霍爾效應在金屬楊氏模量測定中的應用 (孟慶云)

1、霍爾效應在金屬楊氏模量測定中的應用固體材料楊氏模量是綜合性大學和工科院校物理實驗中必做的實驗之一。該實驗可以學習和掌握基本長度和微小位移量測量的方法和手段，提高學生的實驗技能。楊氏模量實驗儀儀器是在彎曲法測量固體材料楊氏模量的基礎上，加裝霍爾位置傳感器而成的。通過霍爾位置傳感器的輸出電壓與位移量線形關系的定標和微小位移量的測量。隨著科學技術的發(fā)展，微位移測量技術也越來越先進。本實驗介紹一種近年來發(fā)展的先進的霍爾位置傳感器，利用磁鐵和集成

2、霍爾元件間位置的變化輸出信號來測量微小位移，該項技術已被用于梁的彎曲法測楊氏模量的實驗中。實驗目的實驗目的1.熟悉霍爾位置傳感器的特性以及學會對霍爾位置傳感器定標；2.通過微小位移測量并使用彎曲法測量黃銅和可鍛鑄鐵的楊氏模量；實驗儀器實驗儀器讀數(shù)顯微鏡、SS495A型集成霍爾位置傳感器、磁鐵兩塊、砝碼等圖1實驗裝置a.銅刀口上的基線b.讀數(shù)顯微鏡c.刀口d.橫梁e.銅杠桿（頂端裝有SS495A型集成霍爾傳感器）f.磁鐵盒g.磁鐵（N極相

3、對放置）h.三維調(diào)節(jié)架i.砝碼實驗原理實驗原理1、霍爾元件置于磁感強度為B的磁場中，在垂直于磁場方向通以電流I，則與這二者垂直的方向上將產(chǎn)生霍爾電勢差：HU3數(shù)顯微鏡內(nèi)十字刻度線吻合，記下初始讀數(shù)值。（5）逐次增加砝碼（每次增加10g砝碼），相應從讀數(shù)顯微鏡上讀出梁的彎曲位移MiZi及數(shù)字電壓表相應的讀數(shù)值（單位mV），將其記錄在表1中。然后再計算出相應的彎曲Ui位移變化量及相應電壓值變化量填寫在表2中，最后計算出霍爾位置傳感器的系數(shù)i

4、Z?Ui?，取其平均值確定，從而進行定標。iiiZUK???KgM010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.00mmZmVU0表1gM10.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.00mmZi?mVUi?表2（6）測量橫梁兩刀口間的長度及測量不同位置橫梁寬度和橫梁厚度，橫梁寬度dba和橫梁厚度各測量五次取平均值。ba（7）將所測數(shù)值與按公式進行計算，結果取平均值為黃銅材料