2、放置测量探头于螺线管轴线中心，即13.0cm刻度处，调节励磁电流IM??1000mA，调节霍尔元件工作电流为IS??0、?1.00、?2.00、?3.00、?4.00，测量对应的霍尔输出电压，记录到表格中，通过作图证明霍尔电势差VH与霍尔电流IS成正比。 3、调节励磁电流IM??500mA，调节霍尔电流为IS??4.00mA，测量螺线管轴线上

X?0.0cm, 1.0cm, 2.0cm......13.0cm位置的霍尔电势差，按给定的霍尔灵敏度作磁场分布B?X图，从图中找出磁感应强度等于螺线管轴线上中心值一半的位置。与理论值比

较，计算相对误差。

4．用螺线管中心点磁感应强度理论计算值，校准或测定霍尔传感器的灵敏度。

【实验数据实例】（供参考）

1、励磁电流与霍尔电势差的关系：

霍尔工作电流IS??5.00mA ，霍尔传感器位于螺线管轴线中心即刻度尺13.0cm处。

表1 IM?mA? 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 VH1?mV? -0.40 -1.58 -2.76 -3.95 -5.13 -6.32 -7.50 -8.68 -9.86 -11.06 -12.23 VH2?mV? -0.40 0.78 1.97 3.14 4.32 5.51 6.69 7.88 9.05 10.25 11.42 VH3?mV? 0.38 1.56 2.74 3.93 5.11 6.29 7.48 8.67 9.85 11.03 12.22 VH4?mV? 0.38 -0.80 -1.98 -3.16 -4.34 -5.52 -6.71 -7.89 -9.08 -10.26 -11.43 VH?mV? 0 1.18 2.36 3.55 4.73 5.91 7.10 8.28 9.46 10.65 11.83 9

作VH?IM直线拟合得相关系数??0.9999。由于螺线管内磁感应强度B与激励电流IM成正比，所以表1数据可以说明霍尔电势差VH与磁感应强度B成正比。 2．测量霍尔电势差与霍尔工作电流的关系：

螺线管通电励磁电流IM??500mA，霍尔传感器位于螺线管轴线中心，即13.0cm处。

表2

IS?mA? 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

VH1?mV? 0.00 -0.62 -1.25 -1.89 -2.52 -3.15 -3.78 -4.41 -5.05 -5.08 -6.32 VH2?mV? 0.00 0.56 1.11 1.67 2.23 2.78 3.32 3.88 4.43 4.97 5.50 VH3?mV? 0.00 0.64 1.20 1.90 2.53 3.15 3.73 4.40 5.04 5.67 6.30 VH4?mV? 0.00 -0.54 -1.10 -1.65 -2.22 -2.77 -3.32 -3.87 -4.44 -4.97 -5.53 VH?mV? 0.00 0.59 1.17 1.78 2.38 2.96 3.54 4.14 4.74 5.17 5.91 作VH?IS直线拟合得相关系数??0.9985；所以表2数据可以说明霍尔电势差VH与霍尔工作电流IS成正比。

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3．通电螺线管轴向磁场分布测量。

霍尔电流IH??5.00mA，螺线管通电励磁电流IM??500mA，

KH?194mV/?mA?T?。

表3 X?cm? 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 VH1?mV? VH2?mV? VH3?mV? VH4?mV? VH?mV? -2.35 -3.86 -4.68 -5.02 -5.19 -5.29 -5.31 -5.34 -5.37 -5.40 -5.42 -5.46 -5.46 -5.45 3.27 4.78 5.58 5.94 6.10 6.21 6.26 6.27 6.29 6.33 6.36 6.38 6.39 6.40 2.36 3.87 4.68 5.03 5.19 5.30 5.32 5.35 5.38 5.41 5.43 5.46 5.47 5.45 -3.25 -4.75 -5.57 -5.91 -6.08 -6.18 -6.24 -6.26 -6.28 -6.31 -6.34 -6.37 -6.38 -6.39 2.81 4.32 5.13 5.48 5.64 5.75 5.78 5.81 5.83 5.86 5.89 5.92 5.93 5.92 B?mT? 2.89 4.45 5.29 5.64 5.81 5.92 5.96 5.98 6.01 6.04 6.07 6.10 6.11 6.11 磁感应强度均匀区为8.0~13.0cm刻度区域，磁感应强度变化＜0.7% 。

4．通电螺线管轴线中央磁感应强度的理论值：

螺线管匝数为N?2550T，长度L?0.26m，平均直径D?0.035m，励磁电流

IM?0.500A，所以：B中心???N?IML2?D2?4??10?7?2550?0.5000.262?0.0352?6.11?10?3(T)

上述实验中，IS?5.00mA , VH?5.92mV 由式（1）VH?KH?IS?B

VH5.92?10?32因此： KH???1.94?10mV/(mA?T) ?3?3IS?B5.00?10?6.11?10由此原理，经定标后，霍尔元件作为磁测量探头，能简便、直观、快速地测量磁场的磁感应强度，还可以用于如压力，位移、转速等非电量测量，特别是可作为乘法器，用于功率测量等创新应用性实验，具有宽广的应用空间。

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【附录】

FB510A型霍尔效应组合实验仪说明书

一． 概述：

FB510A型霍尔效应组合实验仪是专为大学物理实验设计、开发的一种电磁学实验仪

器，通过该实验仪器，可以十分形象地观察到霍尔电势的产生，从而进一步了解我们总是采用半导体材料作为霍尔传感器的道理。FB510A型霍尔效应实验仪用亥姆霍兹线圈或螺线管产生稳恒磁场，线圈的励磁电流、霍尔传感器的工作电流换向均用继电器控制，取代了过去传统的双刀双掷开关，不仅结构紧凑，外观更漂亮，最大的优点是大大提高了仪器的可靠性，减少了仪器的故障，大大延长了仪器的使用寿命。 二．主要技术性能：

1．使用环境条件：温度：5~35?C 相对湿度：25~80%

2．绝缘强度：仪器经1000V50Hz正弦电压1min耐压试验无击穿、闪烁现象。 3．亥姆霍兹线圈：有效半径 R?38mm

0（单线圈） 线圈匝数 150匝线圈间距 L?R?38mm

4．螺线管线圈：匝数为：N?2550匝，长度：L?260mm，平均直径：D?35mm，

励磁电流(mA) 亥姆霍兹线圈 磁场强度(mT) 螺线管线圈 磁场强度(mT) 磁场线圈中心磁场强度（参考） 100 200 300 400 3.74 1.22 7.48 2.44 11.22 3.67 14.96 4.88 500 18.70 6.11

5．霍尔传感器：由GaAs 制成，霍尔灵敏度：190~230(mV/mA?T) 6．二维移动支架：传感器从磁场中心可水平向左右移动30mm，垂直向下25mm 7．换向开关：由继电器和按钮开关组成，位置由发光二极管指示。 8．测试仪提供二组稳压恒流源

（1）励磁电源：电压27V，电流值由三位半数字式电流表指示 亥姆霍兹线圈：IM?0~500mA，连续可调， 螺线管线圈：IM?0~1000mA，连续可调，

（2）元件工作电流：电压12V，IS?0~5mA ，连续可调，三位半数字式电流表指示 （3）霍尔电压用三位半数字式毫伏表测量，量程：20.00mV 9. 总电源： 220?10%,50Hz交流市电，功耗：30VA 10. 外形尺寸

测试架实验箱： 480?400?220（mm）

测试仪： 320?250?120（mm） 11．总质量：≤20kg

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