1、實(shí)驗(yàn)20.2 用霍爾元件測(cè)量磁場(chǎng)目的1 了解霍爾效應(yīng).2 學(xué)習(xí)用霍爾元件測(cè)量磁場(chǎng)的基本方法.3 學(xué)習(xí)使用直流電位差計(jì)和數(shù)字電壓表測(cè)量霍爾電壓.原理如圖20.21所示，在一塊長(zhǎng)為l、寬為b、厚度為d的N型半導(dǎo)體薄片的左右端面上，分別焊接上金屬平面電極M、N，在上、下端面上對(duì)稱地引出兩個(gè)點(diǎn)電極P和S.如果在M、N兩端面加上穩(wěn)定電壓，就有恒定的電流Iy通過(guò)薄片.M、N間的等勢(shì)面是平行于xoz的平面，P和S處于同一等勢(shì)面上.電流Iy可以表示成 （20.21） 式中e為電子的電量(是負(fù)值)；為沿軸反方向作漂移運(yùn)動(dòng)的自由電子的平均速度（也是負(fù)值）；n為薄片內(nèi)自由電子的濃度.如果沿x軸方向上加恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

2、Bx，以平均速度運(yùn)動(dòng)的電子就受到洛倫茲力的作用 （20.22） 的方向與軸相反.在的作用下，薄片內(nèi)部自由電子的定向運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使下端平面上有多余電子聚積，上端平面上會(huì)聚積多余的正電荷.這樣形成一個(gè)上正下負(fù)的電場(chǎng)EH，使上下兩個(gè)端面間具有電勢(shì)差VH.這個(gè)現(xiàn)象是）在1879年發(fā)現(xiàn)的，故稱為霍爾效應(yīng). VH稱為霍爾電動(dòng)勢(shì)或霍爾電壓.這種能產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的薄片被稱為霍爾元件.EH形成后，自由電子在受到洛倫茲力的同時(shí)還受到靜電場(chǎng)力的作用，的方向與的方向相反.達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)（這個(gè)過(guò)程在s的時(shí)間內(nèi)就可以完成），電流將繼續(xù)像原來(lái)一樣流動(dòng).這時(shí)利用（20.21）式得到 （20.23）式中為霍爾系數(shù)，為霍爾元

3、件的靈敏度（、的正負(fù)由的正負(fù)決定，如果霍爾元件由P型半導(dǎo)體材料制成，就是空穴的濃度，取正值）.IH=Iy，即為霍爾元件的工作電流.由（20.23）式可知，要獲得比較大而容易測(cè)量的霍爾電壓，就應(yīng)該使RH、KH的值適當(dāng)?shù)卮螅簿褪呛鸵容^小.半導(dǎo)體材料載流子的濃度比導(dǎo)體小很多，因此都采用半導(dǎo)體薄片（一般左右）做霍爾元件.由（20.23）式得到 (20.2-4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出VH和IH，在KH值已知的情況下，由（20.24）式就可求出未知磁場(chǎng)Bx.要注意的是，如果霍爾元件的位置偏離yoz平面，在洛倫茲力的作用下載流子就不會(huì)全部聚積在上或下端平面，VH值減小.因此以y或z軸為轉(zhuǎn)軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)霍爾元件，當(dāng)VH

4、達(dá)到最大值時(shí)，磁場(chǎng)Bx的方向必然垂直于yoz平面.（20.23）式是在理想的情況下得到的，實(shí)際上測(cè)得的并不只是VH，還包括由于電熱現(xiàn)象和溫差電現(xiàn)象所產(chǎn)生的附加電動(dòng)勢(shì):1 愛(ài)廷豪森（Etinghausen）效應(yīng)霍爾元件內(nèi)每個(gè)載流子的實(shí)際定向漂移速度是不同的，有的漂移速度大于平均速度，有的漂移速度小于平均速度.在圖20.21所示的條件下，霍爾電場(chǎng)建立以后，自由電子所受洛倫茲力，這些電子將向下偏轉(zhuǎn).而的自由電子所受的洛侖茲力，這些電子將向上偏轉(zhuǎn)這樣使霍爾元件的一側(cè)高速載流子較多，載流子與晶格碰撞而使這一側(cè)溫度較高；另一側(cè)低速載流子較多，使這一側(cè)的溫度較低，從而出現(xiàn)了z方向上的溫度梯度，這種現(xiàn)象被稱為

5、愛(ài)廷豪森效應(yīng).于是P、S極間產(chǎn)生了溫差電動(dòng)勢(shì)VE.由以上分析可知，VE.隨IH或Bx的換向而換向.2 能斯特（Nernst）效應(yīng)由于電極M、N焊接面的接觸電阻不相等，工作電流IH通過(guò)時(shí)兩處耗散的焦耳熱也不相同，使左右兩個(gè)斷面出現(xiàn)溫度差.這個(gè)y軸方向的溫度梯度會(huì)引起一個(gè)附加的同方向的熱擴(kuò)散電流.這個(gè)電流在磁場(chǎng)作用下，類似于VH也會(huì)在P、S極間產(chǎn)生電壓VN.這種現(xiàn)象被稱為能斯特效應(yīng).由以上分析可知，VN與IH的方向無(wú)關(guān)，隨Bx的換向而換向.3 里紀(jì)勒杜克（Righi-Ledue）效應(yīng)上述擴(kuò)散電流的各個(gè)載流子的速度各不相同，根據(jù)愛(ài)廷豪森效應(yīng)所述的理由，此時(shí)也將出現(xiàn)一個(gè)z方向上的溫度梯度，這種現(xiàn)象被稱

6、為里紀(jì)勒杜克效應(yīng).于是P、S極間又產(chǎn)生了附加的溫差電動(dòng)勢(shì)VRL，VRL隨Bx的換向而換向，與IH的換向無(wú)關(guān).4 不等電動(dòng)勢(shì)（或稱零位誤差）V0由于霍爾元件材料本身的不均勻或霍爾電極位置不對(duì)稱，即使不存在磁場(chǎng)，當(dāng)IH通過(guò)霍爾元件時(shí)，這種由于P、S兩電極的電勢(shì)不相等而附加的電壓稱為“不等電勢(shì)差”，用V0表示. V0隨IH的換向而換向，與Bx的換向無(wú)關(guān).由以上分析可知，在Bx和IH給定的情形下，實(shí)際測(cè)量的P、S兩端的電壓不僅包含VH，還包含著VE、VN、VRL和V0.假如Bx和IH的方向如圖20.21所示，又設(shè)P端比S端電勢(shì)高時(shí)V0為正，并且N端的溫度比M端高，那么此時(shí)測(cè)得的P、S極間的電壓為如果B

7、x不變，將IH換向，P、S間的電壓如果Bx換向，IH不變，P、S間的電壓如果Bx和IH同時(shí)換向，P、S間的電壓將，就可消去、和，得到從其它實(shí)驗(yàn)已知，愛(ài)廷豪森效應(yīng)引起的電壓比小得多，故可略去，因此 （20.25）為了消除愛(ài)廷豪森效應(yīng)，測(cè)定恒定磁場(chǎng)時(shí)工作電流IH可用交流電，因?yàn)檫@時(shí)愛(ài)廷豪森效應(yīng)來(lái)不及建立，瞬間產(chǎn)生的霍爾電壓也是交變的式中.如果還利用公式，那么這時(shí)的和都是交流儀表所測(cè)得的有效值.最后要指出的是，以上的討論是在經(jīng)典電子論的基礎(chǔ)上、假定只存在一種載流子并忽略了載流子的統(tǒng)計(jì)分布的情形下進(jìn)行的，因此，所得到的結(jié)果是近似的而且是局限的.進(jìn)一步的討論應(yīng)在固體的量子理論基礎(chǔ)上進(jìn)行.20.2-1 用

8、電位差計(jì)測(cè)量霍爾電壓裝置介紹實(shí)驗(yàn)裝置和電路如圖20.2-1-1所示.圖中E1為直流穩(wěn)壓電源，給螺線管（或電磁鐵）T提供勵(lì)磁電流IM.換向開(kāi)關(guān)K1可改變勵(lì)磁電流的方向.H為固定在探測(cè)棒頂端的霍爾元件，元件的平面與磁場(chǎng)垂直，探測(cè)棒可以沿螺線管軸線平移.霍爾元件的M、N極經(jīng)換向開(kāi)關(guān)K2與電池E2相聯(lián)，E2提供了霍爾元件的工作電流IH，K2可以改變IH的方向.滑線變阻器R1和R2分別用來(lái)控制IM和IH的大小. P、S極間的霍爾電壓VH經(jīng)換向開(kāi)關(guān)K3送入U(xiǎn)J31型直流電位差計(jì)進(jìn)行測(cè)量.當(dāng)IM或IH方向改變時(shí)，同時(shí)改變K3的倒向可使輸入電位差計(jì)的VH方向不變.E3為電位差計(jì)的5.76.4V工作電源（可用4

9、節(jié)干電池串聯(lián)），ES為標(biāo)準(zhǔn)電池，為直流復(fù)射式檢流計(jì).現(xiàn)將UJ31型直流電位差計(jì)和直流復(fù)射式檢流計(jì)的原理、結(jié)構(gòu)、性能和使用方法介紹如下：(一)UJ31型直流電位差計(jì)直流電位差計(jì)的基本原理如圖20.2-1-2所示，與實(shí)驗(yàn)15的電位差計(jì)的原理相同.測(cè)量時(shí)先用標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)ES來(lái)校準(zhǔn)工作電流I0，即將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)倒向ES側(cè)，接通開(kāi)關(guān)和，調(diào)節(jié)Rn和RS使檢流計(jì)G指零，這時(shí)電位差計(jì)的工作電流.然后將倒向Ex側(cè)，調(diào)節(jié)精密電阻箱R的部分電阻Rx，當(dāng)G再次指零，使待測(cè)電動(dòng)勢(shì)(或電壓) Ex得到補(bǔ)償時(shí) （20.2-1-1）因此，從電阻直流復(fù)射式檢流計(jì)R的轉(zhuǎn)盤上可直接讀出待測(cè)的Ex. UJ31型直流電位差計(jì)是一種實(shí)驗(yàn)

10、室用低電勢(shì)電位差計(jì)，它的面板如圖20.2-1-3所示.它的測(cè)量范圍是：量程倍率K0旋至“×1”擋時(shí)為017.1 mV，游標(biāo)分度值為0.000 1mV；K0旋至“×10”擋時(shí)為0171mV，游標(biāo)分度值為0001mV.現(xiàn)與原理圖20.2-1-2相對(duì)比，了解它的使用方法：1. 原理圖的Rn在面板圖上被分為粗調(diào)Rn1、中調(diào)Rn2、細(xì)調(diào)Rn3，三個(gè)電阻旋鈕，以便迅速地調(diào)好工作電流. 2. 面板圖上的溫度補(bǔ)償旋鈕RS與原理圖的RS作用相同，調(diào)節(jié)它使ES得到補(bǔ)償.3. 原理圖的Rx在面板圖上由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K0和I、三個(gè)電阻測(cè)量盤組成：第I和第測(cè)量盤分別是16和10步進(jìn)開(kāi)關(guān)；第測(cè)量盤是105分

11、度的滑線盤，盤的右下角還有10分度游標(biāo).“×1 mV”、“×01 mV”、“×0001mV”分別表示三個(gè)盤的每分度對(duì)應(yīng)的電壓，達(dá)到補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)，電位差計(jì)的示值就等于這三個(gè)盤讀數(shù)之和乘以K0所指示的量程倍率(×1或×10).4. 原理圖中的，在面板圖上被分成為左下角的“粗”和“細(xì)”兩個(gè)按鈕.按下“粗”時(shí)，檢流計(jì)與保護(hù)電阻串聯(lián)后與電路接通；按下“細(xì)”時(shí)，檢流計(jì)與電路直接接通.在“細(xì)”按鈕的旁邊還有一個(gè)“短路”按鈕，按下它時(shí)可使檢流計(jì)兩端短路，在電磁阻尼的作用下使檢流計(jì)的指針迅速地停止擺動(dòng).面板圖的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與原理圖的作用相同，旋至“標(biāo)準(zhǔn)”時(shí)，校準(zhǔn)電位差

12、計(jì)；旋至“未知I”或“未知”時(shí)，測(cè)定未知電動(dòng)勢(shì).5. 面板圖上方的一排接線柱分別用來(lái)外接標(biāo)準(zhǔn)電池ES、ACl54或ACl55型直流復(fù)射式檢流計(jì)G、5.76.4 V的工作電源和兩個(gè)待測(cè)的Ex.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 86111997直流電位差計(jì)規(guī)定了電位差計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)分10級(jí)，等級(jí)指數(shù)用百分?jǐn)?shù)表示為0.000 1、0.000 2、0.000 5、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05和0.1.準(zhǔn)確度由基本誤差極限和由影響量引起的變差極限來(lái)限定.在影響量滿足參考條件和允差條件下，基本誤差的極限 (V) (20.2-1-2)式中C為用百分?jǐn)?shù)表示的等級(jí)指數(shù)；Vn為基準(zhǔn)值，除非制造

13、單位另有規(guī)定，它為所使用量程的量限的最大的10的整數(shù)冪；Vx為標(biāo)度盤示值；Vn和Vx的單位都為V.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了各種等級(jí)指數(shù)的電位差計(jì)在標(biāo)稱使用范圍的極限條件下變差的極限，允許的變差極限都不超過(guò)基本誤差的極限(參見(jiàn)本書(shū)附錄2-9).對(duì)UJ31型電位差計(jì)C = 0.05.當(dāng)量程倍率置于“×10”擋和“×1”擋時(shí)，量限分別為171 mV和17.1 mV，基準(zhǔn)值Vn分別為10-1V和10-2V.參考條件和允差主要有：周圍溫度為(20±2)，相對(duì)濕度為4060，輔助電源電壓的允差為標(biāo)準(zhǔn)值的±5.標(biāo)稱使用范圍的極限和允許的變差主要有：周圍溫度為(20±

14、10)、允許的變差為基本誤差的100，相對(duì)濕度為25-75、允許的變差為基本誤差的30，輔助電源電壓的變化為參考范圍上、下限的±10，允許的變差為基本誤差的50.在標(biāo)稱使用范圍內(nèi)使用時(shí)，電位差計(jì)的儀器誤差為基本誤差的極限和變差的極限之和.(二)ACl5型直流復(fù)射式檢流計(jì)這是一種磁電式結(jié)構(gòu)的檢流計(jì)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖20.2-1-4(a)所示.在檢流計(jì)動(dòng)圈下方裝有小平面鏡，上、下兩根拉緊的可導(dǎo)電張絲將動(dòng)圈置于均勻輻射狀磁場(chǎng)中，如圖20.2-1-4(b的光闌后，使通過(guò)光闌的圓形光斑中央有一條黑色豎直線而形成光標(biāo)，光標(biāo)經(jīng)多次來(lái)回反射后照到標(biāo)度尺上.這樣一來(lái)，動(dòng)圈和小鏡只要有微小的偏轉(zhuǎn)，在標(biāo)度尺上

15、光標(biāo)就有可觀測(cè)的移動(dòng)，從而提高了檢流計(jì)的靈敏度.常用的幾種ACl5型直流檢流計(jì)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表20.2-1.面板如圖20.2-1-5所示，使用方法和注意事項(xiàng)如下：表20.2-1 ACl5型直流檢流計(jì)的技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)檢流計(jì)型號(hào)AC15/1AC15/2AC15/3AC15/4AC15/5不大于內(nèi)阻（）1.5k5001005030外臨界電阻（）100k10k1k50040分度值（安/分度）3×10-101.5×10-93×10-95×10-91×10-8臨界阻尼時(shí)間（s）444441.接通電源前，應(yīng)先檢查電源插頭是否插在檢流計(jì)后面板的“220V”插口

16、里，電源開(kāi)關(guān)置于“220 V”一側(cè).特別要防止將220 V市電插入后面板的“6 V”插口里.2.接通電源后，在標(biāo)度尺上應(yīng)有光標(biāo)出現(xiàn).如果找不到光標(biāo)，可將“分流器”置于“直接”擋，觀察光標(biāo)的蹤跡，調(diào)節(jié)“零點(diǎn)調(diào)節(jié)”，將光標(biāo)調(diào)到標(biāo)度尺中央.3.檢流計(jì)的“零點(diǎn)調(diào)節(jié)”為零點(diǎn)粗調(diào)，標(biāo)度尺右下角有一金屬小柱為“零點(diǎn)細(xì)調(diào)”.可左右移動(dòng)小柱體，將光標(biāo)的豎線與標(biāo)度尺的零分度線對(duì)齊.4.“分流器”的“×1、“×0.1、“×0.01”三擋是改變量限用的.測(cè)量時(shí)應(yīng)從量限最大而靈敏度最低的“×0.01”擋開(kāi)始.如偏轉(zhuǎn)不大，方可逐步減小量限.“×1”擋量限最小而靈敏度最高，

17、此擋的分度值才是檢流計(jì)的標(biāo)稱分度值，而使用“×0.1”和“×0.01”擋時(shí)，分度值分別為標(biāo)稱值的10倍和100倍. 5.當(dāng)光標(biāo)來(lái)回振動(dòng)、或改變外電路、移動(dòng)檢流計(jì)和使用結(jié)束時(shí)，都應(yīng)將“分流器”置于“短路”擋，使檢流計(jì)的動(dòng)圈短路，利用電磁阻尼保護(hù)檢流計(jì).實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)校準(zhǔn)電位差計(jì)1.按照?qǐng)D20.2-1-1聯(lián)接電路，未經(jīng)教師檢查不得接通開(kāi)關(guān)K1、K2和K3.2.參照?qǐng)D20.2-1-3將開(kāi)關(guān)指示在“斷”位置，“粗”、“細(xì)”和“短路”三個(gè)按鈕全部松開(kāi).3.根據(jù)室內(nèi)的溫度和所用標(biāo)準(zhǔn)電池的說(shuō)明書(shū)，計(jì)算出此溫度下標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)ES，把溫度補(bǔ)償盤RS指向該值.4.事先將檢流計(jì)G調(diào)零.將指向

18、“標(biāo)準(zhǔn)”位置.躍接“粗”按鈕，同時(shí)依次調(diào)節(jié)Rn1Rn2和Rn3使G指零.然后躍接“細(xì)”按鈕，同時(shí)調(diào)Rn3使G精確地指零.(二)測(cè)量電磁鐵極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度1.按照?qǐng)D20.2-1-1聯(lián)接電路，不過(guò)這時(shí)的T應(yīng)該是電磁鐵.將霍爾元件固定在電磁鐵的磁極間隙中，元件的bl平面與磁場(chǎng)垂直.調(diào)節(jié)R2使工作電流IH,為5mA左右，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流IM為0.2A左右.2.按實(shí)驗(yàn)原理中所述的順序，在K3斷開(kāi)時(shí)將IM和IH換向.用電位差計(jì)測(cè)出V1、V2、V3和V4，測(cè)量時(shí)K3應(yīng)及時(shí)換向，否則電位差計(jì)調(diào)不到補(bǔ)償狀態(tài).電位差計(jì)的操作是：將轉(zhuǎn)至實(shí)際輸入待測(cè)電壓的“未知I”或“未知”位置.依次調(diào)節(jié)測(cè)量盤I、，使電位差計(jì)處于補(bǔ)償狀

19、態(tài)(注意先躍接“粗”按鈕，后躍接“細(xì)”按鈕).三個(gè)測(cè)量盤示數(shù)的和乘以K0所指的量程倍率就是待測(cè)電壓的值.3根據(jù)(20.2-5)式算出VH，然后代人(20.2-4)式計(jì)算Bx.4在IH不變的情況下，勵(lì)磁電流IM依次取0.4，0.6，0.8，(A).以不使線圈過(guò)熱為限，用電位差計(jì)測(cè)出相應(yīng)的電壓，并計(jì)算VH和Bx.根據(jù)這些數(shù)據(jù)，繪出BxIM的關(guān)系圖線.5和 分別為電位差計(jì)和電流表基本誤差極限和變差極限之和, 由實(shí)驗(yàn)室給出,相應(yīng)的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度由(0-3-7)式估算,并以此為直接測(cè)量量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度. 對(duì)任一組VHIH數(shù)據(jù),相應(yīng)的Bx的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(三)測(cè)量螺線管軸線上磁場(chǎng)的分布1.調(diào)節(jié)探測(cè)

20、棒使霍爾元件H在螺線管軸線的中心(x=0)，且bl平面與軸線垂直.調(diào)節(jié)R2使工作電流IH為5mA左右，調(diào)節(jié)R1使勵(lì)磁電流IM為1 A左右.2.按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)和(二)的2進(jìn)行操作.將所測(cè)結(jié)果代人(20.2-5)式計(jì)算VH，然后代人(20.2-4)式計(jì)算Bx.3.保持IM和IH不變.向左(或右)隔23cm逐次移動(dòng)霍爾元件直至螺線管端部.在靠近螺線管端部時(shí)，VH變化大，移動(dòng)的距離應(yīng)該小一些.重復(fù)前一步驟2.(4)以x為橫軸、Bx為縱軸，畫(huà)出Bx (實(shí)驗(yàn)值)x的關(guān)系圖線.注意事項(xiàng)1.霍爾元件材料質(zhì)地很脆，引線也很細(xì).實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可碰壓、扭彎，要輕拿輕放.2. IH不能超過(guò)額定值.不測(cè)量時(shí)應(yīng)及時(shí)斷開(kāi)

21、K1和K2，防止螺線管(或電磁鐵)和霍爾元件過(guò)熱.并注意KH對(duì)溫度很敏感.3.測(cè)量轉(zhuǎn)盤只能從0、10、20、旋向105(×0.001mV)，或從105、100、90、旋向0(×0.001 mV).切不可從0直接旋到105或從105直接旋到0，損壞旋鈕.思考題1電位差計(jì)的工作電流校準(zhǔn)好以后，在測(cè)量未知電壓時(shí)，能不能再調(diào)節(jié)Rn1, Rn2和Rn3旋鈕使檢流計(jì)指零?為什么?2能否用UJ31型電位差計(jì)測(cè)量171 mV以上的直流電壓?為什么?3在圖20.2-1-1中，如果E1為低壓交流電源，那么為了測(cè)量交變磁場(chǎng)，圖中所示的裝置應(yīng)該作哪些改變?4在圖20.2-1-1中，如果E2用低壓交

22、流電源，那么為了測(cè)量恒定磁場(chǎng)，圖中所示的裝置應(yīng)作哪些改變?20.2-2 用數(shù)字電壓表測(cè)霍爾電壓裝置介紹HR-III型霍爾效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)儀面板如圖20.2-2-1所示，它是將用霍爾元件測(cè)量電磁鐵的磁場(chǎng)裝置與電源裝置組合為一體的用直流數(shù)字電壓表測(cè)量霍爾電壓VH、用直流數(shù)字電流表測(cè)量霍爾元件工作電流IH、勵(lì)磁電流IM的儀器. 儀器介紹如下：1.兩組恒流源（勵(lì)磁恒流源和工作恒流源）實(shí)驗(yàn)所用儀器HR-III型霍爾效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)儀電源及測(cè)試部分如20.2-2-1圖所示：霍爾元件由兩組恒流源（勵(lì)磁恒流源和工作恒流源）提供工作電流和勵(lì)磁電流，工作恒流源能提供的工作電流IH的范圍為010mA，勵(lì)磁恒流源能提供的勵(lì)磁

23、電流IM的范圍為01A. 儀器中可兩組電源彼此獨(dú)立，兩路輸出電流大小通過(guò)IH調(diào)節(jié)旋鈕及IM調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，二者數(shù)值顯示可通過(guò)“測(cè)量選擇”按鍵由同一只數(shù)字電流表進(jìn)行測(cè)量.2.直流數(shù)字電壓表電壓表零位可通過(guò)調(diào)零電位器進(jìn)行調(diào)整.當(dāng)顯示器的數(shù)字前出現(xiàn)“-”號(hào)時(shí)，表示被測(cè)電壓極性為負(fù)值.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)量霍爾元件的VHIH曲線.(1)將霍爾片置于電磁鐵中心處，通入工作電流IB，測(cè)量霍爾電壓VH，勵(lì)磁電流IM任選，例如取0.7A. (2)調(diào)節(jié)霍爾元件在氣隙里的位置(x,y)、角度，使顯示的霍爾電壓VH數(shù)值最大. (3)按照表20.2-2-1中IH的值改變霍爾工作電流IH，對(duì)所取每一個(gè)IH，依次改變IM、IH方向，將對(duì)應(yīng)的V1、V2、V3、V4記錄在表20.2-2-1中，并計(jì)算各VH. (4)按表20.2-2-1數(shù)據(jù)繪制VHIH曲線，驗(yàn)證其線性關(guān)系. 2.測(cè)量勵(lì)磁特性將霍爾片置于磁鐵中心，調(diào)節(jié)霍爾元件在氣隙里的位置、角度，使顯示的數(shù)據(jù)最大. IH固定不變，例如取7mA(由于每片霍爾元件的靈敏度不一致，當(dāng)勵(lì)磁電流IM增大到一定值，霍爾電壓VH已超出200mV數(shù)字表溢出，可適當(dāng)取低霍爾電流IH勵(lì)磁電流IM可取