集成霍尔传感器测螺线管磁场.ppt

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1、集成霍尔传感器测螺线管磁场实验目的测量螺线管励磁电流与霍尔传感器输出电压关系，证明霍尔电势差与磁感应强度成正比。校准集成霍尔传感器灵敏度。研究螺线管内磁感应强度的空间分布。实验原理如图1所示，若电流I流过厚度为d的半导体薄片，且磁感应强度为B的磁场垂直作用于该半导体，则载流子受到洛伦兹力fB的作用，其运动方向发生改变而在薄片两个横向面a，b积累电荷，ab之间就产生电势差UH，这种现象称为霍尔效应。UH称为霍尔电势差。UH的电场EH对载流子产生电场力fE，最终达到fE=fB，UH也就达到一个稳定值。可以证

2、明:实验原理虽然从理论上说在无磁场作用（B=0）时，UH=0，但在实际上往往能测得UH0，这是由于伴随着霍尔效应产生的各种副效应，以及电极安装的不对称，半导体材料结晶不均匀等引起的电势差。该电势差U0称为剩余电压。在实际应用中，一般是采用电压补偿法消除剩余电压U0，如图2所示。实验原理集成化(IC)高灵敏度95A型集成霍尔传感器的结构如图3，由霍尔元件、放大器和薄膜电阻剩余电压补偿器组成。该传感器测量时输出信号大；不必考虑剩余电压的影响；在标准状态下(磁感应强度为零时，调节电源电压V+-V-，使输出电

3、压为2.500伏)，传感器的输出电压U与磁感应强度B的关系如图4所示。该关系可表示为：实验仪器实验仪器实验内容1.测量集成霍尔传感器的输出电压U与IM的关系。作U-IM曲线并求斜率U/IM。从实验结果说明磁感应强度B与霍尔元件产生的霍尔电势差UH间的关系。求得U/IM，以通电螺线管中心点磁感应强度B的理论值校准该霍尔传感器的灵敏度K。对有限长螺线管，B的理论值为故实验内容2.测量通电螺线管内磁感应强度分布在保持V+和V-电压不变的情况下，把开关K1扳向2，K2断开。集成霍尔传感器处于零磁场条件下

4、，调节2.4-2.6伏电源电压补偿传感器输出的2.500V电压，使数字电压表指示值为0.0mV。其好处是可改用mV表读数提高读数灵敏度。测量通电螺线管内不同位置的传感器的输出电压U1（通正向励磁电流）、U2（通反向励磁电流）。作B-x关系曲线。在图上标出均匀区范围（包括位置与长度），查验螺线管边缘处的磁感应强度是否等于螺线管中央处的一半。注意事项集成霍尔元件的V+和V-极性不能接反，否则将损坏元件。拆除连接线前应先关闭电源。仪器应预热10分钟后才能开始测量数据。