霍尔效应中系统误差的测量和分析

江阴职业技术学院 倪忠楚

根据霍尔效应公式及其爱廷豪森效应、里纪-勒杜克效应、能斯脱效应和不等位电势差四个副效应的关系式，结合对称测量法的特点，推导出了这四个副效应在霍尔效应中产生电压的测量计算式，并得到了它们与霍尔电压的相对误差表示式，简要分析了产生误差的原因，提出了减小误差的方法。

霍尔效应及应用实验是高校理工科重要实验之一，由于在霍尔效应中，还伴随着爱廷豪森效应、里纪-勒杜克效应、能斯脱效应和不等位电势差四个副效应，这些副效应对霍尔电压的测量带来较大的影响，在实验室里常用对称测量法来减小这些影响。目前，霍尔效应在自动化技术、智能制造技术、精密检测技术和物联网应用技术等领域内有非常广泛和重要的应用，在实际应用中，四个副效应带来的系统误差不可能采用实验室里的方法加以消除，为了提高其使用精确度，文章对霍尔效应中由副效应引起的系统误差如何进行测量和分析做了一些研究，其方法、数据和结论对生产厂商在霍尔晶片的设计和制造工艺等方面具有十分重要的参考价值，并为系统误差的修正提供必要的依据。

1 霍尔效应中系统误差的测量计算式

1.1 霍尔效应和四个副效应

上面公式中，KH是霍尔晶片的灵敏度，与晶片本身有关，Is是通过霍尔晶片的电流，B是垂直于霍尔晶片的磁感应强度，QS是通过霍尔晶片的热流，与电流方向无关，r是晶片两侧输出电压电极由于不在同一等位面上时，存在的差值电阻。……