锑化铟磁阻效应如何计算，锑化铟磁阻传感器电阻测量方法解析

摘要： 锑化铟磁阻效应是指锑化铟材料在磁场作用下，其电阻值发生变化的现象，这一现象源于载流子在洛伦兹力的作用下发生偏转，导致材料的电阻率相对改变量与磁感应强度之间存在一定的关系，计算锑化铟...

锑化铟磁阻效应是指锑化铟材料在磁场作用下，其电阻值发生变化的现象，这一现象源于载流子在洛伦兹力的作用下发生偏转，导致材料的电阻率相对改变量与磁感应强度之间存在一定的关系，计算锑化铟的磁阻R涉及多个步骤和参数的测量，下面将详细阐述计算过程：

1、实验目的

了解霍尔测试仪、霍尔实验仪等电磁学仪器的构造，掌握它们的原理，正确读数和使用方法。

掌握计算出电阻值及电阻变化率的方法。

掌握计算磁场较弱时的二次系数K；和磁场较强时，对应的一次系数a和b。

2、实验原理

当导电体处于磁场中时（电流方向与磁场方向垂直），导电体内的载流子将在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受到的洛仑兹力作用刚好抵消，则小于此速度的电子将沿霍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。

3、实验器材

霍尔测试仪

检流计

电压源

滑线式电桥

霍尔实验仪

滑线变阻器

四线电阻箱

单刀开关

4、

根据实验原理，正确进行实验连线。

线路连接好以后，检流计调零。

调节锑化铟片的位置，将其置于电磁铁中的最强均匀磁场处。

选择合适的电阻值并调节电桥平衡。

测量锑化铟电阻与磁场强度之间的变化关系。

记录数据，并处理实验结果。

5、数据处理

外加磁场较弱时，电阻相对变化率正比于磁感应强度B的二次方：∆R/R(0) = K * B^2。

外加磁场较强时，与磁感应强度B呈线性函数关系：∆R/R(0) = aB + b。

通过实验数据，可以求出磁场较弱时对应的二次系数K，以及磁场较强时对应的一次系数a和b。

6、误差分析

元件材料选取方面产生的误差。

温度方面产生的误差，由于霍尔元件是由半导体材料制作而成对温度的变化非常敏感。

零位误差，包括不等位电势电动势是零位误差中最主要的一种。

7、思考题及实验小结

磁阻效应是怎样产生的？磁阻效应和霍尔效应有何内部联系？

当导体或半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛伦兹力的作用，发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场，在霍尔电场和外加磁场的共同作用下，沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，电用增大，即产生了磁阻效应，磁阻效应和霍尔效应都是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力产生的，且磁阻效应是在霍尔电场和外加磁场的共同作用下而产生的。

实验时为何要保持霍尔工作电流和流过磁阻元件的电流不变？

遵循单一变量法则，使其它因素不影响到B与∆R/R(0)的关系，得到单一变量的关系曲线。

8、表格示例

9、拟合方程

对于小磁场区，可以使用二次方程进行拟合：∆R/R(0) = K * B^2。

对于大磁场区，可以使用线性方程进行拟合：∆R/R(0) = aB + b。

锑化铟磁阻的计算是一个涉及多个物理量和实验步骤的复杂过程，通过精确控制实验条件和细致分析实验数据，可以获得关于锑化铟磁阻特性的深入理解，这一过程不仅加深了对磁阻效应的认识，也为相关领域的研究和应用提供了宝贵的数据支持。