JH50變溫教學霍爾測試系統(tǒng)設計方案概述

概述：

本系統(tǒng)由JH50變溫教學霍爾測試系統(tǒng)、TESK301控溫儀、液氮恒溫器和轉向磁體四個部分組成，可完成在不同溫度條件下測量霍爾片樣品霍爾效應的教學實驗。該系統(tǒng)可與計算機連接，配合相應的軟件實現計算機實時數據采集，也可配合我公司其他設備使用。

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霍爾效應儀等組成。本儀器用于霍爾效應及其應用、載流子類型、載流子類型轉變的演示和學生實驗。也可使用恒溫器內預留的樣品引線，安裝上用戶樣品，用于科學研究；例如變溫磁阻、超導、電阻溫度特性、變溫光電或變溫磁光（需另購帶光學窗口的尾套）等。具有用途廣、造價低、使用方便等特點。為本儀器系統(tǒng)專門研制的JH10霍爾效應儀(以下簡稱JH10表)將恒流源、四位半微伏表及霍爾測量中復雜的切換繼電器——開關組合成一體，大大減化了實驗的連線與操作。JH10還可單獨做四位半數顯恒流源和微伏表使用。

主要技術指標：

磁 場：大于3900高斯

樣品電流：10納安～199.99毫安

測量電壓：1微伏～19.999伏

測溫*小分辨率：0.01K

測溫誤差：<0.5K

變溫范圍：80～320K

恒溫器液氮容量：450毫升

系統(tǒng)的安裝與連線：

用戶收到貨物后，經開箱檢驗無明顯運輸損傷后即可開始安裝調試。先將永磁磁鐵放置在工作臺上，再將恒溫器插入永磁磁鐵正中的孔中。實驗時實驗者將可換向永磁鐵的不銹鋼座平放在工作臺上，頂部長圓滑動孔橫置在實驗者左前方，轉動中間黑色的磁體，使上面的商標面對實驗者。此時磁場方向與商標垂直，N極在靠近實驗者一邊，S極在對面。將中間黑色的磁體轉動180°即可使磁場反向。將恒溫器在長圓滑動孔中向左滑動平移就可以將樣品移到無磁場區(qū)域。

將恒溫器與控溫儀及JH10表用專用信號電纜連接，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，可通過面板更改設定溫度，以調低設定溫度。如果溫度失控，請立即斷電重新啟動控溫儀，如果故障現象重復出現，請聯(lián)系北京錦正茂。

測試樣品：

本儀器中的樣品：

1號樣品（S1）：美國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。

儀器使用與實驗方法：

（1）磁場的標定

系統(tǒng)中的S1為已在室溫下標定過的霍爾探頭，在室溫下用開關選擇樣品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簽面。開機后快速將恒流源輸出調到 mA，此時JH10表的微伏表電壓讀數即為磁場的特斯拉數。此時的JH10相當于一臺探頭裝在恒溫器冷指上的高斯計，可用來測空間磁場?；魻柼筋^*大電流不能超過10mA！

（2）室溫下的霍爾測量

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

（3）變溫測量

取出恒溫器中心桿，注入液氮（依測量點的多少決定加液氮量），具體注意事項請參見T9015W低溫恒溫器使用說明書。如不想從80K低溫測起，可先將控溫設定在270K，再加液氮并及時插入中心桿，進行較高溫度的控溫

實驗。控溫時順時針轉動中心桿至*低位置，再回旋約180°～720°即可通過控溫儀設定控溫了。等溫度控制穩(wěn)定后，重復測量過程2，測得此溫度點的各項霍爾參數。改變設定溫度，測另一個溫度點的霍爾參數。中心桿旋高則冷量增大，適于快速降溫和較低溫度的實驗?？販鼐扰cPID參數有關，請適當調整中心桿高度，以提高不同溫區(qū)的控溫精度。

（4）安全注意事項

①經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，造成嚴重凍傷！灌液氮時應帶厚棉手套。如果發(fā)生凍傷，請立即用大量自來水沖洗，并按燙傷處理傷口。

③實驗完畢，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。