亥姆霍茲線圈磁場測定是綜合性大學(xué)和工科院校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中的重要實(shí)驗(yàn)之一。該實(shí)驗(yàn)可以學(xué)習(xí)和掌握弱磁場測量方法,證明磁場迭加原理,根據(jù)教學(xué)要求描繪磁場分布等。傳統(tǒng)的亥姆霍茲線圈磁場測量實(shí)驗(yàn),一般用探測線圈配以指針式交流電壓表測量磁感應(yīng)強(qiáng)度。由于線圈體積大,指針式交流電壓表等級低等原因,測量的誤差較大。
近年來,在科研和工業(yè)中,集成霍耳傳感器由于體積小,測量準(zhǔn)確度高,易于移動和定位,所以被廣泛應(yīng)用于磁場測量。例如, 集成霍耳傳感器就是一種高靈敏度的優(yōu)質(zhì)磁場傳感器,用它探測載流線圈及亥姆霍茲線圈的磁場,準(zhǔn)*度比用探測線圈高得多。用高靈敏度集成霍耳傳感器測量弱交、直流磁場的方法已在科研與工業(yè)中廣泛應(yīng)用。
本儀器采用集成霍耳傳感器作探測器,用直流電壓表測量傳感器輸出電壓,探測亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的磁場,測量準(zhǔn)確度比探測線圈*得多,儀器裝置牢靠,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富。
本儀器經(jīng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心使用,取得良好的教學(xué)效果。
應(yīng)用該儀器可以完成以下實(shí)驗(yàn):
測量單個載流圓線圈軸線上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度,把測量的磁感應(yīng)強(qiáng)度與理論計算值比較;
測量亥姆霍茲線圈在間距分別為線圈半徑的不同倍數(shù)時,軸線上的磁場分布,并進(jìn)行比較,進(jìn)一步證明磁場迭加原理;
描繪載流圓線圈及亥姆霍茲線圈的磁場分布;
技術(shù)參數(shù):
高靈敏度毫特斯拉計 量程 0-2 mT , 分辨率 0.001mT
直流穩(wěn)流電源 量程 50-400mA(線圈并接) 穩(wěn)定度 1%
亥姆霍茲 線圈 匝數(shù) 500匝,外徑21cm,內(nèi)徑19cm
磁感應(yīng)強(qiáng)度測量 誤差 <5%
HSE35傅里葉分解合成儀
任何一個周期性函數(shù)都可以用傅里葉級數(shù)來表示,這種用傅里葉級數(shù)展開并進(jìn)行分析的方法在數(shù)學(xué)、物理、工程技術(shù)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。例如要消除某些電器、儀器或機(jī)械的噪聲,就要分析這些噪聲的主要頻譜,從而找出消除噪聲的方法;又如要得到某種特殊的周期性電信號,可以利用傅里葉級數(shù)合成,將一系列正弦波形合成所需要的電信號等。
傅里葉分解合成儀利用串連諧振電路,對方波電信號進(jìn)行頻譜分析,測量基頻和各階倍頻信號的振幅以及它們之間的相位關(guān)系,然后將此過程逆轉(zhuǎn),利用加法器將一組頻率倍增而振幅和相位均可調(diào)節(jié)的正弦信號合成方波信號。通過該實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以加深理解傅里葉分解和合成的物理意義,了解串連諧振電路的某些基本特性及其在選頻電路中的應(yīng)用。
應(yīng)用該實(shí)驗(yàn)儀可以完成以下實(shí)驗(yàn):
方波的傅里葉分解。
將一組奇數(shù)倍頻正弦波合成方波。
進(jìn)行三角波的分解和合成。
技術(shù)參數(shù):
方波信號 頻率:1KHz 幅度:0.4-3V 連續(xù)可調(diào) 輸出阻抗 <12
三角波信號 頻率:1KHz 幅度:0.4-2V 連續(xù)可調(diào) 誤差:<3%
正弦波信號 頻率:1KHz 誤差:<3% 幅度:0-1.5V 連續(xù)可調(diào)
頻率:3KHz 誤差:<2% 幅度:0-1V 連續(xù)可調(diào)
頻率:5KHz 誤差:<1% 幅度:0-0.6V 連續(xù)可調(diào)
頻率:7KHz 誤差:<1% 幅度:0-0.6V 連續(xù)可調(diào)