Luận văn Nguyên lý và ứng dụng một số loại Sensor - Nguyễn Thu Phương

Header Page of 146 Nguyên lí ứng dụng số loại Sensor Nguyễn Thu Phương Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành: Vật lý vô tuyến điện tử; Mã số: 60 44 03 Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Quốc Triệu Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Tổng quan sensor, phân loại theo chức năng, mục đích sử dụng…,nghiên cứu đặc trưng chế độ tĩnh chế độ hoạt động sensor Nghiên cứu tổng quan tượng chuyển đổi tín hiệu vật lý nói chung, chuyển đổi tín hiệu khơng điện sang điện nói riêng, đặc biệt chuyển đổi tín hiệu từ sang điện Nghiên cứu ứng dụng sensor nhiệt độ dùng chuyển tiếp P-N, sensor dịch chuyển nhỏ dùng cảm biến vi sai, sensor từ trường dùng hiệu ứng Hall, sensor từ trường Fluxgate vào thiết bị đo Sử dụng hệ đo tự động khảo sát phụ thuộc nhiệt độ chuyển tiếp bán dẫn pn, khảo sát tương quan tín hiệu đầu dò tự chế Tesla Meter Các kết thực nghiệm thu phù hợp với tính tốn lý thuyết Hệ đo xây dựng vận hành tin cậy ổn định, đảm bảo độ nhạy, độ phân giải cần thiết để ứng dụng vào thực tiễn số lĩnh vực quan trắc môi trường, theo dõi địa từ trái đất, dự báo thời tiết,v.v Keywords: Tín hiệu vật lý; Sensor; Điện tử học Content MỞ ĐẦU Đã từ lâu sensor sử dụng phận để cảm nhận phát hiện, từ vài ba chục năm trở lại chúng thể vai trò quan trọng kỹ thuật công nghiệp, đặc biệt lĩnh vực đo lường, kiểm tra điều khiển tự động Nhờ tiến khoa học công nghệ lĩnh vực vật liệu, thiết bị điện tử tin học, sensor giảm thiểu kích thước, cải thiện tính ngày mở rộng phạm vi ứng dụng Giờ khơng có lĩnh vực từ dân đến quân mà khơng sử dụng sensor Chúng có mặt hệ thống tự động phức tạp, người máy, kiểm tra chất lượng sản phẩm, tiết kiệm lượng, chống ô nhiễm môi trường, phát an ninhvà đặc biệt gần hệ thống nhà thông minh (smart home) Sensor ứng dụng rộng rãi lĩnh vực giao thông vận tải, sản xuất hàng tiêu dùng, bảo quản thực phẩm, sản xuất ô tô… Footer Page of 146 Header Page of 146 Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ lĩnh vực nghiên cứu khoa học ứng dụng kỹ thuật đo lường, điều khiển, số lượng chủng loại sensor tăng nhanh đa dạng tính công nghệ chế tạo Bởi việc khảo sát, chuyển giao công nghệ, nghiên cứu “Nguyên lý ứng dụng số loại sensor” tác giả lựa chọn làm luận văn với nội dung chia làm chương sau: Chương Một số đặc trưng sensor Chương Chuyển đổi tín hiệu vật lý Chương Ứng dụng số loại sensor vào thiết bị đo Chương Kết thực nghiệm Cuối phần kết luận phân tích ưu điểm, nhược điểm hướng phát triển luận văn Một số đặc trưng sensor Định nghĩa khái niệm [8,11] Sensor thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi đại lượng vật lý đại lượng tính chất điện cần đo thành đại lượng điện đo xử lý Phương trình mô tả dạng hàm số (1.1) y=f(x) (1.1) Quan hệ (1.1) thường phức tạp nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quan hệ đầu đầu vào sensor Đặc trưng [8,11,12] Đường cong chuẩn cảm biến Đường cong chuẩn cảm biến đường cong biểu diễn phụ thuộc đại lượng điện (Y) đầu cảm biến vào giá trị đại lượng đo (X) đầu vào Đường cong chuẩn biểu diễn biểu thức đại số dạng: Y = F(X) đồ thị hình 1.4a Y Y Yi Footer Page of 146 Header Page of 146 Xi a) X X b) Hình 1.1 Đường cong chuẩn cảm biến a) Dạng đường cong chuẩn b) Đường cong chuẩn cảm biến tuyến tính Hàm truyền Hàm Truyền biểu thức mô tả quan hệ đáp ứng kích thích cảm biến cho dạng bảng giá trị, đồ thị biểu thứ toán học Hàm phi tuyến, sử dụng hàm gần hay phương pháp tuyến tính hóa đoạn Y = F(X) (1.2) Độ nhạy Đối với cảm biến tuyến tính, biến thiên đầu dY biến thiên đầu vào dx có liên hệ tuyến tính: S= dY dF(x) = dX X (1.3) Đại lượng S xác định biểu thức S = ∆Y gọi độ nhạy cảm biến ∆X Độ tuyến tính Một cảm biến gọi tuyến tính dải đo xác định dải chế độ đó, độ nhạy S khơng phụ thuộc vào đại lượng đo x Đường thẳng xây dựng sở số liệu thực nghiệm cho sai số bé nhất, biểu diễn tuyến tính cảm biến gọi đường thẳng tốt Phương trình biểu diễn đường thẳng tốt lập phương pháp bình phương bé Giả sử chuẩn cảm biến ta tiến hành với N điểm đo, phương trình có dạng: Y = aX + b (1.4) Sai số độ xác Các cảm biến dụng cụ đo lường khác, đại lượng cần đo (cảm nhận) chịu tác động nhiều đại lượng vật lý khác gây nên sai số giá trị đo giá trị thực đại lượng cần đo Gọi dx độ lệch tuyệt đối giá trị đo giá trị thực x Footer Page of 146 Header Page of 146 (sai số tuyệt đối), sai số tương đối cảm biến tính bằng: δ= ∆x 100 x [%] 1.5 Nhiễu Nhiễu xuất lối cảm biến, bao gồm nhiễu cảm biến sinh nhiễu dao động tín hiệu kích thích Nhiều làm giới hạn khả hoạt động cảm biến phân bố qua phổ tần số Để chống nhiễu người ta thường dùng kỹ thuật vi sai phối hợp cảm biến đơi, tín hiệu hiệu hai tín hiệu cảm biến Q trình chuyển đổi tín hiệu vât lý Một số hiệu ứng chuyển đổi - điện Hiệu ứng áp điện [9] Hiệu ứng áp điện khả sản sinh điện tinh thể không đối xứng tâm chịu tác dụng lực học, ngược lại Hiệu ứng tìm vào năm 1880 Hình 2.1 (a) vật liệu áp điện, (b) điện tương ứng đo kết nén hay kéo, (c) điện đặt vào làm nén hay giãn vật liệu áp điện Hiệu ứng từ giảo Hiện tượng từ giảo hay gọi hiệu ứng cơ-từ thay đổi kích thước vật đặt từ trường, hay thuộc tính từ thay đổi ảnh hưởng nén hay giãn Hiệu ứng tìm James Joule vào năm 1842 ông kiểm tra mẫu kền Footer Page of 146 Header Page of 146 Hình 2.2 Hiệu ứng từ giảo: H=0 vùng từ tính xếp ngẫu nhiên, H 0 xếp lại làm tăng kích thước tác dụng từ trường Một số hiệu ứng chuyển đổi nhiệt-điện Hiệu ứng nhiệt điện [14] Gradient nhiệt sinh hiệu điện mối nối hai vật dẫn bán dẫn khác loại Hiện tượng quan sát kim loại vào năm 1821 Thomas Johann Seebeck mang tên ơng Hình 2.3 Vật liệu A B gắn chặt hai đầu giữ nhiệt độ T1 T2 Hình 2.3 mơ tả hai vật liệu khác loại A B, hiệu điện V sinh hai đầu nối giữ nhiệt độ khác tỷ lệ với chênh lệch nhiệt độ T  T2  T1 , tuân theo phương trình: V  (S A  SB )T (2.1) Với S A S B hệ số Seebeck vật liệu A vật liệu B Đây hiệu ứng vật lý sử dụng dụng cụ nhiệt, cặp nhiệt hay dụng cụ mẫu cho đo lường nhiệt độ Footer Page of 146 Header Page of 146 Hiệu ứng nhiệt điện trở [15] Nhiệt điện trở liên quan đến thay đổi điện trở vật liệu theo nhiệt độ sử dụng rộng rãi cảm biến nhiệt Đây hiệu ứng thiết bị cảm biến nhiệt nhiệt kế điện trở nhiệt điện trở Điện trở R tính theo cơng thức: R  Rref (1  1T   T    n T n ) Trong Rref (2.2) điện trở nhiệt độ tham chiếu, 1  n hệ số nhiệt điện trở vật liệu, T  (T  Tref ) chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ T nhiệt độ tham chiếu Tref Phương trình cho thấy điện trở tăng theo nhiệt độ Điều không với vật liệu, vật liệu có hệ số nhiệt dương (PTC-positive temperature coefficient) điện trở tăng theo nhiệt độ, ngược lại hệ số nhiệt âm (NTC-negative temperature coefficient ) điện trở giảm theo nhiệt độ Một số hiệu ứng chuyển đổi quang – điện Hiệu ứng quang điện [9, 10] Khi vật liệu bị chiếu xạ photon điện tử bị bứt khỏi vật liệu Điện tử bị bứt gọi quang electron, động EK quang electron lượng photon tới (hν) trừ lượng ngưỡng  lượng tối thiểu để quang electron bứt khỏi bề mặt vật liệu: EK  hv   (2.3) h số Planck, ν tần số photon Hình 2.4 Hiệu ứng quang điện Footer Page of 146 Header Page of 146 Hiệu ứng Faraday xoay Hiệu ứng Faraday xoay tìm M Faraday vào năm 1845 Nó hiệu ứng từ - quang mặt phẳng phân cực sóng điện từ phát dọc vật liệu bị xoay đặt vào từ trường song song với hướng phát sóng Hình 2.5 Mặt phẳng phân cực bị quay từ trường Hiệu ứng từ-quang Kerr (MOKE: Magneto-Optic Kerr Effect) Năm 1877 John Kerr nhận thấy mặt phẳng phân cực tia tới bề mặt từ tính quay góc nhỏ sau phản xạ khỏi bề mặt Góc quay phụ thuộc vào độ từ hóa M Điều điện trường tia tới E tác động lực F lên điện tử bề mặt vật liệu làm cho chúng dao động mặt phẳng phân cực sóng tới Cả hiệu ứng từ-quang Kerr hiệu ứng Faraday xoay xuất từ hóa vật liệu làm sản sinh thay đổi tensor điện mơi vật liệu Footer Page of 146 Header Page of 146 Hình 2.6 Sự quay mặt phẳng phân cực bề mặt từ tính kết hiệu ứng từ-quang Kerr Hiệu ứng điện-quang Kerrand Pockels [9, 10] Phát John Kerr vào năm 1875, hiệu ứng điện-quang vật liệu thay đổi hệ số khúc xạ đặt điện trường Khi điện trường tác động tới chất lỏng hay khí, phân tử (phân tử có lưỡng cực điện) bị định hướng phần theo trường Điều gây tượng dị thường nguyên nhân hiệu ứng khúc xạ kép ánh sáng truyền qua vật liệu Tuy nhiên, ánh sáng từ mơi trường gặp đường sức điện trường có hiệu ứng khúc xạ kép Hình 2.7 Hiệu ứng Kerrand Pockels Giá trị khúc xạ kép n gây hiệu ứng Kerr tính cơng thức: n  n0  ne  0 KE Một số hiệu ứng chuyển đổi từ - điện Hiệu ứng Hall [6, 9] Phát vào năm 1880 Edwin Hall, đặt từ trường vng góc với hướng dòng điện kim loại hay chất bán dẫn xuất điện trường vng góc với hướng dòng điện hướng từ trường Đây hiệu ứng sử dụng rộng rãi công nghệ sensor Footer Page of 146 Header Page of 146 Hình 2.8 Hiệu ứng Hall Hiệu ứng Spin Hall Hiệu ứng Spin Hall (SHE-Spin Hall Effect) liên quan đến phát sinh dòng spin ngang với điện trường đặt vào vật liệu, dẫn đến gia tăng spin không cân hệ Hiệu ứng xuất vật liệu thuận từ hệ tương tác spin-quỹ đạo Đó lý thuyết dự đoán vào năm 1971 Yakonov Perel Sự phát sinh, lôi kéo phát điện tử spin- phân cực cấu trúc nano thách thức thuyết spin điện tử Dòng điện Dòng Spin Hình 2.9 Hiệu ứng spin Hall Định luật Faraday-Henry [1, 9] Định luật Faraday-Henry định luật điện từ phát biểu điện trường tạo thay đổi từ trường (hình 2.11) Michael Faraday Joseph Henry Footer Page of 146 Header Page 10 of 146 độc lập tìm tượng điện từ Các sensor thiết bị âm thời kỳ đầu (như microphones), đồng hồ đo dòng điện điện tương tự, rơle lưỡi gà sử dụng hiệu ứng Nam châm dich ̣ chuyể n Dòng điện cảm ứng Từ thơng Hình 2.10 Hiệu ứng Faraday-Henry Hiệu ứng Dopper Khi nguồn tín hiệu bên thu chuyển động tương nhau, tần số tín hiệu thu khơng giống bên phía phát Khi chúng di chuyển chiều tần số nhận lớn tần số tín hiệu phát, ngược lại chúng di chuyển xa tần số tín hiệu thu giảm xuống Đây hiệu ứng Doppler Sự dịch tần số Doppler phía thu tn theo phương trình sau: f observed  ( v ) f source v  vsource (2.4) Với v tốc độ sóng mơi trường, vsource tốc độ nguồn môi trường, f source tần số nguồn sóng Nếu nguồn sóng tiến gần đầu thu vsource dương ngược lại lùi xa nguồn thu vsource âm Ứng dụng số loại sensor vào thiết bị đo Sensor nhiệt độ dùng hiệu ứng chuyển tiếp PN [1,9,11] Đặc trưng V- A lớp chuyển tiếp p-n Ta có biểu thức dòng điện: Footer Page 10 of 146 10 Header Page 12 of 146 Hình 3.2 Sơ đồ khối thiết bị đo nhiệt độ dùng chuyển đổi nhiệt- điện Trong luận văn sử dụng ICL7107 IC có độ nhạy cao tốn lượng Senor dịch chuyển nhỏ dùng cảm biến vi sai [7,8,11] Cấu tạo thiết bị phát dịch chuyển nhỏ dùng cảm biến vi sai Dưới mơ hình cấu tạo thiết bị phát dịch chuyển nhỏ dùng cảm biến vi sai (hình 3.6) Bộ tiếp nhận Biến vi sai tác động dịch chuyển Các tác động dịch chuyển ngồi Bộ xử lý tín hiệu Bộ dao động Bộ khuếch đại điện từ & Chỉ thị Hình 3.3 Mơ hình cấu tạo máy cảm biến Sensor từ trường dùng hiệu ứng Hall [8,9,12] Nguyên lý Có thể nói nguồn gốc hiệu ứng Hall tác động lực điện từ Lorentz lên hạt tích điện chuyển động từ trường Đây tượng động lực học quan trọng vật lý học Để tìm hiểu chất hiệu ứng Hall, xem xét trình vật lý mẫu bán dẫn có dịng điện chạy qua đặt từ trường vng góc (hình 3.10) Footer Page 12 of 146 12 Header Page 13 of 146 Hình 3.4 Sơ đồ mẫu Thiết bị đo từ trường dùng cảm biến Hall Hình 3.11 Thiết bị đo từ trường dùng cảm biến Hall Sensor từ trường Fluxgate [17, 18] Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc dựa vào tính chất “lõi bão hịa” nghĩa vật liệu có độ từ thẩm cao sử dụng để khuếch đại tín hiệu từ trường chọn vịng nhỏ (vài cm hơn) anten, giống hệ thống anten vịng lõi mơ tả Sự khác hai hệ thống không kích thước vịng mà tính chất (bão hòa) trễ từ sử dụng trường dao động mạnh Trường tùy chọn, theo hướng đối xứng (+) (-), trường tự nhiên Cường độ trường địa từ tác động lên đầu dò, gây méo hài, đo vòng thứ cấp Footer Page 13 of 146 13 Header Page 14 of 146 Hình 3.5 Phương pháp lõi bão hòa Thiết bị phát từ trường nhỏ Thiết bị phát từ trường nhỏ dựa nguyên lý Fluxgate xây dựng theo sơ đồ khối hình 3.14 “Thiết bị phát từ trường nhỏ” Khối phát xung Chia tần Khối tạo sóng sine Khuếch đại công suất Khuếch đại Xử lý Chỉ thị ADC SENSO R (đầu dị) PC Hình 3.6 Sơ đồ khối thiết bị phát từ trường nhỏ Kết thực nghiệm Khảo sát sensor nhiệt độ dùng hiệu ứng chuyển tiếp PN Sự thay đổi đặc trưng V-A chuyển tiếp PN theo nhiệt độ - Đặc trưng Vôn-Ampe chuyển tiếp bán dẫn p-n phụ thuộc nhiệt độ Sử dụng thiết bị đo tâm sâu bán dẫn DL8000 để vẽ đường đặc trưng Vôn-Ampe chuyển tiếp bán dẫn p-n Kết đo biểu diễn đồ thị hình 4.1 Footer Page 14 of 146 14 Header Page 15 of 146 I U T1>T2 U U Hình 4.1 Đặc trưng V-A chuyển tiếp bán dẫn p-n số giá trị nhiệt độ khác Khảo sát trình nguội dùng chuyển tiếp PN Kết đo Hình 4.2 Quá trình nguội dùng chuyển tiếp PN Nhận xét: Từ đồ thị thực nghiệm ta rút kết luận rằng: Quá trình nguội dùng chuyển tiếp PN tuân theo quy luật nguội Newton DT = r*(T-Tf) Footer Page 15 of 146 15 Header Page 16 of 146 Khảo sát sensor từ trường dùng hiệu ứng Hall Thiết bị đo tự chế tạo Việt Nam - Sơ đồ nguyên lý: - Khảo sát hiệu ứng: Chúng tiến hành đo từ tường B bề mặt mẫu nam châm vĩnh cửu từ mẫu đến mẫu Các kết thực nghiệm thu sau: Footer Page 16 of 146 Mẫu1 Mẫu Mẫu Mẫu 16 Header Page 17 of 146 Mẫu Hình 4.3Đồ thị phân bố từ trường bề mặt mẫu Nhận xét: Qua khảo sát thấy phân bố từ trường bề mặt mẫu nam châm thay đổi lớn theo tọa độ Đo từ trường bề mặt dùng GaussMeter (USA) Thiết bị đo từ trường Tesla Meter Ảnh 4.1 - Tesla Meter với đầu đo Hall - Kết thực nghiệm Mẫu Footer Page 17 of 146 Mẫu 17 Header Page 18 of 146 Mẫu Mẫu Mẫu Hình 4.4 Đồ thị phân bố từ trường bề mặt nam châm theo máy chuẩn USA Nhận xét: Qua khảo sát thấy phân bố từ trường bề mặt mẫu nam châm thay đổi lớn theo tọa độ - Đánh giá tương quan hai thiết bị đo từ trường Footer Page 18 of 146 18 Header Page 19 of 146 Hình 4.5Đồ thị đánh giá tương quan hai thiết bị đo từ trường Nhận xét: Đường thẳng đồ thị biểu diễn tương quan tuyến tính hai số liệu đo thực nghiệm Đồ thị tương quan định hướng cho việc chuẩn thiết bị tự lắp ghép Khi giá trị đo trùng khớp, độ dốc đường thẳng tương quan α = 45º 4.3 Khảo sát từ trường dùng thiết bị Fluxgate Sensor - Thiết bị đo từ trường nhỏ dùng nguyên lý Fluxgate Ảnh 4.2 Máy đo từ trường nhỏ dùng nguyên lý Fluxgate sensor - Kết thực nghiệm: + Khoảng cách 30cm Footer Page 19 of 146 19 Header Page 20 of 146 1600 1400 1200 S3 1000 800 600 400 200 0 200 400 600 800 1000 1200 S2 Hình 4.6 Tương quan tín hiệu đo thiết bị đo từ trường dùng nguyên lý Fluxgate với thiết bị đo Tesla Meter (30cm) + Khoảng cách 32cm 1400 1200 S3 1000 800 600 400 200 0 200 400 600 800 1000 1200 S2 Hình 4.7 Tương quan tín hiệu đo thiết bị đo từ trường dùng nguyên lý Fluxgate với thiết bị đo Tesla Meter (32cm) Nhân xét Đường thẳng đồ thị biểu diễn tương quan tuyến tính hai số liệu đo thực nghiệm Tuy nhiên đầu dò từ trường dùng nguyên lý Fluxgate nhạy với tín hiệu nhỏ, bị ảnh hưởng nhiều tác động từ trường bên ngồi hệ đo mà sai số có phần lớn so với phép đo trước Footer Page 20 of 146 20 Header Page 21 of 146 Ta kết luận rằng: + Máy đo từ trường dùng nguyên lý Fluxgate nhạy với tín hiệu nhỏ + Máy đo từ trường dùng hiệu ứng Hall nhậy khơng phát tín hiệu nhỏ 4.4 Khảo sát sensor đo dịch chuyển nhỏ 4.4.1 Khảo sát nguội nhôm sensor dịch chuyển ngang - Thí nghiệm - Số liệu đo biểu thị đồ thị sau Lần 180 160 độ nở dài 140 120 100 80 60 40 20 0 50 100 150 thoi gian Hình 4.7 Q trình nguội nhơm đo sensor dịch chuyển nhỏ (Lần 1) độ nở dài Lần 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 50 100 150 200 250 thoi gian Hình 4.8 Q trình nguội nhơm đo sensor dịch chuyển nhỏ (Lần 2) Footer Page 21 of 146 21 Header Page 22 of 146 Kết luận: - Sensor đo dịch chuyển ngang nhạy với tín hiệu nhỏ điều giúp ích cho việc kiểm sốt giãn nở nhiệt cầu, đường sắt vật liệu xây dựng… 4.4.2 Khảo sát dịch chuyển vật nặng vị trí khác sensor dịch chuyển dọc - Thí nghiệm Đặt vật nặng khối lượng M lên sensor đo dịch chuyển dọc, dùng thước chia khoảng cách dịch chuyển Dịch chuyển vật nặng M từ ngoài, sensor dịch chuyển dọc phát dịch chuyển nhỏ thay đổi khoảng cách vật nặng thay đổi chiều cao sensor Ta ghi giá trị thay đổi sensor thông qua máy đo dịch chuyển nhỏ - Các số liệu biểu diễn đồ thị tương ứng sau: Lần 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 10 12 14 Hình 4.9 Sự phụ thuộc tín hiệu đo vào khoảng cách (Lần 1) Lần Footer Page 22 of 146 22 16 Header Page 23 of 146 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 10 15 20 Hình 4.10 Sự phụ thuộc tín hiệu đo vào khoảng cách (Lần 2) Nhận xét: - Nhìn vào đồ thị ta thấy thay đổi chiều cao sensor tăng tuyến tính theo khoảng cách Với hệ số tương quan cao - Từ kết ta thấy sensor dịch chuyển nhỏ nhạy với thay đổi khoảng cách nhỏ, điều ứng dụng vào việc đo dịch chuyển cầu bị nén giãn theo phương dọc 4.5 Khảo sát tín hiệu sensor quang - Thí nghiệm + Mẫu 1: Sensor quang làm từ PbS với vùng nhạy phổ λ = 0,3 ÷ μm + Mẫu 2: Sensor quang làm từ Ge pha Cu với vùng nhạy phổ λ = ÷ 20 μm - Kết số liệu đo Footer Page 23 of 146 23 Header Page 24 of 146 Hình 4.11 Tín hiệu thu sensor quang 5s chiếu sáng 5s che tối(Mẫu 1) Hình 4.12 Tín hiệu thu sensor quang ở10s chiếu sáng 10s che tối(Mẫu1) Hình 4.13 Tín hiệu thu sensor quang 5s chiếu sáng 5s che tối (Mẫu2) Hình 4.14 Tín hiệu thu sensor quang 10s chiếu sáng 10s che tối(Mẫu2) - Nhận xét Khi thay đổi nguồn sáng khác chiếu vào sensor quang, máy tính ghi nhận thay đổi cường độ nguồn sáng thời gian tác động nguồn sáng Điện trở mẫu sensor thay đổi thay đổi cường độ chiếu sang vào sensor quang Footer Page 24 of 146 24 Header Page 25 of 146 KẾT LUẬN Sau trình làm luận văn, hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, em tập trung nghiên cứu thực nội dung khoa học đề cho luận văn thu số kết sau: Nghiên cứu tổng quan sensor, phân loại theo chức năng, mục đích sử dụng…,nghiên cứu đặc trưng chế độ tĩnh chế độ hoạt động sensor Nghiên cứu tổng quan tượng chuyển đổi tín hiệu vật lý nói chung, chuyển đổi tín hiệu khơng điện sang điện nói riêng, đặc biệt chuyển đổi tín hiệu từ sang điện Nghiên cứu ứng dụng sensor nhiệt độ dùng chuyển tiếp PN, sensor dịch chuyển nhỏ dùng cảm biến vi sai, sensor từ trường dùng hiệu ứng Hall, sensor từ trường Fluxgate vào thiết bị đo Sử dụng hệ đo tự động khảo sát phụ thuộc nhiệt độ chuyển tiếp bán dẫn pn, khảo sát tương quan tín hiệu đầu dị tự chế Tesla Meter Khảo sát từ trường dùng sensor Fluxgate, sensor đo dịch chuyển nhỏ, sensor quang.Các kết thực nghiệm thu phù hợp với tính tốn lý thuyết Hệ đo xây dựng vận hành tin cậy ổn định, đảm bảo độ nhạy, độ phân giải cần thiết để ứng dụng vào thực tiễn số lĩnh vực quan trắc môi trường, theo dõi địa từ trái đất, dự báo thời tiết,v.v Với kết ban đầu này, hệ đo có khả kết nối mạng hình thành mạng lưới sensor trải rộng phạm vi thời gian không gian lớn, cập nhật liên tục thông số máy chủ trung tâm để xử lý tự động liệu đo References A Tiếng Việt [1] Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Thế Khôi, Vũ Ngọc Hồng (1977), Giáo trình điện đại cương tập 3- NXBGD, Hà Nội [2] Lưu Tuấn Tài (2008), Giáo trình Từ học, NXBĐHQG, Hà Nội [3] Ngạc Văn An (chủ biên), Đặng Hùng, Nguyễn Đăng Lâm, Lê Xuân Thê, Đỗ Trung Kiên (2006), Vô tuyến điện tử, NXBGD, Hà Nội [4] Phùng Hồ, Phan Quốc Phơ (2001), Giáo trình Vật lý bán dẫn, NXBKHKT, Hà Nội [5] Lê Xuân Thê (2006), Dụng cụ bán dẫn vi mạch, NXBGD, Hà Nội [6] Đỗ Xuân Thụ (1999), Kỹ thuật điện tử, NXBGD, Hà Nội [7] Phạm Quốc Triệu, Phương pháp thực nghiệm Vật lý, Giáo trình khoa Vật lý, trường ĐH Khoa học Tự Nhiên, Hà Nội [8] Phan Quốc Phô (chủ biên), Nguyễn Đức Chiến, Giáo trình cảm biến, NXBKHKT Footer Page 25 of 146 25 Header Page 26 of 146 B Tiếng Anh [9] M.J Usher and D.A Keating (1991), Sensor and transducers:characteristics, application, instrumentation, interfacing, VCH, Weinheim, Germany [10] W A Geyger (1964), Nonlinear-Magnetic Control Devices, New York: McGraw-Hill [11] Jacob Fraden (2003), Handbook of Modern Sensors, Advanced Monitors Corporation San Diego, California [12] Davis (2004) Handbook of Engineering tables, Editor-in-Chief Richard C Dorf University of California [13] H J Goldsmid and G S Nolas (2001), A review of the New Thermoelectric Materials, p 1-6 [14] D Saha, A D Sharma, A Sen, and H S Maiti (2002), Masterials Letters 55, 403-406 [15] R Kohler, N Neumann, N Hess, R Bruchhaus, W Wersing, and M Simon (1997), Ferroelectrics 201, 83-92 [16] W Kwaitkawski and S Tumanski (1986), The permalloy magnetoresistive sensorsproperties and applications, J Phys E: Sci Instrum., 19, 502–515 [17] F Primdahl (1979), The fluxgate magnetometer, J Phys E: Sci Intrum., 1, 242-253 [18] Pham Quoc Trieu, Nguyen The Nghia, Do Gia Tung (2011), Study on manufacture the device for detecting small magnetic field fuctuation, The 2011 International Conference on Integrated Circuits and Devices in Vietnam, 8-18 August, 2011 [19] C M Falco and I K Schuller (1981), SQUIDs and their sensitivity for geophysical applications, SQUID Applications to Geophysics, The society of Exploration Geophysics, 1318 Footer Page 26 of 146 26 ... ứng dụng kỹ thu? ??t đo lường, điều khiển, số lượng chủng loại sensor tăng nhanh đa dạng tính cơng nghệ chế tạo Bởi việc khảo sát, chuyển giao công nghệ, nghiên cứu ? ?Nguyên lý ứng dụng số loại sensor? ??... sensor? ?? tác giả lựa chọn làm luận văn với nội dung chia làm chương sau: Chương Một số đặc trưng sensor Chương Chuyển đổi tín hiệu vật lý Chương Ứng dụng số loại sensor vào thiết bị đo Chương Kết... f source tần số nguồn sóng Nếu nguồn sóng tiến gần đầu thu vsource dương ngược lại lùi xa nguồn thu vsource âm Ứng dụng số loại sensor vào thiết bị đo Sensor nhiệt độ dùng hiệu ứng chuyển tiếp