基于大学物理实验中霍尔元件的保护及探讨

结合大学物理实验教学中霍尔效应的讲解,阐述了霍尔效应的原理,提出了霍尔效应实验的一些改进方法,重点研究了霍尔元件的保护及对霍尔元件的应用进行了探讨.     

霍尔效应实验的智能化

利用单片系统控制霍尔效应实验过程，智能化地验证霍尔效应理论、测量给定元件的霍尔灵敏度，并且通过磁场的变化模拟了实际的控制系统，从而使学生对霍尔效应的理论、实验及应用有了充分的认识。     

霍尔元件的动态特性曲线的测量及研究

以实验手段研究了霍尔元件在交变电流及交变磁场下的动态特性.实验以霍尔效应实验为基础,改变其中某一自变量,通以交变信号并保持其他条件不变,观察实验现象,得出霍尔电压的幅频特性以及相频特性.从实验结果可以看出霍尔元件的动态特性与静态特性有很大的不同.     

高性能石墨烯霍尔传感器

本文回顾了石墨烯霍尔传感器的相关研究工作.通过改善石墨烯生长转移和霍尔元件的微加工工艺,石墨烯霍尔元件和霍尔集成电路都展示出超越传统霍尔传感器的优异性能.石墨烯霍尔元件的灵敏度、分辨率、线性度和温度稳定性等重要指标都优于传统商用霍尔元件.通过开发一套钝化工艺,霍尔元件的稳定性有了明显提升.结合石墨烯材料的特点,展示了石墨烯在柔性磁传感和多功能传感领域的新颖应用.此外,成功实现了石墨烯/硅互补型金属-氧化物-半导体(CMOS)混合霍尔集成电路,并进行了应用展示.通过发展一套低温加工工艺(不超过180℃),将石墨烯霍尔元件制备在硅基CMOS芯片的钝化层上,从而与硅基CMOS电路实现了单片集成.本文的研究结果表明石墨烯在霍尔磁探测方向拥有重大的性能优势,在产业化应用中有巨大发展潜力.     

霍尔效应实验数据的新应用——提取副效应与螺线管参数

基于霍尔效应测量通电螺线管内部磁场的实验数据,提出了评估霍尔元件副效应的方法,包括霍尔元件的不等势电压降以及能斯托效应和里纪-勒杜克效应引起的附加电势,并详细讨论了它们对结果的影响.进一步,借助Origin软件,利用通电螺线管磁场分布的理论公式拟合相应的实验数据,非常准确地估测了螺线管的基本参数,包括螺线管总匝数、长度及平均半径等.     

设计一种霍尔元件的保护装置

1引言 大学物理实验中，“用霍尔效应法测量磁场”实验是工科各专业必做的实验之一，笔者已给学生上这个实验许多年，深感这个实验装置必须改进；因为在实验中，虽然笔者再三强调不要把励磁电流接至霍尔元件上，仍然有部分学生因接错线路而导致霍尔元件被烧毁．由于上大学物理实验课的学生多，仪器的使用率特别高，所以一个学期下来总有六七台甚至更多台霍尔效应实验仪中的霍尔元件被烧毁而需更换．     

用霍尔元件测微小位移

利用霍尔元件的磁电阻效应与磁感应强度的平方成正比这一关系，通过改变磁铁与霍尔元件的距离引起霍尔元件的电阻改变，再把这一电阻信号转换为电压信号，测量电压信号从而得到与之对应的位移量。     

霍尔效应法测量通电双圆线圈磁场的数据处理

介绍了霍尔效应实验原理,对实验数据进行曲线拟合,得出了通电双圆线圈内磁场的分布,并计算了霍尔元件的霍尔灵敏度。     

位移传感器演示装置的制作

通过自制的位移传感器演示装置可以对霍尔磁阻效应、 一种小位移测量传感器原理和方法进行演示和 探究. 在课堂教学、 课程设计等场合,直观显示霍尔元件的各种效应和技术应用, 有着良好的教学效果     

基于霍尔元件磁阻效应的微距测量演示装置

通过装置可以对霍尔磁阻效应、一种距离测量传感器原理和方法进行演示和探究。在课堂教学、课程设计等场合,直观显示霍尔元件的各种效应和技术应用,有着良好的教学效果。     

霍尔元件线度对磁场测量影响的研究

在原有霍尔效应原理的基础上,利用微积分的基本方法和相关的物理知识推导非均匀磁场中利用霍尔效应测量磁场的理论公式,并结合该公式理论解释实验中对于霍尔元件线度的要求,以及说明非均匀磁场的测量对霍尔元件线度的要求,从而说明实验中经常遇到的一类问题——平均值问题。     

关于霍尔效应实验的误差分析

霍尔效应实验是一个受系统误差影响较大的实验,特别是在霍尔效应产生的同时,伴随产生的其他效应引起的附加电场对实验影响较大.本文简单介绍该实验的原理和实验误差的来源,使用Origin 6.0软件处理实验数据,分析附加电场对霍尔电压和电流线性关系的影响,以及对霍尔系数测量值的影响.结果表明:附加电场的存在不会影响所测霍尔电压和电流U-Is的线性关系,但对霍尔系数的测量有较大影响.     

利用霍尔元件测永磁材料的静态特征

利用霍尔元件测永磁材料的静态特征石环英，石琳（长沙铁道学院４１００７５）（湖南大学）在大学物理实验中有一利用霍尔效应测永磁材料磁场的实验，测量Ｃ型电磁铁空隙中的磁感应强度．本人以此实验为基础，设计了一种利用霍尔元件测永磁材料静态磁特性的设备．一、实验...     

霍尔元件测螺线管磁场分布实验的改进

现用霍尔元件测螺线管磁场分布实验仪为提供1×10 2T的磁感应强度,采用增大螺线管线圈层数和电流的方法.由于管内温度高,霍尔元件易损,实验数据也不稳定.本文以集成霍尔元件代替锗霍尔元件,可在线圈安匝数较小的条件下,使测量数据稳定、准确,且教学效果很好.     

设计一种霍尔元件的保护装置

大学物理实验中，“用霍尔效应法测量磁场”实验是工科各专业必做的实验之一，由于学生因接错线路而导致霍尔元件被烧毁．一个学期下来总得有六七台甚至更多．为改进这个实验装置，通过研究，如果在霍尔元件电流输入端和电压输出端各串联一个额定电流为32mA的保险丝就能达到这个目的．     

霍尔式传感器的不等位电势补偿探讨

不等位电势是霍尔式传感器产生零位误差的主要因素.在霍尔式传感器的直流激励特性实验中霍尔元件处于梯度磁场中,但是磁场强度未知,因此无法确定磁场强度为零的位置.当采用交流激励时,通过调节霍尔元件在磁场中的位置,使输出的最小电势便是不等位电势,此时便可通过补偿桥路进行补偿.     

霍尔效应演示板的研发与自制

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理.选修3-2》第六章第1节讲到了霍尔元件及霍尔效应.简单地说,霍尔效应就是通过电流的导体在垂直电流方向的磁场作用下,在与电流和磁场均垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象.笔者通过实验法,结合新课改要求设计,摸索中自制了演示     

霍尔效应实验的改进

根据电磁学屏蔽原理及霍尔元件的特性,提出霍尔效应实验的卫些改进方法,间通过实际实际测量结果的比较,论证了该实验改进后的可行性及适应性。     

磁子霍尔效应

霍尔效应是凝聚态领域中古老却又极具潜力的研究领域,其起源可以追溯到数百年前. 1879年,霍尔发现将载流导体置于磁场中时,磁场带来的洛伦兹力将使得电子在导体的一侧积累,这一新奇的物理现象被命名为霍尔效应.之后,一系列新的霍尔效应被发现,包括反常霍尔效应、量子霍尔效应、自旋霍尔效应、拓扑霍尔效应和平面霍尔效应等.值得注意的是,霍尔效应能够实现不同方向的粒子流之间的相互转化,因此在信息传输过程中扮演着重要的角色.在玻色子体系(如磁子)中,相应的一系列磁子霍尔效应也被发现,他们共同推动了以磁子为基础的自旋电子学的发展.本文回顾了近年来在磁子体系中的霍尔效应,简述其现代半经典的处理方法,包括虚拟电磁场理论和散射理论等.并进一步介绍了磁子霍尔效应的物理起源,概述了不同类型磁子的霍尔效应.最后,对磁子霍尔效应的发展趋势进行了展望.     

设计一种霍尔元件的保护装置

本对霍尔效应实验仪的装置进行了改进研究．在霍尔元件的电流输入端和电压输出端均串联了一个额定电流为30mA的超微小型电流保险丝，这种保险丝主要是用于汽车上音响的保护装置．这样就免除了霍尔元件因误接入大电流而被烧毁所带来的极大不便。通过对改进后的实验装置本人进行了测试．发现这种装置的保护作用相当奏效．既安全又能加强学生动手能力的培养。