第三组传感器之磁效应PPT.pptVIP

简介：物质的磁性与其力学、声学、热学、光学及电学等性能均取决于物质内原子和电子状态及它们之间的相互作用。 各类磁效应的实验举例 磁阻效应 定义： 磁状态的变化引起其他各种性能的变化;反之,电、热、力、光、声等作用也引起磁性的变化，这些变化统称为磁效应. 研究磁效应的意义 研究磁效应的重要—磁效应应用 研究磁效应的重要—磁效应应用 主要内容 实验简介 预备知识 霍尔效应 霍尔效应 霍尔元件中的附加效应 消除附加电压 为了减小附加效应对测量霍耳电压UH的影响，我们采用对称测量法，即将I和B正反两个方向组合出四种情况： U1(+I, +B) 、U2(+I ,-B) U3(-I ,-B) 、U4(-I ,B) 霍尔电压的测量结果为： 操作指南 实验装置 操作要点 注意事项 1. Is, Im的正确调零； 2. Is, Im的正确组合切换； 3. 读数应以小数点的正确位置； 4. 采取开关切换次数最少的测法； 5. B=K .Im ,K为常数，记录在线圈上。 * * 这些性能相互联系、相互影响 电 流 磁 效 应 实 验 奥斯特发现电流磁效应 磁 致 伸 缩 位 移 传器 感 ——磁致伸缩效应的应用 ①：它提供了物质结构、物质内部各种相互作用以及由此引起的各种物理性能相互联系的丰富信息 例如：磁光效应可用来探测磁性物质内磁性电子的跃迁及其能级 。 研究磁效应的意义 ②：磁电效应则反映传导电子与导致宏观磁性的电子之间的相互作用。 磁效应在技术应用中已经或正在获得重要应用，为各种需要提供了性能优良的新器件、新材料和新手段。 1：磁-力效应与磁声效应分别用于制造电声换能器及延迟线 ； 2：磁光效应被用于观察磁化强度的分布，研制磁光器件及磁光存储器件； 3：顺磁盐或核磁的绝热退磁为获得超低温的有效手段； 4：磁电阻效应则用于检测磁场而制成新型磁头及磁泡检测器。 在工程技术上有特殊应用的恒弹性材料及低膨胀系数材料则基于磁-力效应及磁热效应,均与磁致伸缩效应有关 。 预备知识 实验简介 设计思路 操作指南 注意事项 返回目录页 霍尔效应是一种磁电效应，是美国研究生霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。 根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件，它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在检测、自动化、信息处理等领域得到广泛的应用。 通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物理原理应用到测量技术中的基本过程。 霍尔元件中的附加效应 霍尔效应 当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）。 霍尔电压UH与电流I和磁感应强度B及元件的厚度d的关系： 式中RH为霍尔系数，它与载流子浓度n和载流子电量q的关系： 若令霍尔灵敏度KH=RH/d，则 在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效应的产生，在霍尔元件上测得的电压是各种附加电压叠加的结果。 附加电压 1.不等势电压 Uo （不等势效应 ）＝Is . R 3.热磁效应直接引起的附加电压UN （能斯特效应） 4. 热磁效应产生温差引起的附加电压UR （里纪－勒杜克效应 ） 霍尔元件中的附加效应 2.温差电效应引起的附加电压UE （厄廷好森效应） 实验装置 操作要点 励磁线圈 KH值 测量电路 励磁电路 工作电路 霍尔元件 按装置连接电路，然后对Is, I m调零，此时UH应显示为零； 2. 测量UH ～Is关系（保持Im＝0.6A）; 测量UH ～Im关系（保持Is＝3.00mA）; 测量Uσ值; 5. 确定样品的导电类型。