文档介绍：圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场磁场测量是磁测量中最基本的内容,最常用的测量方法有三种;感应法、核磁共振法和霍尔效应法。本实验要求学生用霍尔效应法测量载流亥姆霍兹线圈的磁感应强度沿轴线的分布。〔实验目的〕掌握弱磁场测量原理及如何用集成霍尔传感器测量磁场的方法。验证磁场迭加原理。学****亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的特性。〔实验原理〕一、圆线圈载流圆线圈在轴线(通过圆心并与线圈平面垂直的直线)。根据毕奥-萨伐尔定律,轴线上某点的磁感应强度B为R2B2十沙I ()2(R2x2)3/2式中I为通过线圈的电流强度,N为线圈匝数,R线圈平均半径,x为圆心到该点的距离,°为真空磁导率。而圆心处的磁感应强度B°为B0 -NI ()2R轴线外的磁场分布情况较复杂,这里简略。二、亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈,每一线圈 N匝,两线圈内的电流方向一致,大小相同,线圈之间距离d正好等于圆形线圈的平均半径R。,虚线为单线圈在轴线上的磁场分布情况。这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区, 故在生产和科研中有较大的实用价值,也常用于弱磁场的计量标准设X为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O处的距离,则亥姆霍兹线圈轴1222 3/2R22 3/2RB-0N121RRX2RX2线上任一点的磁感应强度大小B为()()四、霍尔传感器霍尔传感器近年来,在科研和工业中,集成霍尔传感器被广泛应用于磁场测量, 它测量灵敏度高,体积小,易于在磁场中移动和定位。本实验用 SS95A型集成霍尔传感器测量载流圆线圈磁场分布,其工作原理也基于霍尔效应。本实验采用的SS95A型集成霍尔传感器由霍尔元件、放大器和薄膜电阻剩余电压补偿器组成,测量时输出信号大,剩余电压的影响已被消除。一般的霍尔元件有四根引线,两根为输入霍尔元件电流的电流输入端”另两根为霍尔元件的霍尔电压输出端”本实验在设计安装时,传感器、圆线圈的工作回路相互独立,并且传感器的工作电流已设定为标准工作电流(定值)。即KhI=K(常数)则有:UhKB,其中K为常数。这样Uh与B建立简单的正比对应关系,由Uh值可得出B的示值〔实验仪器〕FD-HM-H型磁场测定仪,高灵敏度毫特计,数字式直流稳流电源。实验装置见图3,FD-HM-U型磁场测定仪由圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台(包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺、铝尺)、高灵敏度毫特计和数字式直流稳流电源等组成。场测定仪-U型磁7、固定架8、、平均1、5、毫特斯拉计调零旋钮 6、传感器插头各500匝,>外径半径R=.。实验平台的台面应在两个对称圆线圈轴线上(台面中心横刻线与两个对称圆线圈轴线重合),。高灵敏度毫特计它采用两个参数相同的SS95A型集成霍尔传感器,配对组成探测器,经信号放大后,用三位半数字电压表测量探测器输出信号。该仪器量程0—,分辨率为1106T数字式直流稳流电源它由直流稳流电源、三位半数字式电流表组成。当两线圈串接时,电源输出电流为50-200mA连续可调;当两线圈并接时,电源输出电流为50-400mA连续可调。数字式电