霍尔槽试验中的几种异常因素
霍尔槽试验注意事项
①试验结果的判断 霍尔槽试验是 经常用来配合化学分析方法解决 电镀生产中的各种质量问题的一 种方法。霍尔槽的实验结果目前 尚无可靠仪器显示出来，仍依赖 于肉眼的直观判断，因而有时会 给人造成假象与错觉。
试片上的条纹、雾膜、漏镀、烧 焦、斑点、孔隙、气泡等有时会 出现在同一试片上，若稍有不慎 或被错觉干扰，便不能得到正确 的结论，会延误试验时间和效果。 所以，作霍尔槽试验时，应认真 克服生理上的影响，使试验工作 顺利进行。
这是由于试验条件总是优于生产 条件，而且试验时使用的是试片， 几何形状简单，所以试验结果总 是优于生产结果。我们在作霍尔 槽试验时，应全面考虑多方面的 因素，这样才能使试验工作准确 可靠。
sai在广东地区，一般习惯于按 试片来进行对镀液和光亮剂补加、 调整，故试验更应严格、准确。
②电源波形的影响 在电镀生产中， 随着电子工业的发展，电源设备 也随之改进。近年来，人们注意 到电源波形对镀层有一定的影响， 同时已研究出适合各种镀种的电 镀波形，以满足电镀生产的需要。
目前，除专业化电镀生产单位外， 一般厂家仍使用一机多槽或单机 单槽，这给霍尔槽试验带来不利 因素。例如，某镀槽出现故障， 用霍尔槽试验使用的波形不同， 试验结果难以确定。所以，试验 时应力求采用与生产上相同的波 形，或试验结果仅作参考使用。
③试片的选定 试片是观察试验结 果的可靠依据，一般采用紫铜片 或黄铜片，根据镀种的不同还可 采用钢铁片。试片的表面粗糙度 应有一定的要求，尽可能与生产 中零件表面相同。否则，难以正 确判断试验给果。
④阴极移动与空气搅拌 在作霍尔 槽试验时，如电镀液需要移动阴 极或搅拌，为了便于观察试验结 果，搅拌应尽量与生产相同。
⑤试验结果与生产结果的比较 如 某一亮镍镀槽，镀层亮度不符合 质量要求，而作霍尔槽试验时， 其工艺规范完全相同，结果却比 生产的亮度要好。经化学分析， 各成分都在工艺规定范围内。
赫尔槽试验
霍尔槽（哈式槽）试验及结果解读广东科斯琳电镀实验设备关键词：霍尔槽,电镀一.霍尔槽是一种试验效果好，操作简单、所需溶液体积小的小型电镀试验槽。
它可以较好的确定获得外观合格镀层的电流密度范围及其它工艺条件。
生产现场常用来快速解决镀液所发生的问题。
二.小型霍尔槽结构下面是工厂电镀制程控制常用的霍尔槽基本结构(市面上可以购买到带加热、通入压缩空搅拌孔等设计精良的成品)霍尔槽结构示意图三.霍尔槽的试验装置及实验方法1.试验装置:2.试验方法a.溶液的选择为了获得正确的试验结果，选择的溶液必须具有代表性。
重复试验时，每次试验所取溶液的体积应相同。
当使用不溶阳极时，溶液经1~2次电镀后应更换新液。
如采用可溶性阳极则最多试验4~5次后更换新液。
在测微量杂质或添加剂的影响时，每槽试验次数应酌情减少。
b.阴阳极材料的选择阴阳极材料通常是平面型薄板，阳极厚度不超过5MM，阴极厚度为0.2~1MM，阳极材料应与生产中使用的阳极相同。
c.电流大小霍尔槽电流大小通常在0.5~2A范围内。
d.试验时间及温度一般在5~10分钟，试验温度应与生产相同。
四.霍尔试片判定(以镀锡为例)1.背面背面看片原则:先看背面的异常现象,再判定可能造成的原因.a.先从HULLCELL片背面中间剖开,再看高电流密度区(添加剂)与低电流密度区(开缸剂)有没有失去平衡:(例如往高电流密度区缩小是添加剂不足,往低电流密度区缩小是开缸剂不够).b.看三层云分布:正常HULLCELL片背后会出现三层云(即亮层/浓雾层/淡雾层)如下示意图.HULLCELL片背面区域c.如果为全浓雾或无亮,判定是添加剂或补充剂不够,酸不足,建浴剂不足.d.如果都是淡淡的薄雾浓雾少,且将要收缩,可能是添加剂或酸过量.e.有出现三层云,向中间凹进去的话,主要原因有主盐不够或沉积速率不够.沉积速率不够可能原因为(添加剂过量或不足b;酸不足)。
2.看正面正面看片原则:由正面现象来验证或排除第一项的可能原因HULLCELL片正面示意图a.看高中低电流密度区光泽分布状况:与高电流密度区是否有有机分解污染及界面与低电流密度区是否有无机析出。
霍尔效应实验报告误差分析
霍尔效应实验报告误差分析实验报告-霍尔效应实验报告误差分析一、实验目的通过测量霍尔效应的实验，了解霍尔元件的基本机理及应用，学会使用霍尔元件测量磁场强度，并对实验测量的结果进行误差分析，掌握实验中常用的误差分析方法。
二、实验原理霍尔效应是指在磁场中通过一块导体，当在该导体中加上电流时，会在横向产生电场的现象。
霍尔元件是一种基于霍尔效应的传感器，它可以通过电势差的测量，来获取磁场的信息、电流的大小或电势的变化。
实验的原理为，将一个霍尔元件安装在匀强磁场中，同时通过霍尔元件加入一定电流，测量霍尔元件的电势差，根据磁场强度计算出电势差与神经元件的位置和电流的关系，进而通过测量电势差来计算出磁场的强度。
三、实验流程1.准备实验设备，根据实验要求，确定实验所需的仪器设备，并对仪器进行检测和校准。
2.实验仪器的安装，将霍尔元件放置在实验设备中央，插入电源和测试仪器，注意接线正确，并检查电缆和连接线是否连接松动。
3.实验参数调整，调整磁场强度和电流强度大小。
可通过改变电流的方向和大小来确定实验参数，使实验能够得到更精确的结果。
4.记录测量结果，进行实验数据记录，在不同电流下，记录出相应的电压值及磁场强度，注意要在同一时间段内，进行数值的对比。
5.数据处理及误差分析，将实验记录的数据进行统计，计算出实验结果的平均值及标准偏差，并进行误差分析。
四、实验结果通过实验记录的数据，计算出实验测得的电势差，从而得到了磁场的大小。
实验结果如下表所示：电流强度（A）电势差（V）磁场强度（T）0.2 0.008 0.000780.3 0.011 0.001200.4 0.014 0.001560.5 0.018 0.002000.6 0.020 0.00240五、误差分析在实验过程中，可能产生的误差种类有许多，如示值误差、系统误差、随机误差等。
在实验后，需要对所得结果进行误差分析，其中主要涉及的两种误差分析方法如下：1.数据处理法。
赫尔槽试验
霍尔槽Hull Cell [霍尔槽、赫尔槽或哈氏槽]赫尔槽试验一、赫尔槽试验的特点及其应用赫尔槽试验只需要少量镀液，经过短时间试验便能得到在较宽的电流密度范围内镀液的电镀效果。
由于该试脸对镀液组成及操作条件作用敏感，因此，常用来确定镀浓各组分的浓度以及pH值，确定获得良好镀层的电流密度范围，同时也常用于镀液的故障分析。
因此，赫尔槽已成为电镀研究、电镀工艺控制不可缺少的工具。
二、赫尔槽的形状及试验装置1．赫尔槽结构赫尔槽常用有机玻璃或硬聚氯乙烯等绝缘材料制成，底面呈梯形，阴、阳极分别置于不平行的两边，容量有1000mL，267mL两种。
人们常在267mL试验槽中加入250mL镀液，便于将添加物折算成每升含有多少克。
2．赫尔槽试验装置赫尔槽试验电路与一般的电镀电路相同，电源根据试验对电压波形要求选择。
串联在试验回路中的可变电阻及电流表用以调节试验电流及电流指示，并联的电压表用以指示试验的槽电压。
三、赫尔槽阴极上的电流分布赫尔槽的阴极板与阳极板互不平行，阴极的离阳极较近的一端称近端；另一端离阳极远，称远端。
由于电流从阳极流到阴极的近端和远端的路径不同，不同路径槽液的电阻也不同，因此阴极上的电流密度从远端到近端逐渐增大，250mL 的赫尔槽近端的电流密度是远端的50倍。
因而一次试验便能观察到相当宽范围的电流密度下所获得的镀层。
有人经过酸性镀铜、酸性镀镍、橄化镀锌、氰化镀镐四种镀液在不同电流强度下进行电镀试验并取它们的平均值，得到阴极上各点的电流密度与该点离近端距离关系的经验公式：1000mL赫尔槽Jk=I*（3.26一3.05 1ogl）267mL赫尔槽Jk=I*(5.10一5.24 1ogl)式中Jk—阴极上某点的电流密度值〔A/dm2〕;I--试验时的电流强度（A）；l--阴极上该点距近端的距离(cm)．必须注意，靠近阴极两端各点计算所得的电流密度是不正确的。
艺=0.635--8.255cm范围内，计算值有参考价值．267mL赫尔槽中放入250mL镀液做试脸时，阴极上各点的电流密度应是267mL的1.068倍，即267mL赫尔槽阴极的相应点的电流密度乘上267/250。
电镀工艺测试方法——霍尔槽试验
工艺人员要定期用霍尔槽对镀液状况进行了解。
那么什么是霍尔槽试验?它有什么作用?下面将扼要介绍。
作为电镀生产的管理者，也有必要能够解读霍尔槽试片。
因为霍尔槽试片就像是医院为病人拍摄的X光片，通过解读霍尔槽试片，可以获得镀液的许多信息。
(1)霍尔槽(Hullcell)在电镀工艺开发和现场管理的实验中，霍尔槽是一种非常重要而又实用的试验方法。
所谓霍尔槽，也叫梯形槽，霍尔槽的结构如图所示。
霍尔槽试验示意图;由图4-1可以看出，霍尔槽的阴极两端与阳极的距离不等，阴极上远离阳极的一端电流密度最小，称为远端，而阴极离阳极最近的一端电流密度最高，称为近端。
在汶两点之间．随着阴糨与阳极距离的接近，电流密度也由小渐大，直至最大，这是霍尔槽试片的一个最为显著的特点。
由于同一个试片上不同距离的电流密度的不同，所获镀层的厚度、性能会有所不同。
霍尔槽阴极试片上镀层厚度与电流的关系如下式：式中dl、d2—阴极上不同点(1、2点)的厚度；IR1、IR2—阴极上不同点的电流密度；η1、η2—阴极上不同点的电流效率。
通过大量的试验，得出霍尔槽(阴极)试片上某点的电流密度(Ik)与离近端的距离的对数成反比：Ik=I(C1一C2lgL) 式中I一通过霍尔槽的电流强度；C1、c2—常数，与电解质性质有关，在容量为l000mL的试验液中，Cl=3．26，C2=3．05，在250mL试验液中，cl=5.1，G=5.24；L—阴极上某点距阳极近端的距离。
经测试和计算表明，霍尔槽试片上的电流密度的这种差别，从最小到最大，相差50倍。
比如用1A的电流在250mL的霍尔槽中做试镀时，这时，近端的电流密度为0.10A／din2，而远端的电流密度则达到5.1A／din2。
由此可知，采用霍尔槽做试验，从一个试片上一次就可以获得有50倍不同电流密度范围的镀层的状态，对提高分析镀液和镀层性能的效率和试验效率是非常有利的。
霍尔槽试验的另一个特点是从一次镀得的试片上还可以获得相当于制件不同区域镀层的状态。
霍尔效应实验中一些问题的分析探讨
流 Ｉｓ 和磁感应强度 Ｂ 的值稳定时ꎬ霍尔电压 ＶＨ 值也稳定ꎮ
Ｎ、Ｐ 型半导体掺杂原理:
(１)Ｎ 型半导体:掺 ５ 价元素ꎬ每个 ５ 价元素
与周围四个 Ｓｉ 原子形成 ４ 个共价键ꎬ而多余一个
电子ꎬ成为自由电子ꎮ
图 ２ Ｎ 型半导掺杂原理图
(２)Ｐ 型半导体:掺 ３ 价元素ꎬ每个 ３ 价元素 与周围四个 Ｓｉ 原子中的 ３ 个形成共价键ꎬ而和最 后一个 Ｓｉ 原子之间少一个电子ꎬ 从而产生一个 空穴ꎮ
摘
要: 针对霍尔效应实验教学过程中ꎬ存在的一些教学难点ꎬ从实验原理出发ꎬ对实验过程中涉
及的原理、半导体材料的选取、霍尔系数的计算等关键问题进行系讨论ꎮ 通过做图及计算得到了半导
体材料的各项霍尔参量ꎮ 对实验教学及霍尔传感器的设计提供理论和实验指导ꎮ
关 键 词: 霍尔效应ꎻ问题ꎻ探讨
中图分类号: Ｏ ４３３ꎻＴＰ ２１２.１
＝
ＶＨ ������ｄ Ｉｓ ������Ｂ
＝
Ｋ
ｄ Ｂ
Ｋ
＝
ΔＶＨ ΔＩＳ
＝
ＶＨ －０ ＩＳ －０
＝
ＶＨ ＩＳ
Ｂ ＝ ＫＭ ×ＩＭ
ＶＨ 为霍尔电压ꎬ 也即 ＶＡＡ′ꎬ 为霍尔元件的厚
度ꎬｂ 为霍尔元件的宽度ꎻ ＩＳ 为导体内通过的电
流ꎬＢ 为外加磁场的场强ꎻＲＨ 单位为 Ω������ｍ / Ｔꎬ为
导出单位ꎻ电磁铁线包上有 ＫＭꎬ单位 ＫＧＳ / Ａꎬ即
第 ３１ 卷 第 ３ 期 ２０１８ 年 ６ 月
大学物理实验
ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ ＯＦ ＣＯＬＬＥＧＥ
文章编号:１００７￣２９３４( ２０１８) ０３￣００５９￣０５
Ｖｏｌ.３１ Ｎｏ.３ Ｊｕｎ.２０１８
霍尔效应实验中误差分析及处理
了 消 除误 差 的方 法 。
关键词
霍尔效应是一种磁 电效应 ，是 美国科学家霍尔１７年研究 载流导 ８９ 体在磁场 中受力的性质时发现 的。霍尔效应已在科学实验和工程技 术 等许 多领 域 （ 如测量技术 、电子技术 、自动化 技术） 中得 到了广泛 的
应用 。利用它可 以测量某点 的磁场 和缝隙中的磁场 ，还 以利用这 一效
Hale Waihona Puke 霍耳 电场对载流子的作用力 总是 与 的方 向相反 ， 以 ，当 ＝ 所 时 ，载流子的聚集就 达到动 态平衡 。电场 力的大小为 ＝Ｅ ＝ Ｖ／ ｅ ｅ．ｂ （ ） ２
一
的磁场作用下 ，在Ｙ 方向引起类似于爱廷好 图 ４里纪一勒杜克效应 森效应 的温度差 一 ，由此产生的 电势差 ＊ ， ＶＬ ． 的正负只与
１ 霍尔效应 实验 的实验原理 如 图所示 ，本 实验用Ｎ型 半导体 （ 其载流 子为 电子 ）或Ｐ 型半导 体 （ 其载流子为空隙 ），设它的长 为 １，宽为 ｂ，厚为 ｄ。沿ｚ 正 轴 向加一磁场 ．沿Ｙ 正向通 一工 轴 作 电流 ，，半导体中的载流子将在 ｘ 方向受至 一个洛仑兹 Ⅱ
二 ± 二 ：
４
，
这样即可消除四种附加效应所 引起 的测量中的系统 误差。 参考文献
ｆ 扬述 成 ，赵 立 竹 。沈 国土 普 通 物 理 实验 （ 学、 热 学 部 分 ） １ １ 力 ［ ． Ｍ】高等教 育 出版 社 ，２０ ０７ 【 林 抒 ，龚镇雄 ． 物理 实验 ［ ． 京 ：人 民教 育 出版 社 ，１８ ２ 】 普通 Ｍ］ 北 ９２
（ 收稿 日期 ：２ １ — ２ ０ ０ ０ ０ — ２）
（） １ 不等位 电势 。如 图ｌ 所示 的不等位 电势Ｖ ，这是 由于测量霍 尔 电压的 电极Ａ 和 的位置难能做到在 一个理 想的等势面上 ，因此 当
霍尔效应实验中异常数据产生原因的分析
霍尔效应实验中异常数据产生原因的分析作者：田宇张振华姜珊张凤来源：《教育教学论坛》2018年第38期摘要：本文阐述了霍尔效应原理及其副效应的消除方法，分析了霍尔效应实验中导致霍尔元件损坏的几种情况，并提出了霍尔元件保护的措施。
关键词：霍尔效应；霍尔元件；断裂；分析中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）38-0220-03霍尔效应（Hall effect）是美国物理学家霍尔（Edwin. H. Hall）于1879年在研究载流导体在磁场中导电性质时发现的一种电磁效应。
利用霍尔效应可以测量磁场，确定半导体材料的基本参数，如半导体载流子的类型及能带结构、载流子的浓度，霍尔系数，霍尔片的电导率和迁移率。
霍尔元件一般为半导体薄片，是一种利用霍尔效应通过把磁信号形式转变为电信号形式以实现检测的传感器件。
由于霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特性，目前已经广泛应用于非电量测量、自动控制、计算机装置和现代军事技术等各个领域，如测量技术、电子技术、自动化技术等[1-7]。
近年来，科学家们在极低温度、极强磁场中又发现了量子霍尔效应，分数量子霍尔效应，量子自旋霍尔效应[8]。
霍尔元件的整体结构为1.50mm×1.74mm，体积小，灵敏度高（可达10mV/（mA·kg））且特别容易损坏，而绝大部分普通高校的大学物理实验课开设了霍尔效应及其应用这个实验，霍尔元件的利用率自然就很高，所以对霍尔元件的保护以及对产生异常数据原因的分析就显得非常重要。
一、霍尔效应的原理1.理论公式。
将一个通电导体放在磁场中，如果磁场方向与电流方向垂直，那么体中的载流子将受到洛伦兹力的作用而在垂直于电流和磁场的方向上产生一个横向电势差，此电势称为霍尔电势，此现象称为霍尔效应。
利用霍尔效应制成的磁敏元件称为霍尔元件。
图1是霍尔效应的原理图。
霍尔元件是杂质半导体，运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用，其运动轨迹发生偏转，在A面上出现电子的积累。
霍尔效应产生误差的原因
霍尔效应产生误差的原因
霍尔效应是一种电学现象，它可以用来测量磁场的强度。
然而，在实际应用中，我们可能会发现霍尔效应的测量结果存在一些误差。
那么，产生这些误差的原因是什么呢？
首先，霍尔元件本身的材质和制造工艺会对测量结果产生影响。
不同的材质对磁场的敏感度有所不同，而制造工艺也会影响元件的精度和稳定性。
其次，测量电路的阻抗也会对测量结果产生影响。
当阻抗过大或过小时，都会导致电压信号的失真或衰减，从而影响测量结果的精确度。
此外，环境因素也可能会对测量结果产生影响。
例如，温度、湿度、电磁干扰等因素都可能影响霍尔元件的性能和测量精度。
最后，操作人员的技能水平也会影响测量结果的准确性。
操作不规范、读数不精确等因素都可能导致误差的产生。
综上所述，霍尔效应产生误差的原因主要包括：霍尔元件本身的材质和制造工艺、测量电路的阻抗、环境因素以及操作人员的技能水平。
为了提高测量精度，我们需要针对这些因素进行优化和控制。
- 1 -。
霍尔效应实验报告误差分析
霍尔效应实验报告误差分析霍尔效应是指当导体中有电流通过时，垂直于电流方向施加一个磁场时，导体两侧会产生一个电势差。
这种现象被称为霍尔效应，它是一种重要的物理现象，在电子学和材料科学中有着广泛的应用。
在实验中，我们通过测量霍尔电压和电流的关系来研究材料的电导率、载流子类型和浓度等参数。
然而，在进行霍尔效应实验时，我们往往会遇到一些误差，这些误差可能来自实验仪器、测量方法或者实验环境等方面。
下面，我将对霍尔效应实验中的误差进行分析。
首先，实验仪器的误差是不可避免的。
在实验中，我们通常使用霍尔效应传感器来测量霍尔电压。
然而，传感器的精度和灵敏度有限，可能存在一定的误差。
此外，传感器的线性度也会影响测量结果的准确性。
因此，在进行实验时，我们需要对仪器进行校准和调试，以确保测量结果的准确性。
其次，测量方法的选择也会对实验结果产生影响。
在霍尔效应实验中，我们通常使用恒流源来提供恒定的电流，并通过变化磁场的方式来测量霍尔电压。
然而，不同的测量方法可能会导致不同的误差。
例如，如果我们使用恒流源的精度较低，或者磁场的变化速度过快，都可能导致测量结果的偏差。
因此，在选择测量方法时，我们需要考虑实验的具体要求，并选择合适的方法来减小误差。
此外，实验环境的影响也是一个重要的误差来源。
在进行霍尔效应实验时，我们需要尽量减小外界干扰因素的影响。
例如，温度的变化、电磁辐射和振动等都可能对实验结果产生影响。
因此，在实验过程中，我们需要控制好实验环境，尽量减少这些干扰因素的影响，以提高测量结果的准确性。
另外，实验中的人为误差也是需要考虑的因素。
例如，实验人员的操作技巧、读数的准确性和实验数据的处理等都可能对实验结果产生影响。
因此，在进行实验时，我们需要严格按照实验步骤进行操作，并进行多次重复实验来减小人为误差的影响。
综上所述，霍尔效应实验中存在着多种误差来源。
为了减小误差，我们需要选择合适的仪器和测量方法，并控制好实验环境。
此外，实验人员的操作技巧和数据处理方法也需要注意，以提高实验结果的准确性。
哈氏槽(赫尔槽)原理及相关试验说明
哈氏槽（赫尔槽)原理及相关试验说明现代电镀网讯：一、哈氏槽试验哈氏槽也叫霍尔槽或梯形槽，是由美国的R.O。
Hull于1939年发明的，用来进行电镀液性能测试的实验小槽，其基本的形状如下图所示：由于哈氏槽试片两端距阳极的距离有很大差别，加上在角部的屏蔽效应,使同一试片上从近阳极湍和远阳极端的电流密度有很大的差异，并且电流密度的分布呈现由大（近阳极)到小（远阳极)的线性分布。
根据通过哈氏槽总电流大小的不同，其远近两端电流密度的大小差值达50倍.这样，从一个试片上可以观测到很宽电流密度范围的镀层状况，从而为分析和处理镀液故障提供了很多有用的信息。
通过哈氏槽实验可以控制镀层质量,确定最佳镀液配比和合适的温度、电流密度和各种添加剂的用量和补充规律.还可以分析镀液中杂质和各种成分变化对镀层的影响和排查镀液故障。
因此，哈氏槽实验是电镀生产和管理以及科研都不可少的重要实验工具。
二、加长型哈氏槽加长型哈氏槽是将哈氏槽的阴极区的长度加长为标准哈氏槽的2倍的改良型哈氏槽(如下图所示)。
这是为了测试高水平宽光亮区电镀添加剂的一种创新设备。
加长后的阴极试片的长度达到203mm,这样做是因为用标准试片发现不了新型光泽剂的低区和高区极限电流区域，通过加长试片的长度,可以在更宽的电流密度范围内考查镀液和添加剂的水平。
多用于光亮性电镀的验证试验，特别是在光亮镀镍新型光泽剂的开发方面,这种加长型哈氏槽可以发挥很好的作用。
随着电镀技术的不断进步，有些镀种在传统哈氏槽试片的电流密度区内都可以获得全光亮的镀层,用传统哈氏槽已经无法进行低电流区性能的比较。
而采用这种加长型哈氏槽由很容易看得出差距。
三、用哈氏槽做光泽剂的试验光泽剂是光亮电镀中必不可少的添加剂，是光亮镀种管理的关键成分，因此采用哈氏槽对光泽剂进行试验是常用的管理手段。
采用哈氏槽可以对光泽剂的光亮效果、光亮区的电流密度范围、光泽剂的消耗量和外加规律等做出明确的判断。
当采用哈氏槽进行光泽剂性能等相关试验时，首先要采用标准的镀液配方和严格的电镀工艺规范，以排除其他非添加剂因素对试验的干扰.常用的方法是每个批次的试验采用一次配成的基础镀液，镀液的量要大于试验次数要用到的量的总和，基础镀液采用化学纯或与生产工艺相同级别的化工原料进行配制，并且记住不能往基础液中添加任何光泽剂，以保证试验结果的准确性和可靠性.在准备好镀液和哈氏片之后，可以取试验基础液注入哈氏槽，然后再按试验项目的要求将镀液的工艺参数调整到规定的范围，先不加入光泽剂做出一个空白的试片，留做对比之用。
霍尔槽（哈式槽）试验及结果解读
霍尔槽（哈式槽）试验及结果解读霍尔槽？哈式槽？试验及结果解读故障处理 2009-09-15 20:10:50 阅读66 评论1 字号，⼤中⼩订阅⼀！霍尔槽是⼀种试验效果好，操作简单、所需溶液体积⼩的⼩型电镀试验槽。
它可以较好的确定获得外观合格镀层的电流密度范围及其它⼯艺条件。
⽣产现场常⽤来快速解决镀液所发⽣的问题。
⼆！⼩型霍尔槽结构下⾯是⼯⼚电镀制程控制常⽤的霍尔槽基本结构(市⾯上可以购买到带加热、通⼊压缩空搅拌孔等设计精良的成品)霍尔槽结构⽰意图三.霍尔槽的试验装置及实验⽅法1.试验装置:1/4页2.试验⽅法a.溶液的选择为了获得正确的试验结果，选择的溶液必须具有代表性。
重复试验时，每次试验所取溶液的体积应相同。
当使⽤不溶阳极时，溶液经1~2次电镀后应更换新液。
如采⽤可溶性阳极则最多试验4~5次后更换新液。
在测微量杂质或添加剂的影响时，每槽试验次数应酌情减少。
b.阴阳极材料的选择阴阳极材料通常是平⾯型薄板，阳极厚度不超过5MM，阴极厚度为0.2~1MM，阳极材料应与⽣产中使⽤的阳极相同。
c.电流⼤⼩霍尔槽电流⼤⼩通常在0.5~2A范围内。
d.试验时间及温度⼀般在5~10分钟，试验温度应与⽣产相同。
四.霍尔试⽚判定(以镀锡为例)1.背⾯背⾯看⽚原则:先看背⾯的异常现象,再判定可能造成的原因.a.先从HULLCELL⽚背⾯中间剖开,再看⾼电流密度区(添加剂)与低电流密度区(开缸剂)有没有失去平衡:(例如往⾼电流密度区缩⼩是添加剂不⾜,往低电流密度区缩⼩是开缸剂不够).b.看三层云分布:正常HULLCELL⽚背后会出现三层云？即亮层/浓雾层/淡雾层？如下⽰意图. HULLCELL⽚背⾯区域c.如果为全浓雾或⽆亮,判定是添加剂或补充剂不够,酸不⾜,建浴剂不⾜.d.如果都是淡淡的薄雾浓雾少,且将要收缩,可能是添加剂或酸过量.2/4页e.有出现三层云,向中间凹进去的话,主要原因有主盐不够或沉积速率不够.沉积速率不够可能原因为(添加剂过量或不⾜b;酸不⾜)。
第十七讲——赫尔槽试验(一)
第十七讲——赫尔槽试验(一)袁诗璞【摘要】@@ 赫尔槽试验是现代电镀新工艺试验,新助剂开发及改进,镀液工艺维护等过程中最基本、最便捷的手段之一,不可或缺.不能熟练掌握赫尔槽试验,就称不上是合格的电镀技术工作者.然而,如何认识、正确操作该项试验,却有许多问题值得讨论.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】2页(P41-42)【作者】袁诗璞【作者单位】【正文语种】中文赫尔槽试验是现代电镀新工艺试验，新助剂开发及改进，镀液工艺维护等过程中最基本、最便捷的手段之一，不可或缺。
不能熟练掌握赫尔槽试验，就称不上是合格的电镀技术工作者。
然而，如何认识、正确操作该项试验，却有许多问题值得讨论。
调整电镀液有 3个途径：一是凭经验判断，二是进行化验分析，三是通过试验判定。
对应用年久、已有经验的老工艺，凭观察工件镀层状况，判定该如何调整，不能说完全无用。
例如：一看氰化镀铜层的色泽、低电流密度区状况，就能立即判断出游离氰浓度的高低。
但这也只能在镀层已表现出异常时才能判断，且要有相当丰富的实践经验，对新工艺、新助剂的采用则无法判定(因无经验可言)。
1. 1 依分析化验结果调整镀液完全依分析化验结果来调整镀液的工艺人员，称不上合格，因为分析化验具有相当大的局限性。
1. 1. 1 分析方法本身有问题有一名经验丰富、化学基本功很扎实的大学本科毕业的老分析员告诉笔者，书上所载的分析化验方法相互传来抄去，其中有不少本身就有问题。
笔者也学过分析化学、仪器分析等专业课程，有些方法并不切合大生产实际。
例如，用于化验分析氯化钾镀锌液中氯化钾的常规方法只适于新配镀液，而不适于大生产中应用已久的镀液。
讲一个真实的故事：多年前一位电镀厂化验员与工艺员吵得不可开交。
化验员坚持说自己的化验结果是准确的，标准液是刚标定了的，终点判定也是准确的，计算无误，镀液中的氯化钾就是多了。
工艺员却坚持说，氯化钾就是少了很多，要至少补充60 g/L才能生产。
霍尔槽试验原理及实践
密度的分布可用下式计算 ：
Ｊ Ｉ ５ １ ． ４ｌＬ Ｋ＝ （ ． —５ ２ ） ｇ
精密 ｐ Ｈ试纸测定 ｐ Ｈ值 ， 若过低 ， Ｊ 低 区效果肯定
差 ， 光 亮剂 用 量 大 增 （ 附效 果 变差 ） 应 先 调 高 且 吸 ，
式 中 ： 阴极 上某 位置 的 电流密 度 ，／ ｍ ； Ｊ一 Ａ ｄ ｜＿ 用 的电流强 度 ， ＿选 即试验 用 电流 ， Ａ； Ｌ 阴极试 片上 该位 置距 近端 的距 离 ，ｍ。 一 ｅ 此式 仅适 于 Ｌ为 １ｍ 一９ｍ 范 围 内 使 用 ， ｅ ｅ Ｌ＜ １ｍ或 大于 ９ ｍ则 不适 用 了。 ｅ ｅ
改 良霍尔槽则 是在 Ａ 、 Ｄ所在 面上钻孑 ， ＢＣ Ｌ 放 人大的液位合适的容器中使用 ， 但用得少。 ２ ２ 霍尔槽阴极试片上 电流密度的分布 ． 在图 １ 试验时 Ａ 中， Ｄ边放 阳极 、 Ｃ边放 阴极 Ｂ 试片 。试片 Ｂ端距 阳极最近 ， 液电阻最小 ， 镀 因而
能力等的影 响， 只能作为新工艺 、 新助 剂等研发 的 第二阶段试验用 ； 第二 ， 烧杯 内试验。小 烧杯试验
整体注塑成形的霍尔槽尺寸 比较准确 ， 自制用
有 机玻 璃 粘 接 或 用 塑 料 板 焊 接 的 ， 的 尺 寸 不 很 有
准确 。
试 验 可供 选 择 的方 法 有 多 种 ： 一 ， 小 型 镀 第 在
槽 中利 用小 型 工件 作 小 试 。但 用 液量 较 大 ， 阴 阳 且 极距 离 近 ， 不能 真实 反 映 大 生 产 的几 何 因 素对 分 散
ｐ Ｈ值［ 最好加一水碳酸钠干粉 ， 搅拌至 Ｎ （ Ｈ） ｉＯ 溶
完］ 。试一下行 了， 就不必 补加光亮剂。当亮 镍液
电镀工艺测试方法——霍尔槽试验
工艺人员要定期用霍尔槽对镀液状况进行了解。
那么什么是霍尔槽试验?它有什么作用?下面将扼要介绍。
作为电镀生产的管理者，也有必要能够解读霍尔槽试片。
因为霍尔槽试片就像是医院为病人拍摄的X光片，通过解读霍尔槽试片，可以获得镀液的许多信息。
(1)霍尔槽(Hullcell)在电镀工艺开发和现场管理的实验中，霍尔槽是一种非常重要而又实用的试验方法。
所谓霍尔槽，也叫梯形槽，霍尔槽的结构如图所示。
霍尔槽试验示意图;由图4-1可以看出，霍尔槽的阴极两端与阳极的距离不等，阴极上远离阳极的一端电流密度最小，称为远端，而阴极离阳极最近的一端电流密度最高，称为近端。
在汶两点之间．随着阴糨与阳极距离的接近，电流密度也由小渐大，直至最大，这是霍尔槽试片的一个最为显著的特点。
由于同一个试片上不同距离的电流密度的不同，所获镀层的厚度、性能会有所不同。
霍尔槽阴极试片上镀层厚度与电流的关系如下式：式中dl、d2—阴极上不同点(1、2点)的厚度；IR1、IR2—阴极上不同点的电流密度；η1、η2—阴极上不同点的电流效率。
通过大量的试验，得出霍尔槽(阴极)试片上某点的电流密度(Ik)与离近端的距离的对数成反比：Ik=I(C1一C2lgL) 式中I一通过霍尔槽的电流强度；C1、c2—常数，与电解质性质有关，在容量为l000mL的试验液中，Cl=3．26，C2=3．05，在250mL试验液中，cl=5.1，G=5.24；L—阴极上某点距阳极近端的距离。
经测试和计算表明，霍尔槽试片上的电流密度的这种差别，从最小到最大，相差50倍。
比如用1A的电流在250mL的霍尔槽中做试镀时，这时，近端的电流密度为0.10A／din2，而远端的电流密度则达到5.1A／din2。
由此可知，采用霍尔槽做试验，从一个试片上一次就可以获得有50倍不同电流密度范围的镀层的状态，对提高分析镀液和镀层性能的效率和试验效率是非常有利的。
霍尔槽试验的另一个特点是从一次镀得的试片上还可以获得相当于制件不同区域镀层的状态。
霍尔效应实验中异常数据产生原因的分析
霍尔效应实验中异常数据产生原因的分析收稿日期：2018-01-26作者简介：田宇（1979-），男（汉族），硕士，实验师，研究方向：粒子物理。
霍尔效应（Hall effect ）是美国物理学家霍尔（Ed-win.H.Hall ）于1879年在研究载流导体在磁场中导电性质时发现的一种电磁效应。
利用霍尔效应可以测量磁场，确定半导体材料的基本参数，如半导体载流子的类型及能带结构、载流子的浓度，霍尔系数，霍尔片的电导率和迁移率。
霍尔元件一般为半导体薄片，是一种利用霍尔效应通过把磁信号形式转变为电信号形式以实现检测的传感器件。
由于霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特性，目前已经广泛应用于非电量测量、自动控制、计算机装置和现代军事技术等各个领域，如测量技术、电子技术、自动化技术等[1-7]。
近年来，科学家们在极低温度、极强磁场中又发现了量子霍尔效应，分数量子霍尔效应，量子自旋霍尔效应[8]。
霍尔元件的整体结构为1.50mm ×1.74mm ，体积小，灵敏度高（可达10mV/（mA ·kg ））且特别容易损坏，而绝大部分普通高校的大学物理实验课开设了霍尔效应及其应用这个实验，霍尔元件的利用率自然就很高，所以对霍尔元件的保护以及对产生异常数据原因的分析就显得非常重要。
一、霍尔效应的原理1.理论公式。
将一个通电导体放在磁场中，如果磁场方向与电流方向垂直，那么体中的载流子将受到洛伦兹力的作用而在垂直于电流和磁场的方向上产生一个横向电势差，此电势称为霍尔电势，此现象称为霍尔效应。
利用霍尔效应制成的磁敏元件称为霍尔元件。
图1是霍尔效应的原理图。
霍尔元件是杂质半导体，运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用，其运动轨迹发生偏转，在A 面上出现电子的积累。
半导体材料有N 型（电子型）和P 型（空穴型）两种。
前者的多数载流子是电子，带负电，如图1（a ），在A 面上出现电子的积累，同时C 面出现等量的正电荷；后者的多数载流子是空穴，相当于带正电，如图1（b ），在A 面上出现空穴的积累，同时C 面出现等量的负电荷。
赫尔槽试验简介
阴阳极的夹持
钛夹子最好，但是贵。一般用鳄鱼夹，多为铁件滚镀薄层亮 镍，容易生锈。 夹持时，接导线的一边应与阴、阳级的使用面接触。 试验后最好是用清水洗干净后吹干，腐蚀严重应更换新的。
温度
试验温度与大生产一致。
加热：对于带电加热的赫尔槽，可直接将镀液于赫尔槽内进行 镀加热，若没有自动控温，则应注意监控温度。对于普通赫尔 槽，可在电炉上用烧杯将镀液预先加热到高于所需温度5℃左 右后倒入赫尔槽内，阴阳极板要吸收部分热量，用温度计监控 温度，待温度下降至高于所需温度0.5~1℃时立即开始试验。
赫尔槽阴极上远端至近端的电流密度变化有50多倍, 这样,做 一次赫尔槽试验, 就可以看出相当宽的电流密度范围内电镀层的质 量情况, 仅这一个方面, 已足够显示出赫尔槽试验的优越性。
赫尔槽试验的要求与规范
电源
输出电压0~15V，电流0~10A的直流小电源； 带有时间预置定时声音报警，好控制试验时间； 同时有电流、电压显示。电流相同时，电压越低，说明镀液 电导率越高，通过电压显示也可观察阳极钝化情况； 输出直流电源的波纹系数与大生产基本一致。
预测与预防故障发生
镀液发生故障，往往是由一个量变到质变的过程。有时电镀生产 中还没有明显的故障，而在赫尔槽试片上已经可以察觉到了。因为赫 尔槽试验能显示较宽的电流密度下镀层的质量。 如酸性光铜电镀时，可能大生产上没表现出明显故障，赫尔槽试 片高区烧焦范围变宽了，说明硫酸铜含量偏低或者是载体添加剂浓度 偏低。 例如光亮镀镍中，锌杂质的含量一般达到0.06g/L时，才能在生 产中察觉到对镀层的危害。而用赫尔槽试验，其含量达到0.01g/L时， 就能在阴极试片上反映出来。所以，假使我们事先对某种镀液中各种 可能的杂质的影响，做好一系列反应不同情况的赫尔槽阴极样板，保 存或记录起来作为对照，然后在电镀生产时，定期做赫尔槽试验。 当发现赫尔槽阴极试片上反映出镀液即将要发生故障时，提前对 镀液进行处理和调整，避免故障的发生。
参考资料利用霍尔元件测量磁场的误差来源
参考资料 利用霍尔元件测量磁场的误差来源在测量霍尔电压U H 时，不可避免地会产生一些副效应，由于这些副效应产生的附加电势差会叠加到霍尔电压U H 上，形成测量中的系统误差。
这些副效应有1．不等位电势差U σ由于霍尔元件的材料本身不均匀，以及由于工艺制作时，很难保证将霍尔片的电压输出电极（A 、B ）焊接在同一等势面上，因此当电流流过样品时，即使已不加磁场，在电压输出电极A 、B 之间也会产生一电势差。
称为不等位电势差U σ，U σ=Ir （r 为沿x 轴方向A 、B 间的电阻）。
U σ只与电流有关，与磁场无关。
实验时应测量不同的I 对应的U σ，并对霍尔电势差进行修正。
2．厄廷豪森效应1897年厄廷豪森发现，当样品x 方向通以电流I ，z 方向加一磁场时，由于霍尔片内部的载流子速度服从统计分布，有快有慢，它们在磁场作用下，慢速的载流子与快速的载流子将在霍尔电场和洛仑兹力共同作用下，沿y 轴向相反的两侧偏转。
向两侧偏转的载流子的动能将转化为热能，使两侧的温度不同，因而造成在y 方向上两侧的温度差（T A -T B ）。
因为霍尔电极和样品两者材料不同，电极和样品就形成热电偶，这一温度在A 、B 间产生温差电动势U EU E ∝IBU E 的正负，大小与I 、B 的大小和方向有关，这一效应称为厄廷豪森效应。
3．能斯脱效应由于两个电流电极与霍尔样品的接触电阻不同，样品电流在电极处产生不同的焦耳热，引起两电极间的温差电动势，此电动势又产生温差电流（又称热电流）Q ，热电流在磁场的作用下将发生偏转，结果在y 方向产生附加的电势差U N ，且U N ∝QBU N 的正、负只与B 的方向有关，这一效应称为能斯托效应。
4．里纪─勒杜克效应以上谈到的热流Q 在磁场作用下，除了在y 方向产生电势差外，还由于热流中的载流子的迁移率不同，将在y 方向引起样品两侧的温差，此温差在y 方向上产生附加温差电动势U R ∝QB ，U R 只和B 有关，和I 无关。
霍尔效应及其误差分析
****本科短学期论文（设计）题目霍尔效应及其误差分析学生 ***指导教师***年级 2009级专业应用物理学物理与电气工程系2010年7月摘要霍尔效应试验在测量过程中，由于各种副效应会引起各种误差。
在此做以分析和修正，采用Vh对称测量法以消除副效应。
考虑到载流子的速度统计分布所引起的误差，对载流子浓度n进行修正。
经过修正后的实验，更大程度地降低了实验误差，使Rh的测量更加接近真实值。
关键词霍尔片载流子密度霍尔系数霍尔电压一引言霍尔效应是霍尔于1879年发现的，这一效应在科学实验和工程技术中有着广泛的应用。
霍尔系数的准确测量在应用中有着十分重要的意义。
由于霍尔系数在测量过程中伴随着各种副效应，使得霍尔系数在测量过程中变得比较困难。
因此我们在测量过程中采取了“对称测量法”消除副效应，对于载流子浓度，我们考虑到电子的速度统计分布，引入修正系数3π/8，使得载流子浓度的测量更加准确。
二实验内容2.1实验目的（1）了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。
（2）学会用‘对称测量法’消除副效应的影响，测量并绘制Vh-Is曲线。
（3）确定试样的导电类型，载流子浓度和霍尔系数。
2.2实验仪器TH-H型霍尔效应实验仪 TH-H型霍尔效应测试仪2.3实验原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。
对于半导体样品，若在x方向通以电流，在z方向加磁场，则在y方向即样品a、b电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场，电场的指向取决于样品的导电类型。
显然，当载流子受到横向电场力时,电荷不断聚积，电场不断加强，直到样品两侧电荷的积累达到平衡，即样品a、b间形成了稳定的电势差Vh（霍尔电压）。
设Eh为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度，样品的宽度为b ，厚度为 d，载流子浓度为n ，则有：（1－1）则（1－2）其中称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目前在广东地区，一般习惯于按 试片来进行对镀液和光亮剂补加、 调整，故试验更应严格、准确。
②电源波形的影响 在电镀生产中， 随着电子工业的发展，电源设备 也随之改进。近年来，人们注意 到电源波形对镀层有一定的影响， 同时已研究出适合各种镀种的电 镀波形，以满足电镀生产的需要。
目前，除专业化电镀生产单位外， 一般厂家仍使用一机多槽或单机 单槽，这给霍尔槽试验带来不利 因素。例如，某镀槽出现故障， 用霍尔槽试验使用的波形不同， 试验结果难以确定。所以，试验 时应力求采用与生产上相同的波 形，或试验结果仅作参考使用。
③试片的选定 试片是观察试验结 果的可靠依据，一般采用紫铜片 或黄铜片，根据镀种的不同还可 采用钢铁片。试片的表面粗糙度 应有一定的要求，尽可能与生产 中零件表面相同。否则，难以正 确判断试验给果。
④阴极移动与空气搅拌 在作霍尔 槽试验时，如电镀液需要移动阴 极或搅拌，为了便于观察试验结 果，搅拌应尽量与生产相同。
这是由于试验条件总是优于生产 条件，而且试验时使用的是试片， 几何形状简单，所以试验结果总 是优于生产结果。我们在作霍尔 槽试验时，应全面考虑多方面的 因素，这样才能使试验工作准确 可靠。
sai77ji81we5 实验室电镀电源 霍尔槽
⑤试验结果与生产结果的比较 如 某一亮镍镀槽，镀层亮度不符合 质量要求，而作霍尔槽试验时， 其工艺规范完全相同，结果却比 生产的亮度要好。经化学分析， 各成分都在工艺规定范围内。
这时，可向霍尔槽试液中添加光 亮剂。如果试片比未添加光亮剂 时光高，证明生产槽液缺少光亮 剂。但向生产用的亮镍镀槽补加 适当的光亮剂后，再进行电镀， 结果又和霍尔槽试验末加光亮剂 时的结果一样。
霍尔槽试验中的几经常用来配合化学分析方法解决 电镀生产中的各种质量问题的一 种方法。霍尔槽的实验结果目前 尚无可靠仪器显示出来，仍依赖 于肉眼的直观判断，因而有时会 给人造成假象与错觉。
试片上的条纹、雾膜、漏镀、烧 焦、斑点、孔隙、气泡等有时会 出现在同一试片上，若稍有不慎 或被错觉干扰，便不能得到正确 的结论，会延误试验时间和效果。 所以，作霍尔槽试验时，应认真 克服生理上的影响，使试验工作 顺利进行。