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水银血压计不测量时只要水银柱在0位置，血
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水银血压计不测量时只要水银柱在0位置，血压计就一定是正常的吗？
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&&&&&&病情分析：&&&&&&根据您的描述，血压计在不进行血压测量时应该将袖带内的气放净，此时水银柱上就显示0，表明血压计是正常的。&&&&&&指导意见：&&&&&&建议您不要担心，血压计显示在0一般就是提示血压计是准确的，在测量血压之前应该将袖带内的气体全部赶走，祝您生活愉快。
擅长: 主治范伟：腰腿痛，三叉神经痛，带状疱疹，慢性结肠炎
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&&&&&&病情分析：&&&&&&您好，水银血压计在未进行测量时汞柱水平在0位是正常的，如果您的血压计汞柱没有在0位的话说明您的血压计是不准确的，需要进行一定的调试&&&&&&指导意见：&&&&&&水银血压计汞柱指示为0是正常的，可以进行血压测量，否则就是不准确的，不可以进行血压测量，希望可以帮到您
tianchaibao
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&&&&&&这个一般是要把水银放回去，不然就会造成蒸发的。这个和正不正常无关是怕水银流失了。&&&&&&以上是对“水银血压计不测量时只要水银柱在0位置，血”这个问题的建议，希望对您有帮助，祝您健康！
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大物实验中霍尔位置传感器测杨氏模量的问题 用fd-hy-1杨氏模量测试仪调零对实验结果有影响吗
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根据具体实现原理的不同霍尔传感器的基本原理是基于霍尔效应。霍尔效应是指，通过电流的导体在垂直于电流方向的磁场作用下，就可反应磁感应强度的大小，进而得出通过线圈的电流或线圈两端的电压。 具体应用中，在导体的与电流及磁场均垂直的方向上产生电势差。这个电势差与电流大小及磁感应强度均成正比。 固定导体流过的电流，利用被测电流或电压（实际是电压信号产生的电流）信号通过线圈产生磁场，测量出固定电流导体垂直方向上的电动势
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解:家庭电路使用的是交流电,电压是,要测家庭电路电压,旋钮应置于交流电压档.由图乙所示表头可知,其示数为.用多用电表的欧姆档测量阻值约为几十的电阻,合理的步骤为:,调节调零螺丝,使指针指在表盘左边刻线上;,旋转使其尖端对准欧姆档;,将两表笔短接,调节使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,再断开两表笔;,将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出的阻值后,断开两表笔;,旋转使其尖端对准,并拔出两表笔;即:,,,,.欧姆档更换规律"大小,小大",即当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的档位;反之应还较大的档位.电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表,每次换挡一定要进行欧姆调零,测量电阻一定要断电作业.故正确.欧姆表的指示值为,所选倍率为,因此读数为,由于灯泡正常工作时的电阻为:,比不工作时的电阻大的多,而"
正常工作时的电阻分别为,和.故为.欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向"进"出,即回路中电流从标有"标志的红表笔进去,所以与相连的表笔颜色是红色;当两表笔短接(即)时,电流表应调至满偏电流,设此时欧姆表的内阻为此时有关系得:;当指针指在刻度盘的正中央时,有,代入数据可得;当电池电动势变小,内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流不变,由公式,欧姆表内阻得调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由,可知当变小时,变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了.故答案为:交流电压;;,,,,;;;;红;;变大.
本题考查了用多用电表测家庭电路电压的实验步骤,用多用电表测电阻的实验步骤,欧姆表的使用注意事项等问题;要掌握多用电表的使用方法,注意事项,读数方法.使用多用电表测电阻时,要选择合适的挡位,然后进行欧姆调零,再测电阻,使用完毕,要把选择开关置于交流电源最高挡或挡上.
4556@@3@@@@用多用电表测电阻@@@@@@300@@Physics@@Senior@@$300@@2@@@@电学实验@@@@@@61@@Physics@@Senior@@$61@@1@@@@实验@@@@@@8@@Physics@@Senior@@$8@@0@@@@高中物理@@@@@@-1@@Physics@@Senior@@$4557@@3@@@@描绘小电珠的伏安特性曲线@@@@@@300@@Physics@@Senior@@$300@@2@@@@电学实验@@@@@@61@@Physics@@Senior@@$61@@1@@@@实验@@@@@@8@@Physics@@Senior@@$8@@0@@@@高中物理@@@@@@-1@@Physics@@Senior@@
@@61@@8##@@61@@8
第二大题，第4小题
求解答 学习搜索引擎 | (1)如图甲所示,是多用电表示意图.某同学想用此多用电表检测一下家庭电路的电压,他应该将多用电表的挡位选择旋钮放在___位置.图乙中示数即为他的测量值,则他所测家庭电路的电压为___V.(2)用多用电表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻{{R}_{x}},以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,T为调零螺丝,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上,___a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,再断开两表笔b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出{{R}_{x}}的阻值后,断开两表笔c.旋转S使其尖端对准欧姆档×1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆档×100e.旋转S使其尖端对准OFF,并拔出两表笔f.调节调零螺丝T,使指针指在表盘左边0刻线上;(3)下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是___A.测量电阻时若指针偏转角过大,应将选择开关S拨至倍率较小的档位,重新欧姆调零后测量B.测量电阻时,如果红,黑表笔分别插在负,正插孔,则会影响测量结果C.测量电路中的某个电阻的阻值时,应该把该电阻与电路中的其它电器断开D.测量阻值不同的电阻时都必须重新进行欧姆调零(4)某同学从标称为"220V,25{W}'',"220V,300{W}'',"220V,500{W}''的3只灯泡中任选一只,正确使用多用电表测量灯泡阻值如图丁所示,则测得该灯泡的阻值是___Ω,标称的额定功率为___W.图2(5)图丙为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流{{I}_{g}}=300\mu A,内阻{{R}_{g}}=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是___色.按正确使用方法测量电阻{{R}_{x}}的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则{{R}_{x}}=___kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述{{R}_{x}},其测量结果与原结果相比将___(填"变大","变小"或"不变").君，已阅读到文档的结尾了呢~~
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实验十二_霍 尔 效 应 法 测 定 螺 线 管 轴向磁感应强度分布 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场， 这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于 1879 年发现的，后被称为霍尔效应。随着半导体物理学的迅速发展，霍 尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。 通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可 以判断材料的导电类型、 载流子浓度、 载流子迁移率等主要参数。 若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系， 还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。 如今， 霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要 手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽（高达 10GHz） 、寿 命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制 的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广阔的应用前景。了解这一富有实用性的实验，对日后的工作将 有益处。 一、实验目的 1．掌握测试霍尔元件的工作特性。 2．学习用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。 3．学习用霍尔元件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。 二、实验原理 1．霍尔效应法测量磁场原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴） 被约束在固体材料中， 这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积， 从而形成附加的横向电 场，即霍尔电场。对于图（1） （a）所示的 N 型半导体试样，若在 X 方向的电极 D、E 上通以电流 Is，在 Z 方向 加磁场 B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力Fg ? ev B其中 e 为载流子（电子）电量， 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率，B 为磁感应强度。（1）无论载流子是正电荷还是负电荷，Fg 的方向均沿 Y 方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在 Y 方向 即试样 A、A? 电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样 A、A? 两侧产生一个电位差 VH，形成相应的附加电场 E― 霍尔电场，相应的电压 VH 称为霍尔电压，电极 A、A? 称为霍尔电极。电场的指向取决于试样的导电类型。N 型 半导体的多数载流子为电子，P 型半导体的多数载流子为空穴。对 N 型试样，霍尔电场逆 Y 方向，P 型试样则沿 Y 方向，有Is( X ), B(Z )EH ?0 EH ? 0（N型） （P型）显然，该电场是阻止载流子继 续向侧面偏移，试样中载流子将受 一个与 Fg 方向相反的横向电场力 （a） 图（1）样品示意图 （b）FE ? eEH（2）其中 EH 为霍尔电场强度。 FE 随电荷积累增多而增大，当1达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力 e EH 与洛仑兹力 eV B 相等，样品两侧电荷的积累就 达到平衡，故有eEH ? eV B设试样的宽度为 b，厚度为 d，载流子浓度为 n，则电流强度 Is 与的 V 关系为（3）Is ? neV bd由（3）（4）两式可得 、（4）VH ? EH b ?1 IsB IsB ? RH ne d d（5）即霍尔电压 VH（A、A?电极之间的电压）与 IsB 乘积成正比与试样厚度 d 成反比。比例系数 RH ?1 称为 ne霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。由式（5）可见， 只要测出 VH（伏）以及知道 Is（安） 、B（高斯）和 d（厘米）可按下式计算 RH（厘米 3／库仑） 。RH ?VH d ? 10 ?8 IsB（6）上式中的 108 是由于磁感应强度 B 用电磁单位（高斯）而其它各量均采用 C、G、S 实用单位而引入。 霍尔元件就是利用上述霍尔效应制成的电磁转换元件，对于成品的霍尔元件，其 RH 和 d 已知，因此在实际 应用中式（5）常以如下形式出现：VH ? K H I S B其中比例系数 K H ?（7）RH 1 ? 称为霍尔元件灵敏度 （其值由制造厂家给出） 它表示该器件在单位工作电流 ， d ned和单位磁感应强度下输出的霍尔电压。Is 称为控制电流。 （7）式中的单位取 Is 为 mA、B 为 KGS、VH 为 mV，则 KH 的单位为 mV/（mA?KGS） 。 KH 越大，霍尔电压 VH 越大，霍尔效应越明显。从应用上讲，KH 愈大愈好。KH 与载流子浓度 n 成反比， 半导体的载流子浓度远比金属的载流子浓度小， 因此用半导体材料制成的霍尔元件， 霍尔效应明显， 灵敏度较高， 这也是一般霍尔元件不用金属导体而用半导体制成的原因。 另外， H 还与 d 成反比， 因此霍尔元件一般都很薄。 K ， 本实验所用的霍尔元件就是用 N 型半导体硅单晶切薄片制成的。 由于霍尔效应的建立所需时间很短（约 10-12―10-14s） ，因此使用霍尔元件时用直流电或交流电均可。只是使 用交流电时，所得的霍尔电压也是交变的，此时，式（7）中的 Is 和 VH 应理解为有效值。 根据（7）式，因 KH 已知，而 Is 由实验给出，所以只要测出 VH 就可以求得未知磁感应强度 B。B?VH KH IS(8)2．霍尔电压 VH 的测量方法 应该说明，在产生霍尔效应的同时，因伴随着多种副效应，以致实验测得的 A、A＇两电极之间的电压并不 等于真实的 VH 值，而是包含着各种副效应引起的附加电压，因此必须设法消除。根据副效应产生的机理（参阅 附录）可知，采用电流和磁场换向的对称测量法，基本上能够把副效应的影响从测量的结果中消除，具体的做法 是保持 Is 和 B（即 IM）的大小不变，并在设定电流和磁场的正、反方向后，依次测量由下列四组不同方向的 Is 和 B 组合的 A、A＇两点之间的电压 V1、V2、V3 和 V4，即2+IS +IS -IS -IS+B -B -B +BV1 V2 V3 V4然后求上述四组数据 V1、V2、V3 和 V4 的代数平均值，可得VH ?1 (V1 ? V2 ? V3 ? V4 ) 4（9）通过对称测量法求得的 VH，虽然还存在个别无法消除的副效应，但其引入的误差甚小，可以略而不计。 （8）（9）两式就是本实验用来测量磁感应强度的依据。 、 3．载流长直螺线管内的磁感应强度 螺线管是由绕在圆柱体上的导线构成的，对于密绕的螺线管，可以看成是一列有共同轴线的圆形线圈的并 排组合， 因此一个载流长直螺线管轴线上某点的磁感应强度， 可以从对各圆形电流在轴线上该点所产生的磁感应 强度进行积分求和得到。 根据毕奥―萨伐尔定律，当线圈通以电流 IM 时，管内轴线 上 P 点的磁感应强度为BP ? 1 2 ?0 NI M (cos?1 ? cos?2 )其中μO 为真空磁导率，μ O -7(10)=4π ×10 亨利/米，N 为螺线管单位长度的线圈匝数，IM 为线圈的励磁电流，β 1、β 2 分别为点 P 到螺线管两端径失与 轴线夹角，如图（2）所示。 根据式（10） ，对于一个有限长的螺线管，在距离两端口等远的中心处轴 上 O 点， 图（2）cos?1 ?L2 ( L 2)2 ? ( D 2)2，c o ?2 ? ? sL2 ( L 2)2 ? ( D 2)2式中 D 为长直螺线管直径，L 为螺线管长度。 此时，磁感应强度为最大，且等于1 B0 ? ?0 NI M ( 2 ? ?0 NI M1 L 2 1 1 ( L) 2 ? ( D) 2 2 2 L L2 ? D 2?1 L 2 1 1 ( L) 2 ? ( D) 2 2 2)（11）由于本实验仪所用的长直螺线管满足 L&&D，则近似认为B0 ? ?0 NI M在两端口处，（12）cos ?1 ?L ， 1 2 2 L ? ( D) 2c o ?2 ? 0 s磁感应强度为最小，且等于3B1 ?1 ?0 NI M 2L 1 L ? ( D) 2 22（13）同理，由于本实验仪所用的长直螺线管满足 L&&D，则近似认为B1 ?由（13）（14）式可知， B1 ? 1 2 B0 、1 ?0 NI M 2（14）由图（3）所示的长直螺线管的磁力线分布可知，其内腔中部磁 力线是平行于轴线的直线系，渐近两端口时，这些直线变为从两端 口离散的曲线， 说明其内部的磁场在很大一个范围内是近似均匀的， 仅在靠近两端口处磁感应强度才显著下降，呈现明显的不均匀性。 根据上面理论计算，长直螺线管一端的磁感应强度为内腔中部磁感 应强度的 1/2。 三、实验内容 1．霍尔元件输出特性测量 A．仔细阅读本实验仪使用 说明书后，按图（4）连接测试仪 和实验仪之间相对应的 Is、VH 和 IM 各组连线，Is 及 IM 换向开关投 向上方， 表明 Is 及 IM 均为正值 （即 Is 沿 X 方向，B 沿 Z 方向） ，反之 为负值。VH、Vσ 切换开关投向上 方测 VH，投向下方测 Vσ 。 经教师 检查后方可开启测试仪的电源。 注意： 3 中虚线所示的部分 图 线路即样品各电极及线包引线与 对应的双刀开关之间连线已由制 造厂家连接好。 必须强调指出：决不允许将 测试仪的励磁电源“IM 输出”误 接到实验仪的“Is 输入”或“VH 输出”处，否则一旦通电，霍尔元件即遭损坏！ 为了准确测量，应先对测试仪进行调零，即将测试仪的“Is 调节”和“IM 调节”旋钮均置零位，待开机数分 钟后若 VH 显示不为零，可通过面板左下方小孔的“调零”电位器实现调零，即“0.00” 。 B．转动霍尔元件探杆支架的旋钮 X1、X2、Y，慢慢将霍尔器件移到螺线管的中心位置。 C． 测绘 VH―Is 曲线 将实验仪的“VH、Vσ ”切换开关投向 VH 侧，测试仪的“功能切换”置 VH。 取 IM =0.800 A，并在测试过程中保持不变。 依次按表 1 所列数据调节 Is ，用对称测量法（详见附录）测出相应的 V1 、V2、V3 和 V4 值，记入表 1 中，4图 （3）图（4）绘制 VH―Is 曲线，并对该曲线进行简单的分析。 表 1 IM=0.800A Is （mA） 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 D．测绘 VH―IM 曲线 实验仪及测试仪各开关位置同上。 取 IS=8.00 mA，并在测试过程中保持不变。 依次按表 2 所列数据调节 IM， 用对称测量法测出相应的 V1 、 2、 3 和 V4 值， V V 记入表 2 中， 绘制 VH―IM 曲 线，并对该曲线进行简单的分析。 注意：在改变 IM 值时，要求快捷，每测好一组数据后，应立即切断 IM。 表2 IS=8.00mA IM（A） 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 2．测绘螺线管轴线上磁感应强度的分布曲线 取 IS=8.00mA，IM=0.800A，并在测试过程中保持不变。 A．以螺线管轴线为 X 轴，相距螺线管两端口等远的中心位置为坐标原点，探头离中心位置 X=14-X1-X2， 调节霍尔元件探杆支架的旋钮 X1、X2，使测距尺读数 X1=X2=0.0cm。 先调节 X1 旋钮，保持 X2 = 0.0cm，使 X1 停留在 0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、5.0、8.0、11.0、14.0cm 等读数处， 再调节 X2 旋钮，保持 X1=14.0cm，使 X2 停留在 3.0、6.0、9.0、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0cm 等读数处，按对 称测量法测出各相应位置的 V1、V2、V3、V4 值，并根据（8）（9）两式计算相对应的 VH 及 B 值，记入表 3 中。 、 根据（10）式计算相对应的理论 B 值，记入表 3 中，其中 V1(mV) +IS、+B V2(mV) +IS、-B V3(mV) -IS、-B V4(mV) -IS、+B V1(mV) +IS、+B V2(mV) +IS、-B V3(mV) -IS、-B V4(mV) -IS、+BVH ?V1 ? V2 ? V3 ? V4 (mV) 4VH ?V1 ? V2 ? V3 ? V4 (mV) 4c o ?1 ? sL ?X 2 1 ( L ? X ) 2 ? ( D) 2 2 2， cos? 2 ? ?L ?X 2 1 ( L ? X )2 ? ( D)2 2 2B．绘制 B―X 曲线，对该曲线进行简单的分析，并验证螺线管端口的磁感应强度为中心位置磁感应强度的 1/2（可不考虑温度对 VH 的影响） 。5C．将实验得到的螺线管轴向磁感应强度 B 值与计算得到的理论 B 值进行比较，求出相对误差（需考虑温 度对 VH 值的影响） ，并写出计算理论值 B 与实验值 B 时所需要的公式。如果误差太大有可能是实验仪器中所提 供的霍尔元件灵敏度 KH 值有较大误差所致，可根据理论值对 KH 值进行简单修正。 表 3 IS=8.00mA，IM=0.800A V1(mV) X1 X2 X (cm) (cm) (cm) +Is、+B 0.0 0.0 0.5 0.0 1.0 0.0 1.5 0.0 2.0 0.0 5.0 0.0 8.0 0.0 11.0 0.0 14.0 0.0 14.0 3.0 14.0 6.0 14.0 9.0 14.0 12.0 14.0 12.5 14.0 13.0 14.0 13.5 14.0 14.0 V2(mV) +Is、-B V3(mV) -Is、-B V4(mV) VH -Is、+B (mV) B(KGS) 实验值 理论值 相对误差注：① 测绘 B―X 曲线时，螺线管两端口附近磁强变化大，应多测几点。 ② 霍尔元件灵敏度 KH 值和螺线管单位长度线圈匝数 N 均标在实验仪上。 四、预习思考题 1．在什么样的条件下会产生霍尔电压，它的方向与哪些因素有关？ 2．实验中在产生霍尔效应的同时，还会产生那些副效应，它们与磁感应强度 B 和电流 Is 有什么关系，如 何消除副效应的影响？ 3．采用霍尔元件来测量磁场时具体要测量哪些物理量？ 4．用霍尔元件测磁场时，如果磁场方向与霍尔元件片的法线不一致，对测量结果有什么影响？如何用实验 方法判断 B 与元件法线是否一致？ 5．能否用霍尔元件测量交变磁场？6附录 实验中霍尔元件的副效应及其消除方法 （1）不等势电压降 Vo 如图（5）所示，由于元件的测量霍尔电压的 A、A?两电极不可能绝对对称地焊在霍尔片的两侧，位置不在一个理想的等 势面上，因此，即使不加磁场，只要有电流 Is 通过，就有电压 Vo＝Is r 产生，其中 r 为 A、A?所在的两个等势面之间的电阻， 结果在测量 VH 时，就叠加了 Vo，使得 VH 值偏大， （当 Vo 与 VH 同号）或偏小（当 Vo 与 VH 异号） 。由于目前生产工艺水平较高，不等势电压很小，像本实验用的霍尔元件试 样 N 型半导体硅单晶切薄片只有几百微伏左右，故一般可以忽略不计，也可以用一支电位器加以平衡。在本实 验中，VH 的符号取决于 Is 和 B 两者的方向，而 Vo 只与 Is 的方向有关，而与磁感应强度 B 的方向无关，因此 Vo 可以通过改变 Is 的方向予以消除。 （2）热电效应引起的附加电压 VE 如图（6）所示，由于实际上载流子迁移速率 V服从统计分布规律，构成电流的载流子速度不同，若速度为 v 的载流子所受的洛仑兹力与霍尔电场的作用力刚好抵消，则速度小于 v 的载流子受到的洛仑磁力小于霍尔电场 的作用力，将向霍尔电场作用力方向偏转，速度大于 v 的载流子受到的洛仑磁力大于霍尔电场的作用力，将向洛 仑磁力力方向偏转。 这样使得一侧高速载流子较多， 相当于温度较高， 另一侧低速载流子较多， 相当于温度较低， 从而在 Y 方向引起温差 TA－TA?，由此产生的热电效应，在 A、A?电极上引入附加温差 VE，这种现象称为爱延 好森效应。 这种效应的建立需要一定的时间， 如果采用直流电则由于爱延好森效应的存在而给霍尔电压的测量带 来误差，如果采用交流电，则由于交流变化快使得爱延好森效应来不及建立，可以减小测量误差，因此在实际应 用霍尔元件片 时，一般都采用交流电。由于 VE∝IsB，其符号与 Is 和 B 的 方向的关系跟 VH 是相同的， 因此不能用改变 Is 和 B 方向的方 法予以消除，但其引入的误差很小，可以忽略。 (3) 热磁效应直接引起的附加电压 VN 如图（7）所示因器件两端电流引线的接触电阻不等，通 电后在接点两处将产生不同的焦尔热，导致在 X 方向有温度梯度，引起载流子沿梯度方向扩散而产生热扩散电 流，热流 Q 在 z 方向磁场作用下，类似于霍尔效应在 Y 方向上产生一附加电 场εN，相应的电压图 （5）图 （6）VN ∝ Q B，而 VN 的符号只与 B 的方向有关，与 Is 的方 图 （7）向无关，因此可通过改变 B 的方向予以消除。 （4）热磁效应产生的温差引起的附加电压 VRL 如图（8）所示， （3）中所述的 X 方向热扩散电流，因载流子的速度统计 分布，在 Z 的方向的磁场 B 作用下，和（2）中所述的同一道理将在 Y 方向 产生温度梯度 TA－TA?，由此引入的附加电压 VRL ∝Q B，VRL 的符号只与 B 的方向有关，亦能消除。 综上所述， 实验中测得的 A 、 A?之间的电压除 VH 外还包含 VO 、VN、 RL V 和 VE 各电压的代数和，其中 VO、VN 和 VRH 均通过 Is 和 B 换向对称测量法予以消除。具体方法是在规定了电流 和磁场正、反方向后，分别测量由下列四组不同方向的 IS 和 B 的组合的 A、A?之间的电压。7图 （8）设 Is 和 B 的方向均为正向时，测得 A、A?之间电压记为 V1，即 当+IS、+B 时 当+IS、-B 时 同理，按照上述分析 当-IS、-B 时 当-IS、+B 时 V3 =VH -VO -VN -VRL +VE V4 =-VH -VO +VN +VRL -VE V1 = VH +VO +VN +VRL +VE 将 B 换向，而 IS 的方向不变，测得的电压记为 V2，此时 VH、VN、VRL、VE 均改号而 VO 符号不变，即 V2 =-VH +VO -VN -VRL -VE求以上四组数据 V1、V2、V3 和 V4 的代数平均值，可得VH ? VE ?V1 ? V2 ? V3 ? V4 4由于 VE 符号与 IS 和 B 两者方向关系和 VH 是相同的，故无法消除，但在非大电流，非强磁场下，VH＞ VE， ＞ 因此 VE 可略而不计，所以霍尔电压为VH ?V1 ? V2 ? V3 ? V4 4TH-S 型螺线管磁场测定实验组合仪 使用说明书一、实验装置简介 TH-S 型螺线管磁场测定实验组合仪全套设备由实验仪和测试仪两大部分组成。 A、实验仪 1．长直螺线管 长度 L＝28cm，单位长度的线圈匝数 N（匝/米）和霍尔元件灵敏度 KH 均标注在实验仪上。 2．霍尔元件和调节机构 霍尔元件如图（1）所示，它有两对电极，A、A′电极用来测量霍尔电压 VH，D、D′电极为工作电流电极， 两对电极用四线扁平线经探杆引出，分别接到实验仪的 IS 换向开关和 VH 输出开关处。 霍尔元件的灵敏度 KH 与载流子浓度 n 成反比，因半导体材料的载流子浓度 n 随温度变化而变化，故 KH 与温 度有关。 实验仪上给出了该霍尔元件在 15℃时的 KH 值。 实验仪如图（2）所示，探杆固定在二维（X、Y 方 向） 调节支架上。 其中 Y 方向调节支架通过旋钮 Y 调节 探杆中心轴线与螺线管内孔轴线位置，应使之重合。X 方向调节支架通过旋钮 X1、X2 调节探杆的轴向位置。 二维支架上设有 X1、X2 及 Y 测距尺，用来指示探杆的 轴向及纵向位置。 当前利用二维调节机构的同类产品中，只能测试螺线管半边轴向磁场分布曲线，无法满足实验要求。为此， 本实验仪专门设置了 X1、X2 两个互补的轴向调节支架，实现了从螺线管一端到另一端的整个轴向磁场分布曲线 的测试，且调节平衡，可靠，读数准确。同时也克服了当前另一些同类产品如探杆直接推拉法，滑轮拉线法等结 构粗糙、读数不准，易出故障的缺点。 仪器出厂前探杆中心轴线与螺线管内孔轴线已按要求进行了调整，因此，实验中，Y 旋钮无需调节。 图（1） 样品示意图8如操作者 想使霍尔 探头从螺 线管的右 端移至左 端，为调 节顺手， 应先调节 X1 旋钮， 使调节支 架 X1 的测 距尺读数 X1 从 0.0 → 14.0cm，再调 节 X2 旋 钮，使调 节支架 X2 测距尺读 图（2） 实验仪示意图数 X2 从 0.0→14.0 cm，反之，要使探头从螺线管左端移至右端，应先调节 X2，读数从 14.0 cm→0.0，再调节 X1， 读数从 14.0 cm→0.0。 霍尔探头位于螺线管的右端，中心及左端，测距尺指示为： 位 测距尺读数 （cm） 置 X1 X2 右 端 0 0 中 心 14 0 左 端 14 143．工作电流 IS 及励磁电流 IM 换向开关；霍尔电压 VH 输出开关。三组开关与对应的霍尔器件及螺线管线包 间连线出厂前均已接好。 B、 测试仪（如图（3）所示） 1． S 输出” “I 霍尔器件工作电流源，输出电流 0～10mA，通过 IS 调节旋钮连续调节。 2． M 输出” “I 螺线管励磁电流源， 输出电流 0～1A。 通过 IM 调节旋 钮连续调节。 上述两组恒流源读数可通过“测量选择”按键共用一 只 3 1/2 位 LED 数字电流表显示，按键测 IM，放键测 IS。 图（3） 测试仪面板图3．直流数字电压表1 3 位数字直流毫伏表，供测量霍尔电压用。电压表零位可通过面板左下方调零电位器旋钮进行校正。 29二、技术指标 1．励磁恒流源 IM 输出电流 电流稳定度 电流温度系数 负载稳定度 电流指示 0～1A，连续可调，调节精度可达 1mA。 优于 10 3（交流输入电压变化±10％） 。 ＜10 3℃。 优于 10－3 － －最大输出负载电压 12V。(负载由额定值变为零） 。1 3 位发光管数字显示，精度不低于 0.5％。 20～10mA，连续可调，调节精度可在 10μ A。 优于 10 3（交流输入电压变化±10％） 。 ＜10 3℃。 优于 10 3（负载由额定值变为零） 。－ － －2．样品工作恒流源 IS 输出电流 电流稳定度 电流温度系数 负载稳定度 电流指示 3．直流数字毫伏表 测量范围±20mV。 最大输出负载电压 12V。1 3 位发光管数字显示，精度不低于 0.5％。 21 3 位发光管数字显示，精度不低于 0.5％。 2注：IS 和 IM 两组恒流源也可用于需要直流恒流供电的其他场合，用户只要将“VH”短接，可按需要选取一 组或两组恒流源使用均可。 三、使用说明 1．测试仪的供电电源为 ～220V，50Hz。电源进线为单相三线。 2．电源插座和电源开关均安装在机箱背面，保险丝为 0.5A，置于电源插座内。 3．霍尔器件各电极及线包引线与对应的双刀开关之间连线出厂前均已接好。 4．测试仪面板上的“IS 输出”“IM 输出”和“VH 输入”三对接线柱应分别与实验仪上的三对相应的接线柱 、 正确连接。 5．仪器开机前应将 IS、IM 调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输出电流趋于最小状态，然后再开机。 6．调节实验仪上 X1 及 X2 旋钮，使测距尺 X1 及 X2 读数均为零，此时霍尔探头位于螺线管右端。实验时， 如要使探头移至左端应先调节 X1 旋钮，使 X1 由 0→14cm，再调节 X2 旋钮，使 X2 由 0→14cm，如要使探头右移， 应先调节 X2，再调节 X1。 注意：严禁鲁莽操作，以免损坏设备。 7．仪器接通电源后，预热数分钟即可进行实验。 8． S 调节”和“IM 调节”分别用来控制样品工作电流 IS 和励磁电流 IM 的大小。其电流随旋钮顺时针方向 “I 转动而增加，细心操作，调节的精度分别可达 10μ A 和 lmA。IS 和 IM 读数可通过“测量选择”按键来实现。按 键测 IM，放键测 IS。 9．关机前，应将“IS 调节”和“IM 调节”旋钮逆时针方向旋到底，使其输出电流趋于最小状态，然后切断电源。 四、仪器检验步骤 1．霍尔片性脆易碎，电极甚细易断，实验中调节探头轴向位置时，要缓慢、细心转动有关旋钮，探头不得10调出螺线管外面，严禁用手或其它物件去触摸探头，以防损坏霍尔器件。 2．测试仪的“IS 调节”和“IM 调节”旋钮均置零位（即逆时针旋到底） 。 3．测试仪的“IS 输出”接实验仪的“IS 输入” M 输出”接“IM 输入” “I ，并将 IS 及 IM 换向开关掷向任一侧。 注意：决不允许将“IM 输出”接到“IS 输入”或“VH 输出”处，否则，一旦通电，霍尔样品即遭损坏。 4．实验仪的“VH 输出”接测试仪的“VH 输入”“VH 输出”开关应始终保持闭合状态。 ， 5．调节 X1 及 X2 旋钮，使霍尔器件离螺线管端口约 10cm 位置处。 6．接通电源，预热数分钟后，电流表显示“.000” （当按下“测量选择”键时）或“0.00” （放开“测量选择” 键时） ［注］ ，电压表显示为“0.00” （若不为零，可通过面板左下方小孔内的电位器来调整） 。 7．置“测量选择”于“IS”档（放键） ，电流表所示的 IS 值即随“IS 调节”旋钮顺时针转动而增大，其变化 范围为 0～10mA，此时电压表所示 VH 读数为“不等势”电压值，它随 IS 增大而增大，IS 换向，VH 极性改号（此 乃副效应所致，可通过“对称测量法”予以消除） ，说明“IS 输出”和“IS 输入”正常。 8．取 IS=2mA。置“测量选择”于 IM 档（按键） ，顺时针转动“IM 调节”旋钮，查看 IM 变化范围应为 0～1A。 此时 VH 值亦随 IM 增大而增大，当 IM 换向时，VH 亦改号（其绝对值随 IM 流向不同而异，此乃副效应所致，可通 过“对称测量法”予以消除） ，说明“IM 输出”和“IM 输入”正常。 9．调节 X1 及 X2 旋钮，使霍尔探头从螺线管一端移至另一端，观察电压表所示 VH 值应随探杆的轴向移动而 有所变化，且接近螺线管端口处 VH 值将急剧下降。至此，说明仪器全部正常。 10．本仪器数码显示稳定可靠，但若电源线不接地则可能出现数字跳动现象。 “VH 输入”开路或输入电压＞19.99mV，则电压表出现溢出现象。 注：有时，IS 调节电位器或 IM 调节电位器起点不为零，将出现电流表指示末位数不为零，亦属正常。11
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