霍尔效应高斯计

(a)永磁体的表面磁场测量：采用高斯计(特斯拉计)测量永磁产品表面磁场强度，主要是对永磁产品的质量及充磁后磁性能一致性的评估;通常测量中磁体表面中心点的磁场强度进行测量，通过对标准样品数据进行比较从而判断产品是否合格，同时也可以保证材料的一致性。

(b)气隙磁场的测量：采用高斯计(特斯拉计)测量气磁场的应用比较广泛，在科研、电子制造、机械等领域均有用到。应用比较典型的行业主要有电机和电声两大行业。

(c)余磁测量：如工件退磁后的退磁效果检测。

(d)漏磁测量：如喇叭漏磁测量。

霍尔效应在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场B，在薄片的横向两侧会出现一个电压，VH，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的。VH称为霍尔电压。

这种现象的产生，是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用下，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称作霍尔电场。霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它阻碍载流子继续堆积，直到霍尔电场力和洛仑兹力相等。这时，片子两侧建立起一个稳定的电压，这就是霍尔电压。

在片子上作四个电极，其中C1、C2间通以工作电流I，C1、C2称为电流电极，C3、C4间取出霍尔电压VH，C3、C4称为敏感电极。将各个电极焊上引线，并将片子用塑料封装起来，就形成了一个完整的霍尔元件（又称霍尔片）。(1)或(2)或(3)

在上述（1）、（2）、（3）式中VH是霍尔电压，ρ是用来制作霍尔元件的材料的电阻率，μn是材料的电子迁移率，RH是霍尔系数，l、W、t分别是霍尔元件的长、宽和厚度，f(I/W)是几何修正因子，是由元件的几何形状和尺寸决定的，I是工作电流，V是两电流电极间的电压，P是元件耗散的功率。由(1)～(3)式可见，在霍尔元件中，ρ、RH、μn决定于元件所用的材料，I、W、t和f(I/W)决定于元件的设计和工艺，霍尔元件一旦制成，这些参数均为常数。因此，式(1)～(3)就代表了霍尔元件的三种工作方式所得的结果。(1)式表示电流驱动，(2)式表示电压驱动，(3)式可用来评估霍尔片能承受的功率。

为了精确地测量磁场,常用恒流源供电,令工作电流恒定,因而,被测磁场的磁感应强度B可用霍尔电压来量度。

在一些精密的测量仪表中，还采用恒温箱，将霍尔元件置于其中，令RH保持恒定。

若使用环境的温度变化，常采用恒压驱动，因和RH比较起来，μn随温度的变化比较平缓，因而VH受温度变化的影响较小。

为获得尽可能高的输出霍尔电压VH，可加大工作电流，同时元件的功耗也将增加。(3)式表达了VH能达到的极限——元件能承受的功耗。

1)仪器使用在测量状态时,调零不起作用或测量磁体无读数,检查供电电源是否正常,其次检查传感器是否损坏,接线是否断裂.检查表面若无发现不良,则仪器内部出现故障,需供应商进行检修.

2)传感器切不可受力,撞击或受挤压,以免损坏.

3)调零时传感器放置在远离磁场的地方,否则会造成测量误差.

4)仪器应避免在不符合使用环境条件下使用.

5)在测量时发现测量数值确实有偏差,可旋开传感器后端的手柄将其中的电位器进行微调以达到正确的测量结果.^[1]

1)不能擅自对高斯计进行修理,拆卸和改造.

2)使用规定范围内的电源,禁止与规定范围以外的电源连接.

3)禁止将高斯计及配套传感器掉落地上或给予强烈冲击.

4)禁止用手触摸传感器的探头及先端部位.严格禁止对传感器加热,涂敷粘接剂,粘贴胶布等行为.

5)在直射日光,高温多湿,水,油,粉尘,腐蚀性空气,震动等场所严禁使用高斯计.

6)严格遵守使用温度范围及保存温度范围.

7)禁止避免在高斯计表面出现结露现象(从寒冷的地方急速转移到温暖的地方时出现)时使用高斯计.

8)禁止将高斯计放置在产生磁场的机器,特别是充磁机/退磁机/微波炉/焊接机/电机等.^[1]