文档介绍：近代物理实验报告专业2011级应用物理学班级(2)组别指导教师彭云雄姓名同组人实验时间2013年12月23日实验地点K7-108实验名称一、实验目的磁阻效应实验测量电磁铁的磁感应强度与励磁电流的关系和电磁铁磁场分布。测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系。作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系曲线。对此关系曲线的非线性区域和线性区域分别进行拟合。二、实验原理图1磁阻效应原理一定条件下,导电材料的电阻值R随磁感应强度B的变化规律称为磁阻效应。如图1所示,当半导体处于磁场中时,导体或半导体的载流子将受洛仑兹力的作用,发生偏转,在两端产生积聚电荷并产生霍耳电场。如果霍耳电场作用和某一速度载流子的洛仑兹力作用刚好抵消,那么小于或大于该速度的载流子将发生偏转,因而沿外加电场方向运动的载流子数量将减少,电阻增大,表现出横向磁阻效应。若将图1中a端和b端短路,则磁阻效应更明显。通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小,即用Δρ/ρ(0)表示。其中ρ(0)为零磁场时的电阻率,设磁电阻在磁感应强度为B的磁场中电阻率为ρ(B),则Δρ=ρ(B)-ρ(0)。由于磁阻传感器电阻的相对变化率ΔR/R(0)正比于Δρ/ρ(0),这里ΔR=R(B)-R(0),因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量ΔR/R(0)来表示磁阻2222效应的大小。图2图2所示实验装置,用于测量磁电阻的电阻值R与磁感应强度B之间的关系。实验证明,当金属或半导体处于较弱磁场中时,一般磁阻传感器电阻相对变化率ΔR/R(0)正比于磁感应强度B的平方,而在强磁场中ΔR/R(0)与磁感应强度B呈线性关系。磁阻传感器的上述特性在物理学和电子学方面有着重要应用。如果半导体材料磁阻传感器处于角频率为ω的弱正弦波交流磁场中,由于磁电阻相对变化量ΔR/R(0)正比于B2,则磁阻传感器的电阻值R将随角频率2ω作周期性变化。即在弱正弦波交流磁场中,磁阻传感器具有交流电倍频性能。若外界交流磁场的磁感应强度B为B=B0COSωt(1)(1)式中,B0为磁感应强度的振幅,ω为角频率,t为时间。设在弱磁场中ΔR/R(0)=KB2(2)(2)式中,K为常量。由(1)式和(2)式可得R(B)=R(0)+ΔR=R(0)+R(0)×[ΔR/R(0)]=R(0)+R(0)KB0COSωt11=R(0)+R(0)KB0+R(0)KB0COS2ωt(3)22(3)式中,R(0)+R(0)KB021为不随时间变化的电阻值,而R(0)KB202cos2ωt为以角频率2ω作余弦变化的电阻值。因此,磁阻传感器的电阻值在弱正弦波交流磁场中,将产生倍频交流电阻阻值变化。三、实验仪器HLD-MRE-II型磁阻效应实验仪:包括直流双路恒流电源、0-2V直流数字电压表、电磁1铁、数字式毫特仪(GaAs作探测器)、锑化铟(InSb)磁阻传感器等组成。四、M与电磁铁气隙中磁感应强度B的关系(测量电磁铁磁化曲线)对准航空插头座缺口方向,用双头航空插头线连接实验装置和实验仪传感器接口,传感器固定印板转出电磁铁气隙,(以减小电磁铁矽钢片残磁影响),预热10分钟后调零毫特仪,。连接电磁铁电流输入线,置传感器印板于电磁铁气隙中,将电磁铁通入电流,调