DH4501N型 亥姆霍兹线圈磁场实验仪
20页1、 霍尔效应和霍尔法测量磁场霍尔效应和霍尔法测量磁场DH4501N 型三维亥姆霍兹线圈磁场实验仪 实 验 讲 义 杭 州 大 华 科 教 仪 器 研 究 所 杭州大华仪器制造有限公司 1 DH4501N 型三维亥姆霍兹线圈磁场实验仪使用说明 仪器可用于霍尔效应实验,并且研究亥姆霍兹线圈的磁场分布规律。 仪器由信号源和测试架两大部分组成。 一、DH4501N 三维亥姆霍兹线圈磁场实验仪信号源 仪器背部为 220V 交流电源插座和开关, 以及配 DH4501N 三维亥姆霍兹线圈磁场实验仪测试架的专用插座。 仪器面板为三大部分,见下图(1) 。 图(1) 实验仪面板图 1、励磁电流 IM输出:前面板右侧,三位半数显电流表,显示输出电流值IM(A) ,直流恒流输出可调,接到测试架的励磁线圈,提供实验用的励磁电流。 2、霍尔片工作电流 IS输出:前面板左侧,三位半数显电流表,显示输出电流值 IS(mA) ,直流恒流输出可调,用于提供霍尔片的工作电流。 以上两组直流恒源只能在规定的负载范围内恒流,与之配套的“测试架”上的负载符合要求。若要作它用时需注意。 提醒:提醒:只有在接通负载时,恒流源才有电流
2、输出,数显表上才有相应显示。 3、VH、V测量输入:前面板中部,三位半数显表显示输入值(mV) ,用于测量霍尔片的霍尔电压 VH及霍尔片长度 L 方向的电压降 V。 使用前将两输入端接线柱短路,用调零旋钮调零。 2 提醒:提醒:IS霍尔片工作电流输出端与 VH、V测量输入端,连接测试架时,与测试架上对应的接线端子一一对应连接(红接线柱与红接线柱相连,黑接线柱与黑接线柱相连) 。励磁电流 IM输出端连接到测试架线圈时,可以选择接单个线圈与双个线圈。接双个线圈时,将两线圈串联,即一个线圈的黑接线柱与另一线圈的红接线柱相连。另外两端子接至实验仪的 IM端。 4、二个换向开关 分别对励磁电流 IM,工作电流 IS进行正反向换向控制。 5、一个转换开关 对霍尔片的霍尔电压VH与霍尔片长度L方向的电压降V测量进行转换控制。 二、DH4501N 三维亥姆霍兹线圈磁场测试架 本测试架的特点是三维可靠调节,见图(2) 。 1、亥姆霍兹线圈 两个圆线圈(1) 、 (2)安装于底板(3)上,其中圆线圈(1)固定,圆线圈(2)可以沿底板移动,移动范围为 50200mm; 松开圆线圈 (2) 底座上的紧固螺钉,
3、 就可以用双手均匀地移动圆线圈 (2) ,从而改变了两个圆线圈的位置,移到所需的位置后,再拧紧紧固螺钉。 励磁电流通过圆线圈后面的插孔接入, 可以做单个和双个线圈的磁场分布。 3 图(2) 三维亥姆霍兹线圈磁场实验仪测试架 2、三维可移动装置 滑块(10)可以沿导轨(5)左右移动,用于改变霍尔元件 X 方向的位置。移动时,用力要轻,速度不可过快,如果滑块移动时阻力太大或松动,则应适当调节滑块上的螺钉(9)的紧度;左右移动不可沿前后方向即 Y 向用力,以免改变 Y 向位置;必要时,可以锁紧导轨(5)右端的紧定螺钉(13) ,防止改变 Y 向位置。 轻推滑块(10)沿导轨(6)均匀移动导轨(5) ,可改变霍尔元件 Y 方向的位置;这时,导轨(5)右端的紧定螺钉(13)应处于松开状态。注意:这时不可左右方向用力,以免改变霍尔元件的 X 向位置。 松开紧固螺钉(12) ,铜杆(8)可以沿导轨(7)上下移动,移到所需的位置后,再拧紧紧固螺钉(12) ,用于改变霍尔元件 Z 方向的位置。 装置的向均配有位置标尺,在三维测量磁场时,可以方便地测量空间磁场的三维坐标。 、霍尔元件 装置采用优质砷化镓霍
4、尔元件,特点是灵敏度高,温度漂移小,既可以做霍尔效应实验,又可作磁场分布实验。 霍尔元件(4)安装于铜管(8)的左前端,导线从铜管中引出,连接到测试架后面板上的专用插座。 改变圆线圈(2)的位置进行磁场分布实验时,为了读数方便,应该改变铜管(8)的位置。松开紧固螺钉(11) ,移动铜管至 R、2R 或 R/2 的位置,对应于圆线圈(2)在 R、2R 或 R/2 的位置,这样做的优点是移动滑块(10)时,向的读数是以位置为对称的。如果不改变铜管()的位置,则应对向位置读数进行修正。 三、主要技术参数 1、 励磁电流 IM输出范围:直流 00.500A,3 位半数字表测量, 调节细度:1mA,负载电阻范围:040。 2、霍尔片工作电流 IS输出范围:直流 05.00mA,3 位半数字表测量,调4 节细度:10A,负载电阻范围:01K。 3、VH、V测量输入范围 VH:直流 019.99mV,3 位半数字表测量,分辨力 10V。 V:直流 01999mV,3 位半数字表测量,分辨力 1mV。 4、亥姆霍兹线圈 线圈等效半径:100mm,二线圈中心间距:50200mm 连续可调; 线圈匝数:5
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