霍尔效应和霍尔元件特性测定数据处理范例.doc

霍尔效应和霍尔元件特性测定数据处理范例霍尔效应和霍尔元件特性测定数据处理范例1 1．霍尔元件的不等位电势差测定．霍尔元件的不等位电势差测定（1）表一：霍尔元件不等位电势差与工作电流数据表（0MI）/sImA0.000.501.001.502.002.503.00/V mV0.000.030.060.090.120.150.18（2）在坐标纸上作出不等位电势差与工作电流的关系曲线图 1：不等位电势差与工作电流的关系曲线2 2．励磁电流一定，霍尔元件灵敏度测定（仪器公差取数字仪表显示数据末位的．励磁电流一定，霍尔元件灵敏度测定（仪器公差取数字仪表显示数据末位的 5 5 倍，倍，如霍尔工作电流示值误差：如霍尔工作电流示值误差：0.05 SImmA；霍尔电压示值误差：；霍尔电压示值误差：0.05 HVmmV；；励磁电流示值误差：励磁电流示值误差：0.005 MImA）） ⑴ 霍尔电压与霍尔电流关系测试数据表：表二： 霍尔电压与霍尔电流关系数据表格（HSVI）,500MImA1/VmV2/VmV3/VmV4/VmV /SImA ,SMII,SMII,SMII,SMII1234/4HVVVVVmV0.250.28－0.230.22-0.290.26 0.500.56-0.440.44-0.560.50 0.750.85-0.670.67-0.850.76 1.001.12-0.880.88-1.121.00 1.251.41-1.101.11-1.411.26 1.501.69-1.321.32-1.681.50 1.751.97-1.541.54-1.961.752.002.25-1.761.77-2.242.01 2.252.54-1.971.99-2.522.26 2.502.82-2.192.21-2.802.51 2.753.10-2.412.44-3.082.76 3.003.39-2.632.66-3.363.01⑵ 利用逐差法计算霍尔元件灵敏度及其不确定度（0.683p ） 。

HH H SSVVKI BIBa）利用逐差法计算HV的平均值及不确定度估算（该部分逐差法计算可用数据处理 软件的逐差法进行计算） 7182931041151261.750.261.49,2.01 0.501.51,2.260.761.50,2.51 1.001.51,2.76 1.261.50,3.01 1.501.51HHHHHHHHHHHHVVmV VVmVVVmV VVmVVVmV VVmV1.50HVmV某次测量的标准偏差：0.0082 HVSmV，平均值的标准偏差：0.0033 HVSmV肖维涅系数61.73ncc，1.73 0.00820.014186 HnVcSmV根据肖维涅准则（坏值条件：* iHHHnVVVcS）检验无坏值出现 （注：如坏 值超过两个, 请说明后用作图法处理）HV不确定度估算： 1.11 0.00330.0037 HAvpVut SmV710.05220.04133BVHBVH BpmuuukmV 2222(0.0037)(0.041)0.041 HVABuuumV（0.683p ）0.0410.0271.50HHV V HuEV b）SI的不确定度估算（该部分计算也可用数据处理软件的逐差法进行计算） 1.50SImA0.050.02933SpukmA仪（0.683p ） 0.0290.0191.50SSI I SuEIc）磁感应强度B及其不确定度的计算 螺线管参数：线圈匝数 N=1800 匝，有效长度 2L＝181mm，等效半径 R＝21mm 1800 2181NnL匝/mm0 1/21/222220 1/21/222220 1/222721/222322 22410/1800 0.50020.02100.09056.087 10MMMu nIxLxLB RxLRxLu NILL LRLRLu NIRLN AAmT     0.0050.002933MIpukA仪（0.683p ） 0.00290.00580.500MMI BI MuEEId）霍尔元件灵敏度的计算31.50164/1.50 6.087 10HH H SSVVKmV mA TI BI B222222100%0.0270.0190.0058100%3.4% HHSKVIBEEEE0.034 1646/ HHKKHuEKmV mA T所以霍尔元件的灵敏度为： 1646/HKmV mA T,(0.683p )3.4% HKE3 3．霍尔工作电流一定，励磁电流与霍尔电压关系测试．霍尔工作电流一定，励磁电流与霍尔电压关系测试⑴ 表三：霍尔电压与励磁电流关系测试数据表格(HMVI)，3.00sImA1()V mV2()V mV3()V mV4()V mV ()MImA ,SMII,SMII,SMII,SMII1234/4HVVVVVmV1001.17-0.020.02-1.160.60 1501.48-0.330.32-1.460.90 2001.80-0.630.64-1.771.21 2502.11-0.930.95-2.071.51 3002.41-1.241.26-2.381.82 3502.71-1.551.56-2.692.13 4003.02-1.871.87-3.002.44 4503.32-2.172.18-3.312.74 5003.62-2.492.49-3.613.05⑵ 用坐标纸绘制HMVI关系曲线.注：横坐标每格 10mA，纵坐标每格 0.1mV⑶ 用图解法确定霍尔元件的灵敏度及不确定度（0.683p ） 。

HHSVK I BQ1/22200 1/2221/2220222HHH H MSMSSHMSRLVVVKu NII BIIu NI RLRLV IIu N a),HMVI最佳值及不确定度的确定 在图上取两点 P1(85,0.50),P2(491,3.00)21491 85406MMMIIImA213.000.502.50HHHVVVmV222 54.133MpmmukmA（m取横坐标最小刻度值的一半）4.10.010406MMI I MuEI 222 0.050.04133HVpmmukmV（m取纵坐标最小刻度值的一半） 0.0410.0162.50V VuEV b）SI不确定度的确定： 0.050.02933SpukmA仪0.0290.00973.00SSI I SuEIc）HK最佳值及不确定度的计算：HMVI斜率为2.500.00616/406HMVkmV mAI1/22201/22272221181/2 0.006163.00 4 3.14 101800 169/H H MSRLVKIIu NmV mA T  222222(0.010)(0.016)(0.0097)2.1% HMHSKIVIEEE2.1% 1694/ HHKKHuEKmV mA T1694/HKmV mA T,(0.683p )2.1%HE 4 4．实验结果．实验结果 （1）励磁电流为零情况下，不等位电势差与霍尔元件工作电流为线性关系曲线，该曲线斜 率即为霍尔元件的不等位电阻； （2）磁感应强度一定时，采用逐差法计算的霍尔元件灵敏度为： 1646/HKmV mA T,(0.683p )3.4% HKE（3）霍尔元件工作电流一定时，采用图解法测定的霍尔元件灵敏度为： 1694/HKmV mA T,(0.683p )2.1%HE 5.5.讨论讨论 ( (略略) )。