《参考资料霍尔探针与磁场量测—线圈磁场的观察.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《参考资料霍尔探针与磁场量测—线圈磁场的观察.docx（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、579382991.doc;6/5;2018/11/23参考资料：霍豳探金十典磁埸量测一圈磁埸的觐察、a介:is磁埸的测量不谪在室或工程上都是一槿重要的基本测量。不像n埸 檬，磁埸郤是很容易测量的。而一槿方便又精碓的方法，就是使用霍豳探金十 做测量。本主要是孥雪霍豳探金十的原理，及利用它来瞬瞪静磁孥理谪所 58测的垣象。、原理：1.霍U效JS：常一四方H （H a,高b）截流醇猾!至於磁埸中畤（18流方向 x-axis垂 直於磁埸方向z-axis ）,由F = a（v父B ）= -qvxBz?得知，雷荷11r受到 一（0垂直於逋勤方向（y方向）的磁力，使18荷往遏（y-axis ） 累稹，如下
2、BI所示。此荷累稹ft生一垂直流方向（y方向）的埸Ey,其力典磁力方 向相反。常累稹到某他程度畤，作用在ft荷的ft力典磁力遂互相抵消，此？I象耦悬霍U效J1。而此畤的甯:屋差叫霍U甯:屋，其彳系悬VH =V 0, a,0 i-V 0,-a,0 i(DH 2 '-2 '- IBRh 一=- a Eydy = - aEy = - a , xBZIB2Nqbb其中，total current I=Nqab , N： charge carrier density , ab: area of cross section of the conductor , Vh：霍豳雷厘!所跨越的晶片
3、竟度， Rh：霍豳彳系数。封半厚醴而言：R 12 PJ2 -nJ2H ek2加收+ nN 2其中，p,n：电洞、甯:子密度，叱p, 1 n：电洞、甯:子漂移率， carriercollision time 。上式（1） 整理可得b Vh rHT因此，我伸号可利用测量霍而量得磁埸在垂直於厚H之分量。一般 而言，半蹲H之Rh大於金数他数量级,所以一般霍豳探金十皆探用半蹲 H晶片。2 .感JJfe®圈事由上磁埸：%Ib 23由Biot-Savart定律，在一BI形圈串由上高隹BI心 z虑的磁埸方向沿著封 耦事由，具大小悬2 b2 z2 2其中b是圈半彳至，I圈18流，z悬待求磁埸高度。若圈
4、有n圈,2_°nIbB -32 b2 z2 2余直由上式推演，我伸号可得Helmholtz 圈崖生之磁埸，此悬言午多需要外加磁埸畤常用的鼓咻I, Helmholtz coil 包含WK0完全一檬的BI形圈（半彳W=a, n turns ）,符WKS BI形醇圈平行同事由置放，距离隹 a, MFMoHelmholtz coil31生之磁埸（事由向z-axis ）可由式（4）求得:口 °nIb 2Bz 二。-上?Rz+a3 .辰直的磁埸：得知,由 Ampere s law其中，r悬待测黑占到的距离隹。畤，如果I太小，JW r也必i(很小, 才能使B狗大到倭器所能感测到的程度，或
5、者增加数目来增加 流。rB三、倭器典明：高斯言十、霍U探金十(transverse )、数位式三用甯Wl、雷源供器、Helmholtz coil(直彳至 13.6cm )、II直®*茨：明：(A)高斯言十：本所使用的高斯言十其型虢悬 F.W.Model6010 ,主要用 霍豳效的原理来测量 DC磁埸，面板如下BI所示。先就功能茨:明如下：4%.I MANUAL RANGE汨日日日TEMP - r.T.n 下 C PEAK HOLDZERO PROBERELATIVE4 5 6UNITSaooZEROATOVEOFFSET0 口 EnOWERPROBERANGE AC/DC/MAUNA
6、LMAX HOLDLO HI MIN HOLDft源IW制RESET1 Power Switch2 Display3 Probe ConnectorU示面板逋接霍豳探金十，注意：要拔掉探金十畤，先 按住探金十接1g再拔出，不可拉扯甯4 Range自勤或手勤逗撵探测轮阐AC/DC逐撵交流或直流18磁埸6 Units7 Zero8 Re; atove9 Manual Offset10 Hold11 Reset逐撵探测罩位营帚零测量微弱磁埸畤使用，每次探测 前需做营帚零勤作。测量相封磁埸，使用彳爰所有测量磁埸符是 原本磁埸的相封信。可封零黑占做手勤微湖段定最大值、最小值或峰值。取消Hold所取的及值
7、(B)霍U探金十：一般来茨:，霍U探金十可分悬三IS:transverse 、axial及bare。不同的探金十逾用於不同的测量状况。本所使用的探金十I®型 是transverse ,其形状如下Bl所示。探金十呈扁平僚状，感测晶片在探 金十面，测量畤磁通量要垂直通谩探金十面，以探金十前端十字言已虢虑测量。四、步哪1 .高斯言十之操作：(1) S1零：a. > transverse 探金十插入高斯it插座中。b.打H power , K始操作高斯言十。c.符探金十放到未通ft流之待测物醴旁，按 zero 帚零。(2)量测：b. IS定测量K位。c. IS定探羽M值。c.符探金十放
8、到探测位置测量磁埸，探金十面需垂直磁埸。d.测量完可按reset各趣值St零，迤行下一次测量2 .测量Helmholtz圈串由上磁埸，装置如H：a.符高斯言十营帚零，K始测量。b.圈直放在!克力板上，用睹彳power supply ,通以直流重1A。c.由BI心出逐Sf增加z值至20cm虑（沿率由向），每隔1cm分别H取磁埸值，做B v.s. z Mod.由BI心出彝，逐渐增加 R值至20cm虑（沿彳至向），每隔1cm分别 H取磁埸值，做B v.s. R Bioe.取z = 0il磁埸，依照公式算出Helmhotlz 圈数目。3.测量晨直的磁埸：a.高斯言十营帚零，K始测量。b.符辰直醇18源供鹰器用睹MS成一退路，通18流3A。c.由BI心出逐Sf增加 R值至10cm虑（沿彳至向），每隔1cm分别 H取磁埸值，做B v.s. z M,言十算余思雷流及安培定律。