霍尔效应法测量磁场

1879年美国霍普金斯大学硕士霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。后来曾有人运用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又运用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应明显而得到实用和发展，现在广泛用于非电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面。VH—Is，VHIsBB13-1BZ之垂直的半导体薄片上沿XIs（称料IsX形成电子积累，而相对的A的增加，fE增大，当两力大小相等（方向相反）fL=－fE，则电子积累便达成动态平衡。A、BEHVH。fL式中：ev为电子的漂移平均速度，BfE

l式中：EH，VHl为霍尔元件宽度fL

l

（13-l，d，载流子浓度为nIs

（13-由（13-1（13-2）VEl

IsB

Is

（13- ne HVH(A、BIs、BRH=1/ne（A=3π/8，RH=（3π/8﹒1/ne

RH

（13-NKHRH/dl/

（13-将（13-5）式代入（13-3）VHKHIs

（13-式中：KHmV/mA.TKH愈大愈好。由于金属的电子浓度（n）RHdd0.2mm，1.5mm，L1.5mm。B（13-2，作用在元件上的有效Bcosθ，VHKHIsBVH达成最大，即：θ=0，VHKHIsBcosθKHIs

（13-VH极性不变。3VH的值。μnI x x B （13- R2(xL)212 00N1=1800X=L，L>>R，B=μ0nI/2。对此，请参阅有关理论知识。实验电路由工作电流回路（E1、K1、R1、mAKI、励磁电流回路（E2、K2、R2、AKM、和霍尔电压测量回路（霍尔元件、KHmV）三部分回路构成。如图13-4 MA

13-1DH451213DH4512B螺线管霍尔效应实验架（含霍尔片1DH4512

线圈匝数（1800；（181mm；（21mm；（235mm；（20mm；霍尔元件类型（NDH4512a．霍尔工作电流用恒流源Is工作电压8V，最大输出电流3mA，3位半数字显示，输出电流精确度为0.5%。bIM。工作电压24V，最大输出电流0.5A，3位半数字显示，输出电流精确度为0.5%。20mV量程,3LED10μV,0.5%。mV量程，3LED1mV,0.5%电源：AC220V±10%，功耗：50VA（1（0～0.5A（2（3（4色插头与红色插座相联,黑色插头与黑色插座相联)。（110.00mV23ISIS＝3.00mAISV01、V02，并计算不等位电阻：RV01,

（13- （212X=0.0IM＝500mA3VH（V1，V2，V3，V4）13-2中。表13-2螺线管磁场分布测量数据统计表 IS IMVHB+Is+Is-IM--Is--Is+IM注:表13-3中V1(VVVV)，B

KH4BVHKHIsB（312110mm刻线与水平轨道的刻线对齐。3Is=0.00mA0.50mA，选一种测试点，以分别测量各VH（V1，V2，V3，V4）13-3中。表13- 霍尔电压VH与工作电流Is的关系测量数据统计表（KH IM-Is+IM注：VH=（V1-V2+V3-4加电前必须确保测试仪的“IsIM（即逆时针方向旋足，Is、IM测试仪的“Is“Is“IM输出”接“IM决不允许将“IM“Is 实验系统误差及其消VH7a均匀、控制电流极的端面接触不良（图13-7b）都可能造成A、B两极不处在同一等位面上，此由此可见，在R0，V0IsIsXIs，ZBy（TA－TBA、BVE，VE∝IB。这一效应称爱廷豪森效应，VEI、B的大小和方向有关，跟VHI、B的关系相似，因此不能在测又产生温差电流（称为热电流VH为伦斯脱效应，由上式可知VHB的方向有关。3xdTdxQTA－TB，由此产生的电势差VH∝QB，其符号与B的方向有关，与Is（即对应的励磁电流IM）的关系，采用对称（交换）测量法进行测量。当＋IS，＋IM时 VAB1＝＋VH＋V0＋VE＋VN＋VR当＋IS，－IM时 VAB2＝－VH＋V0－VE＋VN＋VR当－IS，－IM时 VA