310霍爾法測(cè)量圓線圈和亥姆霍茲線圈的磁場(chǎng)(編輯修改稿)
2025-07-19 16:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 從而求得不同三維位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】在開機(jī)前先將工作電流IS和勵(lì)磁電流IM調(diào)節(jié)到最小，即逆時(shí)針方向?qū)㈦娢黄髡{(diào)節(jié)到最小。以防沖擊電流將霍爾傳感器損壞。1. 實(shí)驗(yàn)儀信號(hào)源與三維亥姆霍茲線圈磁場(chǎng)測(cè)試架的連接。將信號(hào)源面板右下方的勵(lì)磁電流IM的直流恒流輸出端（0～），接測(cè)試架上的勵(lì)磁線圈電流IM的輸入端，注意正確的極性。信號(hào)源面板右側(cè)的表頭顯示當(dāng)前勵(lì)磁電流的大小。做霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將兩個(gè)圓線圈串聯(lián)，如圓線圈（2）的正極接信號(hào)源正輸出端、負(fù)極接圓線圈（1）的正極，圓線圈（1）的負(fù)極接信號(hào)源負(fù)輸出端。測(cè)試架的銅管尾部的霍爾傳感器信號(hào)線測(cè)試架后面板上的專用四芯插座。實(shí)驗(yàn)儀IS霍爾片工作電流輸出端及VH、Vσ測(cè)量輸入端，連接測(cè)試架時(shí)，與測(cè)試架上對(duì)應(yīng)的接線端子一一對(duì)應(yīng)連接，（紅接線柱與紅接線柱相連，黑接線柱與黑接線柱相連。）當(dāng)測(cè)量霍爾電壓VH時(shí)，實(shí)驗(yàn)儀與測(cè)試架的VH、Vσ測(cè)量轉(zhuǎn)換開關(guān)都按至VH測(cè)量位置，即此開關(guān)處于按下位置。二、測(cè)量單個(gè)通電圓線圈軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量前將亥姆霍茲線圈的距離設(shè)為R，即100mm處；銅管位置至R處；Y向?qū)к墸?）、Z向?qū)к墸?）均置于0，并緊固相應(yīng)的螺母，這樣使霍爾元件位于亥姆霍茲線圈軸線上。測(cè)量單個(gè)通電圓線圈（1）中磁感應(yīng)強(qiáng)度。用連接線將勵(lì)磁電流IM輸出端連接到圓線圈（1），霍爾傳感器的信號(hào)插頭連接到測(cè)試架后面板的專用四芯插座。其它連接線一一對(duì)應(yīng)連接好。開機(jī)，預(yù)熱10分鐘。用短接線將數(shù)顯毫伏表輸入端短接，或者調(diào)節(jié)IS、IM電流均為零，再調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器旋鈕。調(diào)節(jié)工作電流使IS=，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流IM=，移動(dòng)X向?qū)к墸?0），測(cè)量單個(gè)圓線圈（1）通電時(shí)，軸線上的各點(diǎn)處的霍爾電壓，可以每隔10mm測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)。將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在表格3101中，再根據(jù)公式（31016）計(jì)算出各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，并繪出B（１）－X圖，即圓線圈軸線上B的分布圖。將測(cè)得的圓線圈軸線上（X向）各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與理論公式（31011）計(jì)算的結(jié)果相比較。以上測(cè)量VH過程較為精確，對(duì)于僅進(jìn)行磁場(chǎng)分布實(shí)驗(yàn)來說，較為復(fù)雜，在降低一定的精確性前提下，可以考慮以下簡(jiǎn)便的方法實(shí)現(xiàn)VH測(cè)量：開機(jī)，預(yù)熱10分鐘后，選擇IS、VH、IM為正向。調(diào)節(jié)工作電流使IS=，IM=0。再調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器旋鈕。這樣做是消除不等電勢(shì)對(duì)測(cè)量的影響，實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)表明，不等電勢(shì)在幾種副效應(yīng)中對(duì)測(cè)量的結(jié)果影響最大。再調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流IM=，測(cè)量單個(gè)圓線圈（1）通電時(shí)，軸線上的各點(diǎn)處的霍爾電壓。這種簡(jiǎn)便的方法同樣適用于以下實(shí)驗(yàn)。表3101 Ｂ（1）—X IS = IM =500mAX（mm）V1(mV)V2(mV)V3(mV)V4(mV)(mV) (mV)B（1）(mT)+Is 、IM +IM +Is、IM IMIs 、IMIs 、IM +IM……40302010010203040……三、測(cè)量單個(gè)通電圓線圈（2）軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度用連接線將勵(lì)磁電流IM輸出端連接到圓線圈（2），其它連接線一一對(duì)應(yīng)連接好。移動(dòng)X向?qū)к墸?0），測(cè)量單個(gè)圓線圈（2）通電時(shí)，軸線上的各點(diǎn)處的霍爾電壓，可以每隔10mm測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)。將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在表格3102中，再根據(jù)公式（31016）計(jì)算出軸線上（X向）各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，并繪出B（2）－X圖，即圓線圈軸線上B的分布圖。表3102 Ｂ（2）—X IS = IM =500mAX（mm）V1(mV)V2(mV)V3(mV)V4(mV)(mV) (mV)B（2）(mT)+Is 、IM +IM +Is、IM IMIs 、IMIs 、IM +IM
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