双线并绕螺线管引入霍尔效应测量螺线管磁场的实验改进

针对大学物理实验中霍尔效应测量螺线管磁场实验中同一螺线管所通入电流既作为已知电流求霍尔元件的灵敏度又作为未知电流求螺线管的磁场这一不足,提出一种设计方法,采用双线并绕螺线管使两个电流进行有效区分,同时还可以测量螺线管内的叠加磁场,可使学生深刻全面理解霍尔效应测量螺线管磁场的原理及螺线管磁场的性质,并可作为设计性实验项目培养学生的创新意识。     

利用双霍尔探头测螺线管中低频交变磁场

在霍尔效应实验中利用双霍尔探头测磁场,通过对磁场定标,研究了螺线管中低频交变磁场,并分析了螺线管中低频交变磁场的分布特征,为学生测量低频弱电磁辐射提供了新的思路.     

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.     

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.     

霍尔效应测量螺线管磁场的研究

根据毕奥—萨伐尔定律,得出了螺线管轴线上的磁场分布解析表达式,由霍尔效应实验原理,对其实例进行测量,利用Mathematic软件,对螺线管轴线上的磁场分布进行数值运算,把理论结果与实验结果进行比对,发现吻合度很好。     

一种霍尔效应测量磁场的设计方法

针对大学物理实验中＂霍尔效应法测量磁场＂项目只能测长直螺线管轴线上一维稳恒磁场分布的不足,提出一种设计方法,来测量任一未知稳恒磁场的二维分布,进而可扩展到测量三维分布。可使学生深刻全面理解霍尔效应测磁场的原理及磁场的性质,并可作为设计性实验项目在大学物理实验课中开出,培养学生的创新意识。     

用Origin7.5处理霍尔效应测量螺线管轴向磁场的实验数据

通过用Origin7.5处理霍尔效应测量螺线管轴向磁场实验的三方面的数据,体现该软件在处理数据统计和绘图功能上的简便操作性。     

智能磁场测量仪的原理和设计

阐述了基于光栅传感器和霍尔传感器以及单片机技术的智能化磁场测量仪的工作原理和设计方法.增加了光栅位移传感器测量位移,利用8032单片机内部功能,结合传感器技术,实现工作电流和励磁电流自动切换.该仪器可实现自动对螺线管内逐点霍尔电压和磁感应强度的实时测量以及清晰显示磁场分布曲线等功能.     

霍尔效应实验对学生科研能力培养初探

大学物理实验教学中应注重实验与理论有机结合,本文推导了有限长通电螺线管轴线上磁感应强度理论公式,然后把计算得到的磁感应强度理论值与霍尔效应实验测得实验值进行了对比,以培养学生从事科学研究的基本能力.     

霍尔效应实验的改进和扩展

对霍尔效应仪器进行了改进,通过对磁场标定,研究霍尔电压与恒定电流的关系,可以测定霍尔片载流子的浓度. 测量霍尔片的长度和横截面积,进而可以测定霍尔片的电导率和迁移率.     

HIRFL-CSR实验环电子冷却装置磁场测量

 在HIRFL-CSR实验环电子冷却装置上采用了独立的高精度螺线管串联产生纵向磁场的设计,获得很高的冷却段磁场平行度。使用霍尔片测量磁场的分布,使用磁针测磁方法测量冷却段磁场的磁轴偏角,并根据测量及计算结果对单个线圈磁轴进行微调。测量及调试结果表明,在施加电流为额定电流的一半时,冷却段磁感应强度为0.078 T,剩余磁场小于2×10^-4 T,磁场不平行度小于1×10^-4,达到了预期的设计目标。     

霍尔效应实验分层次内容体系的构建

以霍尔效应实验为例,结合科技前沿研究热点,探讨了基于石墨烯霍尔效应的四级分层次教学内容构建.霍尔效应基础内容包括石墨烯霍尔器件的灵敏度和伏安特性的测量;提升内容为石墨烯霍尔器件转移曲线的测量,载流子浓度和迁移率的计算;进阶内容包括石墨烯霍尔器件的制作,石墨烯霍尔器件的自主应用;高阶内容涵盖石墨烯量子霍尔效应的测量和石墨烯霍尔效应的仿真计算.构建霍尔效应实验四级内容体系,可以更好地培养学生在基础知识、实验能力、科学素养和核心价值等方面的综合能力.     

软磁材料磁导率测量实验探索

软磁材料磁滞回线细长,计算精度不高时忽略其磁滞,可定义磁感应强度与磁场强度的比为磁导率。利用霍尔效应实验仪对螺线管加载软磁材料前后一端的磁感应强度进行测量,计算出该端点处的磁场强度即可计算出该种软磁材料的磁导率,实验表明在材料磁饱和后,磁导率迅速降低。     

演示小位移传感器的装置制作

本文介绍了半导体材料的霍尔效应及磁阻效应,讨论了霍尔磁阻元件的特性,提出位移传感器的工作原理、结构设计,并详细说明安装和调试过程.演示装置结构简单、物理概念清晰、易于操作.它将磁场的变化无接触转化为材料的电阻变化,从而把与磁场变化相联的位移形式转化为电信号输出,形成位移传感器.由实验数据和图示曲线表明:测量桥路输出电压随磁钢和霍尔片之间的距离变化而变化;另外,测量桥路的测量灵敏度随工作电流IC增加而提高.通过本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.     

霍尔效应法测磁场实验误差研究

从机理上研究了霍尔效应法测定螺线管磁场实验的主要误差来源,分析了误差因素的具体特点,导出了准确的计算公式,成功消除了主要误差,研究结果表明:霍尔效应附效应产生的电势差和接触电势差以及不对称因素导致的误差均可采用对称测量法予以消除,这为霍尔效应实验教学与研究提供了更为清晰的理论参考和更为精确的测量方法。     

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.     

基于霍尔效应直流电表的设计与制作

基于安培环路定理和霍尔效应,设计制作了一种电流测量装置.该装置利用线性霍尔元件,提供了一种间接测量电流的方法,并对0～20A的直流电流进行了实验验证.实验结果表明：该装置的测量精度满足测量要求.     

利用霍尔元件测量金属丝的弹性模量

将霍尔元件应用于拉伸法测弹性模量实验,直接测量了微小位移.结果表明,霍尔元件在均匀梯度磁场中霍尔电压与微小位移有良好线性关系,采用拟合法计算得到钢丝弹性模量为1.96×1011 Pa.     

光纤光栅大电流传感研究

利用电磁力的原理,提出了一种测量高压大电流的方法,将高压大电流母线缠绕成单匝或双匝螺线管,产生吸引力,使光纤光栅产生应变以此来测量大电流.通过实验使用多匝螺线管和小电流进行了模拟大电流测量.模拟实验结果表明,光纤光栅波长对电流大小的灵敏性逐步增强,特别适合于大电流的测量.     

基于PASCO系统的螺线管电流磁效应的探究

为了对螺线管的电流磁效应进行定性及定量的探究,基于PASCO系统设计了一种测量实验。在直观地展示电流磁效应的同时,还可由实验测量结果得出物体所受磁场作用力与通入螺线管电流的关系。