场对电子的作用力qE y 与洛伦兹力F 达到平衡时,电子不再沿着y 轴偏离,达到稳态,只有沿着x 方向的电流。
因此,在给定电流方向以及外加磁场方向时,根据霍尔电场的方向便可以判断半导体是n 型还是p 型。
下面推导霍尔系数的表达式。
在稳态下,载流子受到的电场力与洛伦兹力达到平衡,即为Hx z H U qv B E q q a==,H H x z E R J B =(其中R H 即为霍尔系数) 而根据半导体中电流公式:x x x I nqv S nqv ab ==可知:H H x zU bR I B =(3/m C ) (1) 2. 霍尔效应中的副效应及消除办法在霍尔系数的测量中,会伴随一些热磁副效应、电极不对称等因素引起的附加电压叠加在霍尔电压上,主要有爱廷豪森效应、能斯脱效应、里纪—勒杜克效应、电极位置不对称、温度梯度存在等副效应。
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霍尔效应和霍尔元件特性测定数据处理范例
1.霍尔元件的不等位电势差测定
(1)表一:霍尔元件不等位电势差与工作电流数据表(0MI)
/sImA
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
/VmV
0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18
(2)在坐标纸上作出不等位电势差与工作电流的关系曲线。
0123
0.0
0.1
0.2
V-I
s
V
/
m
V
Is/mA
图1:不等位电势差与工作电流的关系曲线
2.励磁电流一定,霍尔元件灵敏度测定(仪器公差取数字仪表显示数据末位的5倍,
如霍尔工作电流示值误差:0.05SImmA;霍尔电压示值误差:0.05HVmmV;
励磁电流示值误差:0.005MImA)
⑴ 霍尔电压与霍尔电流关系测试数据表:
表二: 霍尔电压与霍尔电流关系数据表格(HSVI),500MImA
/SImA
1/VmV 2/VmV 3
/VmV
4
/VmV
1234
/4HVVVVVmV
,SMII
,SMII ,SMII ,SMII
0.25 0.28 -0.23 0.22 -0.29 0.26
0.50 0.56 -0.44 0.44 -0.56 0.50
0.75 0.85 -0.67 0.67 -0.85 0.76
1.00 1.12 -0.88 0.88 -1.12 1.00
1.25 1.41 -1.10 1.11 -1.41 1.26
1.50 1.69 -1.32 1.32 -1.68 1.50
1.75 1.97 -1.54 1.54 -1.96 1.75
2.00 2.25 -1.76 1.77 -2.24 2.01
2.25 2.54 -1.97 1.99 -2.52 2.26
2.50 2.82 -2.19 2.21 -2.80 2.51
2.75 3.10 -2.41 2.44 -3.08 2.76
3.00 3.39 -2.63 2.66 -3.36 3.01
⑵ 利用逐差法计算霍尔元件灵敏度及其不确定度(0.683p)。
HH
H
SS
VVKIBIB
a)利用逐差法计算HV的平均值及不确定度估算(该部分逐差法计算可用数据处理软
件的逐差法进行计算)
7182931041151261.750.261.49,2.010.501.51,2.260.761.50,2.511.001.51,2.761.261.50,3.011.501.51HHHH
HHHH
HHHH
VVmVVVmVVVmVVVmVVVmVVVmV
1.50HVmV
某次测量的标准偏差:0.0082HVSmV,平均值的标准偏差:0.0033HVSmV
肖维涅系数61.73ncc,1.730.00820.014186HnVcSmV
根据肖维涅准则(坏值条件:*iHHHnVVVcS)检验无坏值出现。(注:如坏值
超过两个, 请说明后用作图法处理)
H
V
不确定度估算:
1.110.00330.0037HAvpVutSmV
, (0.683p)
710.05220.04133BVHBVHBp
muuukmV
(0.683p)
2222
(0.0037)(0.041)0.041HVABuuumV
0.041
0.0271.50HHVVHuEV
b)SI的不确定度估算(该部分计算也可用数据处理软件的逐差法进行计算)
1.50SImA
0.05
0.02933SpukmA
仪
(0.683p)
0.029
0.0191.50SSIISuEI
(0.683p)
c)磁感应强度B及其不确定度的计算
螺线管参数:线圈匝数N=1800匝,有效长度2L=181mm,等效半径R=21mm
18002181N
nL
匝/mm
01/21/2222201/21/2222201/222721/22232222410/18000.50020.02100.09056.08710M
M
M
unI
xLxLBRxLRxLuNILLLRLRLuNIRLNAAmT
0.005
0.002933MIpukA
仪
(0.683p)
0.0029
0.00580.500MMIBIMuEEI
(0.683p)
d)霍尔元件灵敏度的计算
31.50164/1.506.08710HHHSSVVmVKmVmATmATIBIB
222222
100%0.0270.0190.0058100%3.4%HHSKVIBEEEE
0.0341646/HHKKHuEKmVmAT
所以霍尔元件的灵敏度为:
1646/HKmVmAT
,(0.683p)
3.4%HKE
3.霍尔工作电流一定,励磁电流与霍尔电压关系测试
⑴ 表三:霍尔电压与励磁电流关系测试数据表格(HMVI),3.00sImA
()MImA
1
()VmV
2()VmV 3()VmV 4
()VmV
1234
/4HVVVVVmV
,SMII
,SMII ,SMII ,SMII
100 1.17 -0.02 0.02 -1.16 0.60
150 1.48 -0.33 0.32 -1.46 0.90
200 1.80 -0.63 0.64 -1.77 1.21
250 2.11 -0.93 0.95 -2.07 1.51
300 2.41 -1.24 1.26 -2.38 1.82
350 2.71 -1.55 1.56 -2.69 2.13
400 3.02 -1.87 1.87 -3.00 2.44
450 3.32 -2.17 2.18 -3.31 2.74
500 3.62 -2.49 2.49 -3.61 3.05