【磁致伸缩与霍尔效应实验仪】
功能、作用介绍：
“磁致伸缩与霍尔效应实验仪”由天津商业大学理学院物理系教师刘跃、周严、马巧云、黄书彬等人设计、制作完成。该仪器在利用霍尔效应测磁场实验仪器的基础上，采用电阻应变计法进行研制。该仪器测量准确、演示清晰、结构紧凑、成本相对较低，既适用于本科生课堂教学演示，又可以作为物理实验仪器供学生自行操作。该仪器研制成功后即应用于物理实验教学过程中，教学实践表明该仪器贴近教学实际，便于教师演示和学生操作;所涉及的物理实验内容与仪器的设计兼具科学性与创新型，是目前物理实验内容的良好补充，同时可通过该仪器启发学生自主进行部分科学研究工作，无论是教师课堂演示还是学生实验操作或是学生自主科学研究，该仪器均可满足使用要求，因此该仪器具有良好的实用性。
磁致伸缩与霍尔效应实验仪将传统物理实验内容——利用霍尔效应测磁场与当前材料物理研究领域的前沿内容——磁致伸缩效应进行有机结合。磁致伸缩效应指的是铁磁体在被外磁场磁化时，其体积和长度发生变化的现象。具有磁致伸缩效应的材料称为磁致伸缩材料。磁致伸缩材料可将电磁能转换成机械能或声能，相反也可以将机械能转换成电磁能，它是重要的能量与信息转换功能材料。多种具有磁致伸缩材料在微电子机械系统中扮演着重要角色，并广泛应用于声学传感器和发生器、致动器、线性电机、减震装置和扩音器等领域。
磁致伸缩系数是衡量磁致伸缩材料性能优劣的核心特性参数。对磁致伸缩材料进行研究，最基础、最重要的工作就是对磁致伸缩系数随磁场变化关系的测量。同时，磁致伸缩系数的测量有助于加深高校理工科学生对磁致伸缩的概念、现象以及电磁学中诸多相关知识的理解。
为了准确、清晰、方便地将磁致伸缩现象在课堂教学中进行演示，需要使用磁致伸缩系数的测量与演示仪器。然而，目前研究工作中使用的磁致伸缩测试仪器均为专业设备，由于体积大、操作复杂、价格昂贵等原因不便推广，因此很难带入本科生课堂对磁致伸缩这一重要物理现象进行测量、演示教学。磁致伸缩与霍尔效应实验仪可以准确测量铁磁合金的磁致伸缩系数，并实时生成磁致伸缩曲线，使学生对磁致伸缩现象具有直观、准确的认识。该仪器的研制成功使磁致伸缩系数的测量实验首次进入本科生课堂进行演示，填补了磁致伸缩这一重要的电磁学知识在物理实验教学仪器中的空白。
本仪器有以下几个特点：
一、本实验首次将磁致伸缩现象引入到本科生的实验教学当中，较好地解决了教学与科研的结合问题。
二、既可以作为课堂演示仪器，也可以作为课堂分组教学仪器。
三、作为演示仪器，通过RS232接口，可在计算机上实时演示磁致伸缩现象。
四、作为课堂分组教学仪器，不但可以测量稀土超磁致伸缩材料的磁致伸缩系数，还可以完成利用霍尔效应测磁场的实验内容。
五、励磁电流采用恒流源，提高了磁场的稳定性。
六、仪器结构紧凑，体积小巧，操作简便，性能稳定可靠。
磁致伸缩与霍尔效应实验仪主要由直流磁场、磁致伸缩测量部分和数据采集与显示模块三部分组成。其中数据采集与显示单元可根据需要选配。因此，该仪器既可作为课堂演示仪器，又可以作为课堂分组教学仪器。其相关技术性能参数如下：仪器外形尺寸：390×295×190 mm3，磁感应强度：0-0.12 T，线圈额定电流：1.0 A，磁场间隙：17 mm，霍尔元件尺寸：4×4×0.5 mm3，应变片电阻：120Ω，应变片尺寸：5×3 mm2，测试通道：2，接口：RS232/USB。
本仪器研制的初衷和意义就在于将现代科研前沿的内容引入到本科教学中，这不但可以丰富学生的知识面，加强学生对现代科技发展的了解，而且极大地激发了学生学习的兴趣，更有助于对学生创新意识和实践能力的培养。
磁致伸缩与霍尔效应实验仪使磁致伸缩系数的测量实验首次进入本科生课堂进行演示，成功解决了磁致伸缩这一重要的电磁学知识在物理实验中无教学与演示仪器的现实问题;该实验仪实用性强，既可以完成磁致伸缩系数的测量实验，又可以独立进行利用霍尔效应测磁场实验;既可作为教学演示仪器，又可以作为课堂分组教学仪器;该仪器具有较高测量精度，不仅适用于高校理工类学生的物理实验课堂教学，还可以应用于具体科研工作中的磁性测量;该仪器结构紧凑、操作方便，因此便于教学演示;其成本较低、便于推广，作为电磁学实验之一，已经用于本科教学实践，收到很好的教学效果，具有广阔的应用前景。
作品名称：磁致伸缩与霍尔效应实验仪
完成单位：天津商业大学 理学院 物理系
