JH50變溫教學(xué)霍爾測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案概述

概述：

本系統(tǒng)由JH50變溫教學(xué)霍爾測(cè)試系統(tǒng)、TESK301控溫儀、液氮恒溫器和轉(zhuǎn)向磁體四個(gè)部分組成，可完成在不同溫度條件下測(cè)量霍爾片樣品霍爾效應(yīng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)可與計(jì)算機(jī)連接，配合相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，也可配合我公司其他設(shè)備使用。JH50變溫教學(xué)霍爾測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案概述

本儀器系統(tǒng)由可換向永磁磁鐵、T9015W變溫恒溫器、TESK301控溫儀、JH10霍爾效應(yīng)儀等組成。本儀器用于霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用、載流子類型、載流子類型轉(zhuǎn)變的演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。也可使用恒溫器內(nèi)預(yù)留的樣品引線，安裝上用戶樣品，用于科學(xué)研究；例如變溫磁阻、超導(dǎo)、電阻溫度特性、變溫光電或變溫磁光（需另購帶光學(xué)窗口的尾套）等。具有用途廣、造價(jià)低、使用方便等特點(diǎn)。為本儀器系統(tǒng)專門研制的JH10霍爾效應(yīng)儀(以下簡(jiǎn)稱JH10表)將恒流源、四位半微伏表及霍爾測(cè)量中復(fù)雜的切換繼電器——開關(guān)組合成一體，大大減化了實(shí)驗(yàn)的連線與操作。JH10還可單獨(dú)做四位半數(shù)顯恒流源和微伏表使用。

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主要技術(shù)指標(biāo)：

磁    場(chǎng)：大于3900高斯

樣品電流：10納安～199.99毫安

測(cè)量電壓：1微伏～19.999伏

測(cè)溫 *小分辨率：0.01K

測(cè)溫誤差：<0.5K

變溫范圍：80～320K

恒溫器液氮容量：450毫升

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系統(tǒng)的安裝與連線：

JH50變溫教學(xué)霍爾測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案概述

用戶收到貨物后，經(jīng)開箱檢驗(yàn)無明顯運(yùn)輸損傷后即可開始安裝調(diào)試。先將永磁磁鐵放置在工作臺(tái)上，再將恒溫器插入永磁磁鐵正中的孔中。實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)者將可換向永磁鐵的不銹鋼座平放在工作臺(tái)上，頂部長(zhǎng)圓滑動(dòng)孔橫置在實(shí)驗(yàn)者左前方，轉(zhuǎn)動(dòng)中間黑色的磁體，使上面的商標(biāo)面對(duì)實(shí)驗(yàn)者。此時(shí)磁場(chǎng)方向與商標(biāo)垂直，N極在靠近實(shí)驗(yàn)者一邊，S極在對(duì)面。將中間黑色的磁體轉(zhuǎn)動(dòng)180°即可使磁場(chǎng)反向。將恒溫器在長(zhǎng)圓滑動(dòng)孔中向左滑動(dòng)平移就可以將樣品移到無磁場(chǎng)區(qū)域。

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JH50變溫教學(xué)霍爾測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案概述

將恒溫器與控溫儀及JH10表用專用信號(hào)電纜連接，將JH10表的電壓表量程置于20伏檔，電流源置于2毫安檔，插接上儀器電源線并打開電源供電。為防止漏電傷人，所用電源要有可靠的專用地線。供電后如果控溫儀的輸出指示燈亮，溫度將持續(xù)上升，可通過面板更改設(shè)定溫度，以調(diào)低設(shè)定溫度。如果溫度失控，請(qǐng)立即斷電重新啟動(dòng)控溫儀，如果故障現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)，請(qǐng)聯(lián)系北京錦正茂。

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測(cè)試樣品：

本儀器中的樣品：

1號(hào)樣品（S1）：美國(guó)Lakeshore公司HGT-2100高靈敏霍爾片，

             *大工作電流≤10mA，室溫下的靈敏度為 55-140 mV/kG             

2號(hào)樣品（S2）：客戶可以按照接線定義，安裝自己的樣品。

儀器使用與實(shí)驗(yàn)方法：

（1）磁場(chǎng)的標(biāo)定

   系統(tǒng)中的S1為已在室溫下標(biāo)定過的霍爾探頭，在室溫下用開關(guān)選擇樣品S1，并使恒溫器位于可換向永磁磁鐵的中心，恒溫器真空抽口垂直于標(biāo)簽面。開機(jī)后快速將恒流源輸出調(diào)到  mA，此時(shí)JH10表的微伏表電壓讀數(shù)即為磁場(chǎng)的特斯拉數(shù)。此時(shí)的JH10相當(dāng)于一臺(tái)探頭裝在恒溫器冷指上的高斯計(jì)，可用來測(cè)空間磁場(chǎng)。霍爾探頭*大電流不能超過10mA！

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（2）室溫下的霍爾測(cè)量

  將19芯電纜與恒溫器連接好，樣品開關(guān)選擇樣品S2，調(diào)整樣品電流到10.00mA，開機(jī)預(yù)熱半小時(shí)。測(cè)量時(shí)，將恒溫器放置在磁場(chǎng)正中心，按下開關(guān)VH，測(cè)霍爾電壓VH1，如果電壓較小，改到2V或200mV檔；為了確保磁場(chǎng)垂直于樣品，應(yīng)該用雙手各扶左右支撐板，微轉(zhuǎn)黑色方鐵軛磁路，使VH *大。按電流換向開關(guān)，測(cè)VH2；將黑色的永磁磁體轉(zhuǎn)180°后再測(cè)VH3；電流換向，測(cè)VH4；將恒溫器水平左移，使樣品處的磁場(chǎng)為0，按VM開關(guān)，測(cè)VM1；按電流換向開關(guān)，測(cè)VM2。按VN開關(guān)，測(cè)VN1；按電流換向開關(guān)，測(cè)VN2。

（3）變溫測(cè)量

   取出恒溫器中心桿，注入液氮（依測(cè)量點(diǎn)的多少?zèng)Q定加液氮量），具體注意事項(xiàng)請(qǐng)參見T9015W低溫恒溫器使用說明書。如不想從80K低溫測(cè)起，可先將控溫設(shè)定在270K，再加液氮并及時(shí)插入中心桿，進(jìn)行較高溫度的控溫

實(shí)驗(yàn)?？販貢r(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)中心桿至*低位置，再回旋約180°～720°即可通過控溫儀設(shè)定控溫了。等溫度控制穩(wěn)定后，重復(fù)測(cè)量過程2，測(cè)得此溫度點(diǎn)的各項(xiàng)霍爾參數(shù)。改變?cè)O(shè)定溫度，測(cè)另一個(gè)溫度點(diǎn)的霍爾參數(shù)。中心桿旋高則冷量增大，適于快速降溫和較低溫度的實(shí)驗(yàn)。控溫精度與PID參數(shù)有關(guān)，請(qǐng)適當(dāng)調(diào)整中心桿高度，以提高不同溫區(qū)的控溫精度。

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（4）**注意事項(xiàng)

①經(jīng)常檢查并保證儀器電接地正常。

②濕手不能觸及過冷表面、液氮漏斗，防止皮膚凍粘在深冷表面上，造成嚴(yán)重**！灌液氮時(shí)應(yīng)帶厚棉手套。如果發(fā)生**，請(qǐng)立即用大量自來水沖洗，并按**處理傷口。

③實(shí)驗(yàn)完畢，一定要擰松、提起中心桿，防止中心白色的聚四氟乙烯塞子因熱膨脹脹壞恒溫器。