DH4510磁阻效应综合实验仪 (实验讲义) 使 用 说 明 书 杭州大华仪器制造有限公司
DH4510磁阻效应综合实验仪 一、概述 磁阻器件由于其灵敏度高、抗干扰能力强等优点在丁业、交通、仪器仪表 医疗器械、探矿等领域应用十分广泛。如：效字式罗盘、交通车辆检测，导航 系统、伪钞检测、位置测量等作为传感器。其中最典型的锑化铟(1Sb)传感 器是一种价格低廉、灵敏度高的磁电阻。学习和攀握正常磁电阻传感器的磁阴 特性，可月于制造在磁场微小的变化时测量多种物理量的传感器。本实验装置 结构简单、实验内容丰富，使用两种材料的传感器：砷化镓(GAs)鲨尔传感 器测量磁感应强度，可研究锑化铟(1Sb)磁阳传感器在不同的磁感应强度下 的电阻大小。学生可观测半导体窑尔效应和磁阻效应两种物理规律，同时可以 观测磁阻传感器在弱频交流磁场中具有的倍领现象，及其作为磁测量中的不同 应用，具有研究性和相关性的实验特点，适用于基础物理实验和综合性物理实 验。 二、用途 1、用于测定通过电磁铁电流和磁铁间隙中磁感应强度的关系，了解特计 的测量原理。 2、用于测定InSb磁阻元件电阻大小与磁感应强度的对应关系. 3、研究lSb磁阻元件在不同磁感应强度区域的电阻值的相应变化与磁感 应强度关系，进行曲线拟合，求出磁阻元件电阻与磁感应强度关系的经验公式。 4、观测1nSb磁阻元件的倍频特性， 三、仪器组成及技术指示 (一)仪器组成 1、直流励磁电流的显示 2、直流励磁电流的调节 3、励磁信号的选择(DCAC) 4、磁阻传感器及霍尔传感器工作电流的显示 5、磁阻传感器及霍尔传感器工作电流的调节 6、磁场强度及磁阻电压的显示 7、磁场强度及磁阻电压的切换 8、电磁铁和励磁线圈 9、砷化镓(GaAs)能尔传感器
10、锑化铟(InSb)磁阻传感器 11、工作电流切换继电器K) 12、输出信号切换继电器K 13、继电器K1触点接线柱 14、继电器K2触点接线柱 15、交流励磁信号频率调节 16、控制信号输入端子 仪器装置如下图所示： 1 磁阳效应绵台实架仪050 前W大乐gas囊。 8.88a 88&a B8888 m A园 0 ● 2 5 7 壁阻效疲实验仪DH4510 9.19
(二)技术指标： 1、1e直流恒流源：电流0~750mA连续可调.提供电磁铁的1作电流。 3位半数字电流表显示输出电流大小。 2、s直流恒流源：输出电流0~3mA连续可诞，供砷化镓(GaAs)霍尔 传感器和銻化铟(ISb)磁阻传感器的工作电流。3位半数字电流表显示输出 电流大小。 3、数字式磁场强度和磁阻电压转换测量表：测量磁场强度范围0~500mT, 精度为1%：测量磁阻电压范围0~2000mV,精度为0.5%， 四、仪器使用注意事项 】、两种传感器均已安装在电路板上并固定在磁铁间隙中，不可将传感器 及电路板弯折扭动。 2、不要在测试架附近放置具有磁性的物品。 3、加电前必须使测试仪的“I调节”和“1s调节”旋钮均逆时针旋转到 底（以保证开机后“1M直流恒流源”和“1s直流恒流源”3位半数字电流表 初始电流为零)。 4、严禁在励磁线圈加电后插拔励磁电流连线！因为此时会有极强的感应电 压，可能损坏仪器。（如需插拔励磁电流连线，应将励磁电流调至最小，再关闭 交流电源，才可进行插拔) 五、仪器成套性 1、磁阻效应实验仪 1台 2、磁阻效应测试架 1台 3、交流电源线 1根 4、产品合格证 1份 5、使用说明书（实验讲义） 1份 6、测试线（红） 4根 7、测试线（黑 4根 8、波形观测线 2根 9、1A保险丝（含备己在电源座中） 2只 3
磁阻效应及磁阻传感器的特性研究 一、概述 磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象 和霍尔效应一样，磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到的洛仑兹力而产生的 若外加磁场与外加电场垂直，称为横向磁阻效应：若外加磁场与外加电场平行 称为纵向磁阻效应。 磁阻效应还与样品的形状有关，不同几何形状的样品，在同样大小的磁场 作用下，其电阻不同，该效应称为几何磁阻效应。由于半导体的电阻率随磁场 的增加而增加，有人又把该磁阻效应称为物理磁阻效应 目前，磁阻效应广泛应用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感 器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储（磁卡、硬盘）等领域。 二、实验目的： 】、了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻效应的方法 2、测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系。 3、作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系曲线，并进行相应的 曲线和直线拟合。 4、学习用磁阻传感器测量磁场的方法。 5、观测在弱正弦交流磁场中，磁阻传感器的交流倍颍特性 三、实验原理： 一定条件下，导电材料的电阻值R随磁感应强度B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尔电场。如果霍尔电场作用和 某一速度的载流子的洛仑滋力作用刚好抵消，则小于此速度的电子将沿露尔电 场作用的方向偏转，而大于此速度的电子则沿相反方向偏转，因而沿外加电场 方向运动的载流子数量将减少，即沿电场方向的电流密度减小，电阻增大，也 就是由于磁场的存在，增加了电阻，此现象称为磁阻效应。如果将图】中U州 短路，磁阻效应更明显。因为在上述的情况里，磁场与外加电场垂直，所以该 磁阻效应称为横向磁阻效应。 当磁感应强度平行于电流时，是纵向情况。若载流子的有效质量和弛豫时 间与移动方向无关，纵向磁感应强度不引起载流子漂移运动的偏转，因而没有 纵向霍尔效应的磁阻。而对于载流子的有效质量和弛豫时间与移动方向有关的 情形，若作用力的方向不在载流子的有效质量和弛豫时间的主轴方向上，此时