Метод измерения и описание аппаратуры

Изучение магнитного поля соленоида с помощью датчика Холла проводится на лабораторной установке, схема которой приведена на рис. 4. Датчик Холла расположен внутри соленоида и может перемещаться из центра соленоида к одному из его краев с помощью координатного механизма. Для создания тока через датчик Холла используется источник постоянного тока УНИП. Контроль силы тока через датчик осуществляется при помощи миллиамперметра М45М (на рис. 4. он обозначен как PA 2). В качестве источника питания соленоида используется выпрямитель ВС-42. Контроль силы тока через соленоид производится с помощью амперметра PA 1, установленного на передней панели выпрямителя. э. д. с. Холла измеряется при помощи микровольтметра PV. В исследуемое магнитное поле помещают датчик Холла, устанавливают номинальное значение силы тока через датчик и измеряют э. д. с. Холла, которая, согласно (9), пропорциональна индукции магнитного поля.

Окончательный расчет величины индукции магнитного поля соленоида производится по формуле

B  , (12)

где

(В/АТл).

Для каждой лабораторной установки численные значения k и силы тока через датчик I_X заданы.

Порядок выполнения работы

I. Проверка линейной зависимости магнитной индукции

поля соленоида от величины силы тока, протекающего через него

1. Установить датчик Холла в центр соленоида (x₀  0).

2. Включить в сеть источник питания датчика Холла и микровольтметр.

3. Установить величину силы тока через датчик Холла, указанную на установке, с помощью ручки «Установка тока датчика Холла» на источнике питания.

4. Включить источник питания соленоида и установить с помощью реостата силу тока 1,5 А. Измерить соответствующее значение э. д. с. Холла. Такие же измерения произвести для значений силы тока соленоида 2 А, 2,5 А, 3 А, 3,5А. Полученные результаты занести в табл. 1.

5. Весь процесс измерений, указанный в п. 3, 4, повторить для случая, когда датчик находится на краю соленоида (x₀  75 мм).

6. Используя формулу (II), рассчитать значение магнитной индукции поля на оси соленоида для x₀  0 и x₀  75 мм, и результаты занести в табл. 1.

7. Построить график зависимости B  f(I_C) для случаев x₀  0 и x₀ 75 мм.

8. Рассчитать число витков  на единицу длины соленоида для случая x₀  0 и x₀  75 мм, используя выражение (4). Результаты занести в табл. 1.

9. Рассчитать предельную относительную погрешность вычисления магнитной индукции, пользуясь формулой

,

где I_X, U_Y – абсолютные погрешности, даваемые приборами, считая, что a/a  0,05.

Таблица 1

№ п/п	x00				x0 75 мм
	Сила тока через соленоид IC, А	Э. д. с. Холла UY, В	Индукция В, Тл	, м1	Сила тока через соленоид IC, А	Э. д. с. Холла Uy, В	Индукция В, Тл	, м1
1 2 3 4 5	1,5 2,0 2,5 3,0 3,5				1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Таблица 2

№ п/п	Координата x, мм (x00)	Э. д. с. Холла UY, В	Индукция В, Тл
1 2 3 4 ... 16	0 5 10 15 … 75