电磁场实验测定研究巩光昊（四川大学制造学院学号：2012141412031）摘要：使用霍尔元件测量长直螺线管轴线的磁感应强度分布，并用异号法消除系统误差进行数据分析；使用磁阻传感器亥姆霍兹线圈轴线上的磁感应强度分布，验证磁场叠加原理以及比较两线圈距离不同时抽根烟强度分布如何变化；应用磁阻效应测量弱磁场。关键词：霍尔元件；磁阻传感器；亥姆霍兹线圈；磁阻效应；磁感应强度分布。SYUDYONTHEDETERMINATIONOFELECTROMAGNETICFIELDGongGuanghao（SchoolofManufacturingScienceandEngineering,SichuanUniversityStudentnumber：2012141412031）ABSTRACTusingtheHolzercomponentsmeasuredlongstraightsolenoidcoilaxisonthedistributionofmagneticinductionintensity,andthemethodofeliminatingsystemerrorindataanalysis;learningtouseamagnetoresistivesensormeasurementofHolmcoilaxisonthedistributionofmagneticinductionintensity,verificationofmagneticfieldsuperpositionprincipleandcomparisonoftwocoildistancetothedistributionofmagneticinductionintensitytochange;applicationmagnetoresistanceeffectinmeasuringweakmagneticfield.KEYWORDSHolzercomponents;magneticsensor;Holmcoil;magneticeffect;magneticinductionintensitydistribution.实验一：霍尔效应法测量磁场分布实验原理1.霍尔效应现象如图1-1所示，垂直磁场的Y方向放半导体薄片，薄片X方向通电流,则在与X和Y都垂直的Z轴方向产生电动势，此现象为霍尔效应。设磁感应强度为B，电流强度为IH，电势为UH，，薄片厚度为d。则R为比例系数，R/d用常数K表示，则有则磁感应强度计算公式为图1-1霍尔效应示意图2.霍尔元件副效应的影响及其消除(1)副效应包括：厄廷豪森效应产生的电势差UE，能斯特效应产生的电势差UN，里纪—勒杜克效应产生的电势差URL以及不等势电势差U0。(2)副效应的消除利用异号法消除影响，需要分别改变IH和B的方向，测量四组不同的电势差，然后做适当的数据处理，进而得到UH。取+B和+IH测得取+B和-IH测得取-B和-IH测得取-B和+IH测得消去UN，URL和U0得因为UE<<UH，一般可忽略不计，所以实验装置实验装置为XD-HRSZ1型磁场综合实验仪，实验仪基本结构、面板和接线图如图1-2所示。实验时“电压表量程”应选“200mv”档，，“输入选择”应在“VH”档，“IM输出”应接到实验仪上方的螺线管上，霍尔元件为高灵敏、高稳定度、高线性度的砷化镓霍尔元件，额定工作电流为5mA，出厂时平均灵敏度为225mV/mA。图1-2霍耳效应实验用仪器基本结构、面板和接线图实验仪上霍尔元件面向标尺杆轴线0刻度方向（图1-2中向右）固定在0.0mm处，而“度数环”位于距螺线管左端向左50.0mm处，如图1-2所示，霍尔元件距螺线管左端X处时，标尺杆坐标为A=X+50.0mm实验内容及方法按图1-2连接电路，研究长直螺线管轴线上的磁场分布。要求工作电流IH调到5.00mA附近固定，并让IM=0.200A，在X=30.0、20.0、-12.0、-7.0、-3.0、0.0、3.0、7.0、12.0、20.0、40.0、75.0mm时分别测试霍尔电压UH，记下IH和K的值，同时记录长直螺线管的参数包括编号、长度L、匝数N和平均半径R，均印在仪器线圈上。研究线圈励磁特性。固定IH，将霍尔元件置于螺线管轴线上中点处，改变IM，测量相应的UH。实验数据分析及结论数据记录表格实验仪器编号：1，线圈匝数：N=3491，线圈长度：L=151.6mm，线圈平均直径：D=19.4mm，励磁电流：IM=0.200A，霍尔灵敏度K=245mV/mA/T，霍尔工作电流：IH=5.00mA表1-1螺线管轴