霍尔元件静电场测量实验研究

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静电现象在我们生活中随处可见,大到工程领域对静电现象的应用,小到我们穿脱衣服,手扶门把手遇到的静电现象。人类从很早以前就开始认识静电现象并想方对产生静电现象的静电场进行测量研究,而静电场测量作为静电场研究和应用中的基本方面也倍受人们关注。目前静电场测量大致包括电学式测量和光学式测量以及其它一些测量方法,但是这些测量方法的测量系统一般都有着复杂的结构,使得体积也很庞大,更重要的是探头体积也都普遍较大造成在小空间很难进行测量。我们在实验过程中发现霍尔元件能够对电场强度产生响应,而霍尔元件又是一种结构简单灵敏性好的微小型器件,如果可以应用到静电场测量,将会对静电场测量带来很大的方便。目前关于用霍尔元件进行静电场测量还未见报道。本文主要是用不同类型线性霍尔元件对静电场测量,探索一种新的静电场测量手段。本文内容基本可以概括成以下四个部分:第一部分为文章绪论部分,介绍有关静电场,静电现象的基本知识,包括静电场的产生发现,特点与分类。然后是对静电场现象以及其在现实生活中的应用情况进行详细介绍,并阐述了关于静电场测量的重要性。第二部分是本文第二章内容,是对目前已有的静电场测量方法进行归类分析。详细阐述每种静电场测量方法的原理,特点以及在实际应用中的优缺点。并从整体上总结了现有静电场测量方法的优缺点,充分说明研发新的静电场测量手段是非常必要的。第三部分为本文第三章内容,是对本课题组在实验过程中用到的线性霍尔元件包括基本原理,结构特点,特性参数做详细介绍。对实验中用到的静电场测量系统装置,测量原理以及霍尔元件测量静电场与测量磁场能力对比的原理进行了详细阐述。第四部分包括本文第四章和第五章内容,是用UGN3503和SS49E,SS49F系列线性霍尔元件对静电场进行测量研究。深入研究了每个系列线性霍尔元件在不同方式下(霍尔元件平面分别与静电场电力线垂直和平行的情况)输出电压变化情况并对不同系列霍尔元件输出电压进行对比分析,得到霍尔元件完全可以被用来测静电场的结论。最后对其测静电场的能力和测磁场的能力进行比较,充分说明UGN3503和SS49E,SS49F系列线性霍尔元件是目前为止发现的仅可用于静电场测量的霍尔器件。
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