Cảm biến từ giảo Cảm biến từ giảo Bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Cảm biến từ giảo • Hiệu ứng từ giảo Dưới tác động từ trường, số vật liệu sắt từ thay đổi tính chất hình học tính chất học (hệ số Young) Hiện tượng gọi hiệu ứng từ giảo Khi có tác dụng lực học gây ứng lực vật liệu sắt từ làm thay đổi đường cong từ hoá chúng, dựa vào thay đổi độ từ thẩm từ dư xác địnhđược độ lớn lực tác dụng Đây hiệu ứng từ giảo nghịch - Cơ chế từ hoá: Như biết vật liệu sắt từ, nguyên tử đặc trưng mômen từ Để giảm thiểu lượng tổng cộng, momen từ nguyên tử miền từ hoá tự nhiên (domen) phải hướng theo hướng chung Hướng chung định hướng theo số hướng ưu tiên mạng tinh thể gọi hướng dễ từ hoá Hướng mômen từ domen cạnh không trùng Khi có từ trường H tác động, định hướng mô men từ domen theo hướng chung tăng dần Khi H nhỏ, vách domen từ dịch chuyểnvà kích thước domen từ có hướng từ hoá thuận lợi trùng với hướng từ trường bên tăng lên Khi từ trường tăng lên đến mức xảy tượng đảo hướng domen theo hướng từ trường Khi từ trường đủ mạnh làm quay hướng dễ từ hoá domen từ theo hướng từ trường dẫn đến bảo hoà (hinhd 16.8a) - Hiện tượng từ trễ: Sau từ hoá lần đầu đến bảo hoà (H = Hm), giữ nguyên phương từ trường thực chu trình khép kín (Hm,0,-Hm,0) ta nhận đường cong từ hoá hình 16.8b gọi đường cong từ trể với độ từ dư Br kháng từ Hc 1/3 Cảm biến từ giảo Hình 16.8 : Đường cong từ hoá a) Từ hoá lần đầu b) Chu trình từ trễ Khi vật liệu sắt từ có ứng lực, kích thước mạng tinh thể thay đổi, hướng dễ từ hoá thay đổi dẫn đến làm thay đổi định hướng domen Hiện tượng gọi hiệu ứng từ giảo nghịch Trên hình 16.9 biểu diễn ảnh hưởng ứng lực đến đường cong từ hoá permalloy 68 Hình 16.9: Sự biến dạng đường cong từ hoá tác dụng lực kéo • Cảm biến từ thẩm biến thiên 2/3 Cảm biến từ giảo Cấu tạo cảm biến gồm cuộn dây có lõi từ hợp với khung sắt từ tạo thành mạch từ kín (hình 16.10) Dưới tác dụng lực F, lõi từ bị biến dạng kéo theo thay đổi độ từ thẩm à, làm cho từ trở mạch từ thay đổi độ tự cảm cuộn dây thay đổi Sự thay đổi tương đối L, R tỉ lệ với ứng lực s, tức với lực cần đo F: Hình 16.10: Cảm biến từ giảo có từ thẩm biến thiên • Cảm biến từ dư biến thiên Phần tử cảm biến từ dư biến thiên lõi từ làm Ni tinh khiết cao, có từ dư Br Dưới tác dụng lực cần đo, thí dụ lực nén (dσ < 0), Br tăng lên: Sự thay đổi từ thông làm xuất cuộn dây suất điện động tỉ lệ với dBr/dt Biểu thức điện áp hở mạch có dạng: Trong K hệ số tỉ lệ với số vòng dây tiết diện vòng dây 3/3 ... trở mạch từ thay đổi độ tự cảm cuộn dây thay đổi Sự thay đổi tương đối L, R tỉ lệ với ứng lực s, tức với lực cần đo F: Hình 16.10: Cảm biến từ giảo có từ thẩm biến thiên • Cảm biến từ dư biến thiên... biến từ giảo Cấu tạo cảm biến gồm cuộn dây có lõi từ hợp với khung sắt từ tạo thành mạch từ kín (hình 16.10) Dưới tác dụng lực F, lõi từ bị biến dạng kéo theo thay đổi độ từ thẩm à, làm cho từ. .. từ giảo nghịch Trên hình 16.9 biểu diễn ảnh hưởng ứng lực đến đường cong từ hoá permalloy 68 Hình 16.9: Sự biến dạng đường cong từ hoá tác dụng lực kéo • Cảm biến từ thẩm biến thiên 2/3 Cảm biến