一、概述
磁場是自然界的重要屬性，也是物理學(xué)的重要分支。磁場檢測與磁傳感技術(shù)是現(xiàn)代磁學(xué)的重要應(yīng)用和發(fā)展方向。磁敏感功能材料、器件、磁電子技術(shù)凝聚著許多近代物理思想與基礎(chǔ)效應(yīng)。開展對這些物理現(xiàn)象研究、分析、測試，一方面可以探求磁場變化對于各種功能材料內(nèi)部載流子輸運過程中的相互作用，觀察不同的材料結(jié)構(gòu)、不同的薄膜及器件制備工藝構(gòu)成的不同的物理效應(yīng)，另一方面揭示當(dāng)代磁敏感技術(shù)的進(jìn)展與人們研究該項技術(shù)的歷程。
本系列實驗設(shè)計了一套綜合性、開放性的磁場特性、磁敏感元件特性、磁傳感器特性、傳感器與自動控制相結(jié)合的系列教學(xué)演示實驗儀。綜合性體現(xiàn)在實驗內(nèi)容與知識點的廣泛性，揭示基礎(chǔ)物理原理、微觀機制、結(jié)構(gòu)設(shè)計與宏觀特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，不同技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)在交叉融通關(guān)系；開放性體現(xiàn)在將當(dāng)代科學(xué)研究的磁敏感與磁檢測前沿技術(shù)不斷地向基礎(chǔ)教學(xué)轉(zhuǎn)化提供了實驗與研究平臺，為高等教育實現(xiàn)層次化教學(xué)提供教學(xué)設(shè)備，為實驗者交叉學(xué)科科技創(chuàng)新奠定實驗基礎(chǔ)，可以不斷豐富充實拓展本實驗的內(nèi)容。本實驗儀獲得2007年全國物理演示儀器評比二等獎。
本系列實驗儀包含兩臺設(shè)備，一臺《磁敏感元件與磁場特性研究綜合實驗儀》，另一臺《磁敏傳感器綜合實驗儀》。實驗內(nèi)容既有密切關(guān)聯(lián)，又可以單獨成章，適用于高等院校各專業(yè)的基礎(chǔ)物理實驗、設(shè)計性實驗和演示實驗。
《磁敏感元件與磁場特性研究綜合實驗儀》的實驗內(nèi)容涵蓋了基本電磁場理論、功能敏感材料物理屬性、磁敏系列傳感器的工作原理、信號轉(zhuǎn)換、檢測與自動控制等多學(xué)科知識。主要幫助學(xué)生了解磁場特性及測量原理，測量磁敏感元件的靈敏度，并學(xué)會磁敏傳感器的工作原理、測量方法及應(yīng)用。

二、實驗儀器外觀及面板示意圖：
1. 磁場研究可移動亥姆霍茲線圈　        2.磁敏感元件測試臺
3.轉(zhuǎn)角數(shù)字顯示表                       4. 亥姆霍茲磁場研究測試架　 
5. 亥姆霍茲磁場特性研究主機側(cè)接線面板  6.強磁電磁鐵測量系統(tǒng)   
7.磁集束特性研究系統(tǒng)，　               8. Ｕ型磁路特性研究系統(tǒng)，
9. Ｅ型磁路特性研究系統(tǒng)，　            10.儀器測試前面板
三、實驗及教學(xué)內(nèi)容的編排
1. 基本磁敏感元件特性的研究實驗
磁敏感元件分為強磁場敏感和弱磁場敏感兩大類。
⑴、 利用本實驗儀電磁鐵產(chǎn)生最高達(dá)到5000高斯的強磁場條件下，可以開展
?。⒒魻栃?yīng)特性研究：測量霍爾電壓與外加磁場強度、方向、通電電流方向的變化規(guī)律；
ⅱ）、半導(dǎo)體磁敏電阻芯片特性研究：測量半導(dǎo)體磁敏電阻隨外加磁場強度、方向的變化規(guī)律。
ⅲ）、可以用霍爾器件或半導(dǎo)體磁敏電阻芯片對電磁鐵氣隙內(nèi)磁場分布情況進(jìn)行研究。
⑵、 利用本實驗儀的亥姆霍茲線圈測試臺，可以開展
?。?、坡莫合金薄膜各向異性磁電阻效應(yīng)（AMR）磁場強度與磁電阻、飽和磁化時磁場方向與惠斯登橋路輸出特性研究；
ⅱ）、2007年諾貝爾物理學(xué)獎巨磁電阻效應(yīng)的特性研究：
2. 磁路特性的研究實驗：
利用磁敏元件對不同形狀、不同結(jié)構(gòu)磁場進(jìn)行測量，研究其分布狀態(tài)和特性規(guī)律，實驗內(nèi)容包括：
⑴、磁集束研究實驗——可提供四種不同形狀和截面積的電磁鐵集束頭，研究截面積對磁場強度的影響；可以對導(dǎo)磁鐵芯上安裝的兩個線圈正結(jié)與反向連接，線圈串聯(lián)與并聯(lián)連接時磁場特性進(jìn)行研究；可以利用檢出傳感器對不同集束磁軛之間的磁場強度分布進(jìn)行描述，歸納總結(jié)磁場特性規(guī)律。
⑵、U型磁路特性研究——觀察Ｕ型磁路在線圈匝數(shù)變化、線圈串聯(lián)并聯(lián)、直流、交流勵磁中，磁路空氣間隙對其中的磁場強度的影響，并與理論進(jìn)行對比分析；
⑶、研究E型磁路特性研究——觀察Ｅ型磁路在線圈匝數(shù)變化、線圈串聯(lián)并聯(lián)、直流、交流勵磁中，磁路空氣間隙對其中的磁場強度的影響；觀察磁路截面積與空氣間隙中磁場強度之間的對應(yīng)關(guān)系；觀察主磁路（勵磁磁路）截面積與旁磁路截面積及感應(yīng)線圈匝數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系；與并與理論進(jìn)行對比分析；
⑷、研究亥姆霍茲線圈磁場分布特性研究——研究匝數(shù)及相對距離可變的所產(chǎn)生的軸向與徑向磁場分布特點進(jìn)行研究，與電磁學(xué)理論進(jìn)行對比。

教學(xué)上還可進(jìn)一步根據(jù)不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生情況，選擇幾種涉及以上磁敏感元件的磁傳感器的應(yīng)用實例，讓同學(xué)們設(shè)計出簡易裝置實現(xiàn)磁檢測。
四、技術(shù)指標(biāo)
1.直流穩(wěn)流電源及智能數(shù)字式電壓表：直流顯示范圍-1999～9999，交流顯示范圍0～9999。
2.穩(wěn)定型數(shù)字電流表：量程0.2－1A。
3. E、U型電磁鐵：間隙均可調(diào)節(jié)。
5.待測磁敏感元件：實驗時所加磁場電流一般小于1A（最大電流不得超過2A）。
五、使用注意事項
1． 儀器應(yīng)預(yù)熱5分鐘，待電路接線正確，方可進(jìn)行實驗。
2． 直流電源用于提供電磁鐵磁場及磁敏感元件工作電流，不能互換。接錯時易將元件損壞。
3． 電磁鐵線圈通電時間不宜過長，否則線圈易發(fā)熱，影響實驗結(jié)果。用外接其電流電源時須注意，不得超過2A。