Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ bằng phương pháp cảm ứng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN QUANG PHÚ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ ĐO TỪ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CẢM ỨNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH THÂN ĐỨC HIỀN Hà Nội – 2011 Lời cảm ơn Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TSKH Thân Đức Hiền tận tình hướng dẫn, bảo em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS Nguyễn Phúc Dương quan tâm góp ý, nhiệt tình hướng dẫn dạy bảo thời gian em thực luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới NCS Lương Ngọc Anh, NCS Trần Thị Việt Nga tận tình giúp đỡ kỹ thuật chuyên môn trình em thực luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới anh Nguyễn Minh Hồng tận tình giúp đỡ kỹ thuật trình em thực luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Thầy, Cô, anh chị công tác Viện ITIMS bạn học viên khóa ITIMS – 2009 chia sẻ, động viên giúp đỡ thời gian em tham gia khóa học Hưng Yên, ngày 24 tháng 10 năm 2011 Học viên Trần Quang Phú i   MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA Lời cảm ơn i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC HÌNH VẼ vi Chương TỔNG QUAN 1.1 Mở đầu 1.2 Các thông số từ quan trọng [3] 1.2.1 Momen từ 1.2.2 Cảm ứng từ 1.2.3 Cường độ từ trường 1.2.4 Độ từ thẩm 1.2.5 Độ cảm từ hay hệ số từ hóa 1.2.6 Từ độ 1.2.7 Lực kháng từ .4 1.2.8 Đường cong từ hóa .5 1.2.10 Nhiệt độ Curie 1.3 Các vật liệu từ ứng dụng [1] 1.3.1 Vật liệu từ cứng 1.3.2 Vật liệu từ mềm 1.3.3 Vật liệu ghi từ 1.3.4 Các loại vật liệu từ ứng dụng khác 1.4 Các phương pháp cảm ứng (induction methods) [2] 1.4.1 Phương pháp cuộn đo tĩnh 1.4.2 Phương pháp cuộn dây dịch chuyển 10 1.4.3 Phương pháp cuộn dây quay 11 1.4.4 Phương pháp cuộn dây rung .12 ii   1.4.5 Từ kế fluxgate 14 1.4.6 Phép đo hệ số từ hoá động χac 17 1.4.7 Từ kế mẫu rung (vibrating sample magnetometer-VSM) .18 1.4.7.1 Nguyên lý làm việc 18 1.4.7.2 Cấu tạo VSM 19 1.4.7.3 Hệ cuộn cảm ứng 20 1.4.7.4 Khuếch đại lọc lựa (lock-in amplifier) 21 1.4.7.5 Nhiễu tỉ số tín hiệu nhiễu 22 1.4.8 Từ kế mẫu dịch chuyển (từ kế tích phân) 24 Chương 28 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ ĐO 28 2.1 Sơ đồ cấu tạo từ kế mẫu dịch chuyển .28 2.2 Khảo sát thiết bị 30 2.2.1 Nam châm điện .30 2.2.2 Nguồn nuôi cho nam châm điện .32 2.3 Thiết kế, chế tạo phần tử hệ đo 38 2.3.1 Thiết kế, chế tạo cuộn dây cảm ứng .38 2.3.1.1 Trường hợp sử dụng cặp cuộn .38 2.3.1.2 Trường hợp sử dụng hai cặp cuộn 39 2.2.2 Giá đặt mẫu dịch chuyển mẫu .42 2.2.3 Bộ phận tạo đo nhiệt độ .44 2.2.4 Đo điện áp cảm ứng xử lý kết đo 47 Chương 53 KẾT QUẢ ĐO 53 3.1 Chuẩn hệ đo 53 3.2 Xây dựng đường cong từ trễ 59 3.2.1 Cách xây dựng đường cong từ trễ 59 3.2.2 Đường cong từ trễ mẫu Ni 60 3.2.3 Đường cong từ trễ số mẫu vật liệu từ khác 61 iii   3.3 Xây dựng đường từ nhiệt 64 3.3.1 Cách xây dựng đường từ nhiệt 64 3.3.2 Đường từ nhiệt mẫu Ni 64 3.3.3 Đường từ nhiệt số mẫu vật liệu từ khác .65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 70 iv   DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Quan hệ cường độ từ trường H (Gauss) với bán kính cực từ R(mm) (ví dụ cho trường hợp điện áp I = 1,56 A I = 3,40 A) 34 Bảng 2.2 Quan hệ H = f(U) 37 Bảng 2.3 Dữ liệu thu dạng bảng số quan hệ điện áp – thời gian 48 Bảng 2.4 Bảng thông số đường cong hình 2.29 51 Bảng 3.1.a Quan hệ điện áp cảm ứng U từ trường H mẫu Ni có trọng lượng 0,0602 g 54 Bảng 3.1.b Quan hệ điện áp cảm ứng U từ trường H mẫu Ni có trọng lượng 0,1214 g 54 Bảng 3.1.c Quan hệ điện áp cảm ứng U từ trường H mẫu Ni có trọng lượng 0,1558 g 55 Bảng 3.1.d Quan hệ điện áp cảm ứng U từ trường H mẫu Ni có trọng lượng 0,2352 g 55 Bảng 3.2 Điện áp trung bình ứng với mẫu từ trường bão hòa 56 Bảng 3.3 Momen từ mẫu khảo sát .56 Bảng 3.4 Quy đổi điện áp đo thành momen từ mẫu 56 Bảng 3.5: So sánh thông số thu từ đường từ trễ mẫu Ni kết công nhận với kết đo hệ đo xây dựng 61 Phụ lục Kết khảo sát từ trường vị trí mặt cực từ ứng với giá trị dòng điện (điện áp) khác 70 Phụ lục 2: Quan hệ từ trường H với điện áp cảm ứng U momen từ M sau nhân với hệ số máy mẫu Ni có trọng lượng khác 73 v     DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Xác định momen từ dòng điện kín .2 Hình 1.2 Đường cong từ hóa có dạng tuyến tính chất thuận từ nghịch từ Hình 1.3 Đường cong từ trễ loại vật liệu sắt từ, vật liệu từ cứng vật liệu từ mềm, thông số vật liệu xác định đường cong từ trễ Hình 1.4 Cấu hình cuộn đo tĩnh Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo hệ đo cuộn dây rung 12 Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo sensor fluxgate Thế tín hiệu từ cuộn thứ cấp xử lý qua khuếch đại lọc lựa, tương tự trường hợp tín hiệu xoay chiều khác 14 Hình 1.7 Sự từ hóa lõi theo thời gian tín hiệu thu cuộn thứ cấp từ trường có từ trường 16 Hình 1.8 (a) Ảnh từ kế lõi xuyến điển hình (b) Ảnh từ kế lõi xuyến mặt chất lỏng, chế tạo hãng Autonnic (theo tài liệu hãng Autonnic Research Ltd,UK) 16 Hình 1.9 Giản đồ mối liên hệ từ trường xoay chiều, từ độ mẫu thành phần hệ số từ hóa động 18 Hình 1.10 Sơ đồ cấu tạo từ kế VSM .19 Hình 1.11 (a) Hệ cuộn cảm ứng bao gồm bốn cuộn dây giống mắc thành cặp xung đối (b) Mặt cắt hệ cuộn dây cho thấy kích thước cấu hình tối ưu .21 Hình 1.12 Sơ đồ khối khuếch đại lọc lựa (lock-in amplifier) 22 Hình 1.13 Hình ảnh VSM đại .24 Hình 1.14 Hệ cuộn cảm ứng 25 Hình 1.15 Sơ đồ cấu tạo từ kế tích phân 26 Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ đo từ mẫu dịch chuyển 29 Hình 2.2 Hình ảnh nam châm điện đặt giá đỡ 30 vi   Hình 2.3 Cấu tạo nam châm điện .31 Hình 2.4 Kích thước cực từ không gian hai cực từ .31 Hình 2.5 Đường nước làm mát cho nam châm điện 31 Hình 2.6 Bốn nguồn chiều mắc nối tiếp 32 Hình 2.8 Đồ thị quan hệ cường độ từ trường với bán kính mặt cực từ 36 Hình 2.9 Đường quan hệ điện áp đặt vào cuộn dây nam châm từ trường cực từ vùng đồng 37 Hình 2.10 Cấu tạo kích thước quấn cuộn cảm ứng (trường hợp cặp cuộn, đơn vị mm) 38 Hình 2.11 Hai cuộn dây gắn lên hai mặt cực nam châm 39 Hình 2.12 Hai cuộn dây mắc xung đối 39 Hình 2.13 Kích thước hợp lý hai cuộn dây đặt mặt cực từ 40 Hình 2.14 Hình dạng kích thước khuôn quấn bốn cuộn dây .40 Hình 2.15 Hai cặp cuộn gắn hai mặt cực từ 41 Hình 2.16 Hai cặp cuộn dây mắc xung đối .41 Hình 2.17 Mẫu đặt đáy ống thạnh anh, cần dịch chuyển mẫu .42 Hình 2.18 Đầu cần dịch chuyển mẫu đưa qua phận dẫn hướng nối với xi lanh 42 Hình 2.19 Sơ đồ điều khiển xi lanh dịch chuyển mẫu .43 Hình 2.20 Cấu tạo phận tạo nhiệt độ cao 45 Hình 2.21 Hình ảnh phận tạo nhiệt độ cao 45 Hình 2.22 Đường hút chân không phận tạo nhiệt 46 Hình 2.23 Bộ điều khiển nhiệt độ E5CZ .46 Hình 2.24 Sơ đồ kết nối điều khiển nhiệt độ 47 Hình 2.25 Mini voltmeter đo điện áp cuộn cảm ứng 48 Hình 2.26 Tín hiệu thu dạng xung .49 Hình 2.27 Dạng tín hiệu điện áp đo vẽ lại phần mềm Origin 49 vii   Hình 2.28 Dùng phần mềm Origin vẽ lại xung (a) sau làm khớp theo hàm Gauss (b) 50 Hình 2.29 Dạng đường cong thông số 50 Hình 2.30 Ví dụ tính tích phân đường cong hình 2.29 theo phương trình (2.2) với thông số xung điện áp, kết tích phân A 51 Hình 3.1 Đường quan hệ M = f(H) với mẫu Ni có trọng lượng khác 57 Hình 3.2 Đường quan hệ M = f(H) với mẫu Ni có trọng lượng khác 58 Hình 3.3 Trình tự xây dựng đường từ trễ .59 Hình 3.4 Đường từ trễ mẫu Ni (0,2352g) 60 Hình 3.5 Phóng to đoạn quanh gốc tọa độ hình 3.4 61 Hình 3.6 Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,9Zn0,1Fe2O4 (ủ 6000C 2h) có Ir = 2,36 (emu/g), Hc = 109 (gauss) 62 Hình 3.7: Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,7Zn0,3Fe2O4 (ủ 6000C 2h) có Ir = 2,39 (emu/g), Hc = 117 (gauss) 62 Hình 3.8: Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 6000C 2h) có Ir = 2,93 (emu/g), Hc = 122 (gauss) 63 Hình 3.9: Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 7000C 24h) có Ir = 3,51 (emu/g), Hc = 159 (gauss) 63 Hình 3.10 Đường từ nhiệt mẫu Ni (0.2352g), Tc = 638 K 65 Hình 3.11 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,9Zn0,1Fe2O4 (ủ 6000C 2h), Tc =858 K 66 Hình 3.12 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,7Zn0,3Fe2O4 (ủ 6000C 2h), Tc =843 K 66 Hình 3.13 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 6000C 2h), Tc =828 K 67 Hình 3.14 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 7000C 24h), Tc =843 K 67 viii   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng Chương TỔNG QUAN 1.1 Mở đầu Từ học vật liệu từ ngành khoa học có ý nghĩa to lớn công nghiệp đời sống Trong công nghiệp, vật liệu từ sử dụng rộng rãi Ví dụ như: loại máy điện (máy phát, động cơ, máy biến áp), vật liệu từ dùng để chế tạo mạch từ phận quan trọng kết cấu chúng để tạo nên từ trường; kỹ thuật đo điện, vật liệu từ dùng làm mạch từ cấu đo; lĩnh vực lưu trữ thông tin, ổ cứng, đĩa từ ngày trở nên quan trọng; y học ngày nay, người ta sử dụng hạt nano từ để chuẩn đoán điều trị bệnh, … Trong sống, vật liệu từ sử dụng phổ biến thiết bị loa đài, chuông điện, … Chính ứng dụng rộng rãi quan trọng đó, nên hàng năm, nước giới diễn nhiều hội nghị khoa học lĩnh vực Trong Viện nghiên cứu vật liệu không ngừng nghiên cứu, tổng hợp các vật liệu từ có tính chất phù hợp nhằm tạo ứng dụng cải thiện ứng dụng có Ví dụ như: giảm kích thước mạch từ máy điện giữ công suất cũ, hay tăng công suất loa đài lại giảm kích thước mạch từ Cùng với phát triển vật liệu từ, lĩnh vực quan trọng phát triển kỹ thuật đo để xác định thông số tính chất từ vật liệu tạo Trên thực tế, để đo thông số từ (đo từ trường đo momen từ) dựa nguyên tắc đo nguyên tắc cảm ứng điện từ hay sau gọi phương pháp đo cảm ứng Tuy vậy, việc đo thông số từ phức tạp không giống với phương pháp đo thông số điện (điện áp, dòng điện) chúng có nguyên tắc Trước nghiên cứu phép đo từ, ta tìm hiểu khái niệm số thông số từ ứng dụng vật liệu từ   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng - Thực đoạn da: đảo chiều từ trường (chuyển cầu dao vị trí thực đoạn từ hóa mẫu) tăng từ trường từ gauss đến giá trị từ trường bão hòa Trong đoạn ý đến điểm H = Hc ứng với momen từ không 3.2.2 Đường cong từ trễ mẫu Ni Dựa vào cách thức đo đường cong từ trễ trên, tiến hành đo đường cong từ trễ mẫu Ni có trọng lượng 0,2352 g, dạng hình cầu, đo nhiệt độ phòng Sau thu thập xử lý liệu cho đoạn, ta có đường cong từ trễ hình 3.4 đoạn quanh gốc tọa độ phóng to (hình 3.5) 60 50 40 30 I (emu/g) 20 10 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -10000 -8000 -6000 -4000 -2000 2000 4000 6000 8000 10000 H (gauss)   Hình 3.4 Đường từ trễ mẫu Ni (0,2352g) 60   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng I (emu/g) -2 -4 -600 -400 -200 200 400 600 H (gauss)   Hình 3.5 Phóng to đoạn quanh gốc tọa độ hình 3.4 Đường cong từ trễ Hình 3.4 cho số kết sau: - Từ độ bão hòa Is = 55,5 emu/g (hay 494,4 emu/cm3) - Lực kháng từ Hc = 40 gauss - Từ độ ứng với từ dư Ir = 1,69 emu/g Như vậy, so với số liệu mẫu Ni công bố [1] kết có sai số 2,34% Các thông số sánh cho Bảng 3.5 Bảng 3.5: So sánh thông số thu từ đường từ trễ mẫu Ni kết công nhận với kết đo hệ đo xây dựng Thông số Từ độ bão hòa Is (emu/g) Lực kháng từ Hc (gauss) Thông số biết Kết đo hệ đo 54,1 55,5 35,5 37,5 3.2.3 Đường cong từ trễ số mẫu vật liệu từ khác Bằng cách tương tự trên, thực đo đường cong từ trễ số mẫu vật liệu từ khác: 61   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng 35.41 28.33 21.25 14.17 I (emu/g) 7.08 0.00 -7.08 -14.17 -21.25 -28.33 -35.41 -10000 -5000 5000 10000 H(Gauss) Hình 3.6 Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,9Zn0,1Fe2O4 (ủ 6000C 2h) có Ir = 2,36 (emu/g), Hc = 109 (gauss) 33.33 26.67 20.00 13.33 I (emu/g) 6.67 0.00 -6.67 -13.33 -20.00 -26.67 -33.33 -10000 -5000 5000 10000 H(gauss) Hình 3.7: Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,7Zn0,3Fe2O4 (ủ 6000C 2h) có Ir = 2,39 (emu/g), Hc = 117 (gauss) 62   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng 45.16 36.13 27.10 18.06 I (emu/g) 9.03 0.00 -9.03 -18.06 -27.10 -36.13 -45.16 -10000 -5000 5000 10000 H(gauss)   Hình 3.8: Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 6000C 2h) có Ir = 2,93 (emu/g), Hc = 122 (gauss) 39.07 29.30 19.53 I (emu/g) 9.77 0.00 -9.77 -19.53 -29.30 -39.07 -10000 -5000 5000 10000 H (gauss)   Hình 3.9: Đường từ trễ mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 700 C 24h) có Ir = 3,51 (emu/g), Hc = 159 (gauss) 63   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng 3.3 Xây dựng đường từ nhiệt 3.3.1 Cách xây dựng đường từ nhiệt Bộ phận tạo nhiệt độ hệ đo tăng nhiệt độ cao tới 6000C, vậy, để vẽ đường từ nhiệt mẫu hệ đo này, ta phải biết trước thử trước để biết nhiệt độ Tc mẫu nằm giới hạn Cách thao tác với hệ đo: - Đưa mẫu vào vị trí đặt mẫu, chỉnh định cho mẫu nằm tâm cặp cuộn dây hệ cuộn cảm ứng - Đưa cặp nhiệt độ vào vị trí mẫu từ theo hướng từ xuống theo cần dịch chuyển mẫu Phải đặt cặp nhiệt cho tiếp xúc với mẫu (vừa cố định mẫu, vừa cảm biến xác nhiệt độ mẫu) - Gá lắp phận tạo nhiệt độ theo hướng từ lên theo cần dịch chuyển mẫu Chú ý tới đường hút chân không đường nước làm mát Làm mát cho phận nhiệt độ nên thực từ bắt đầu đo Bơm chân không thường bật nhiệt độ đo 2000C - Đặt điện áp cài đặt cho phận hiển thị điều khiển nhiệt độ Chú ý tới điểm nhiệt độ bắt đầu để đặt điện áp cho cuộn đốt phù hợp - Cấp nguồn cho nước làm mát cho nam châm điện (để cố định giá trị từ trường theo yêu cầu đo) 3.3.2 Đường từ nhiệt mẫu Ni Ví dụ phép đo đường từ nhiệt với mẫu Ni trọng lượng 0,2352g, từ trường 500G: Khi chuẩn bị điều kiện đo trên, ta cài đặt giá trị nhiệt độ ban đầu 500C, đặt từ trường cực từ nam châm 500G (trước từ hóa mẫu lên 10000G nhiệt độ thường) Thực đo tương tự đo đường cong từ hóa (mục 3.2) Tiếp theo đo với dải nhiệt độ tăng dần theo giai đoạn khác nhau: từ 500C đến 2900C với bước thay đổi nhiệt độ 300C, từ 2900C đến 3400C với bước thay đổi nhiệt độ 100C, từ 3400C đến 3550C với bước thay đổi nhiệt độ 50C, từ 3550C đến 3900C với bước thay đổi nhiệt độ 20C, từ 3900C đến 4350C với bước thay đổi nhiệt độ 50C 64   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng Sau thu thập xử lý liệu, xây dựng đường cong từ nhiệt Hình 3.10 14 12 I (emu/g) 10 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 T (K) Hình 3.10 Đường từ nhiệt mẫu Ni (0.2352g), Tc = 638 K Từ đường từ nhiệt mẫu Ni đo hệ đo (Hình 3.10) cho kết nhiệt độ Curie mẫu Ni khoảng 638 K Như vậy, so với thông số Tc mẫu Ni công bố [1] (627 K), kết đo hệ đo có sai số 1,7% 3.3.3 Đường từ nhiệt số mẫu vật liệu từ khác Cũng hệ đo xây dựng được, đo xây dựng đường cong từ nhiệt số mẫu ferit spinel khác 65   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng 14 12 I (emu/g) 10 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 T (K) Hình 3.11 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,9Zn0,1Fe2O4 (ủ 6000C 2h), Tc =858 K 10 I (emu/g) 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 T (K) Hình 3.12 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,7Zn0,3Fe2O4 (ủ 6000C 2h), Tc =843 K 66   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng 18 16 14 I (emu/g) 12 10 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 T (K)   Hình 3.13 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 6000C 2h), Tc =828 K 18 16 14 I (emu/g) 12 10 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 T (K)   Hình 3.14 Đường từ nhiệt mẫu spinel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (ủ 7000C 24h), Tc =843 K 67   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Dựa sở vật chất có Viện ITIMS, hiểu biết phương pháp đo, thiết bị đo, nghiên cứu, thiết kế chế tạo xây dựng phận để có hệ đo từ phương pháp cảm ứng – mẫu dịch chuyển (từ kế tích phân) cho phép đo số thông số từ nhiệt độ thường nhiệt độ cao (tới 6000C) Trên sở hệ đo xây dựng được, khảo sát với mẫu Ni chuẩn cách đo đường từ hóa mẫu Từ đó, chuẩn hóa đưa hệ số hệ đo 20,99 với sai số lớn 1,27% Cũng với hệ đo này, đo xây dựng đường cong từ trễ, đường từ nhiệt mẫu Ni mẫu ferit spinel Mặc dù vậy, hệ đo số hạn chế như: độ ổn định từ trường chưa cao ảnh hưởng đến trình đo, đặc biệt thời gian đo dài cách xử lý tín hiệu Tuy vậy, thời gian tới, phát triển tiếp, hệ đo hoàn toàn cải thiện hạn chế cách hoàn thiện số phận như: - Ổn định nguồn điện đầu vào ổn áp, để tránh biến động từ trường, ảnh hưởng đến kết đo - Thiết kế mạch điều khiển để tự động dịch chuyển mẫu - Với liệu tự động nhập vào máy tính, ta lập trình để tự động xử lý cho kết cuối thay cách xử lý 68   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thân Đức Hiền, Từ học vật liệu từ, NXB Bách Khoa Hà Nội, 2008 [2] Phạm Hồng Quang, Các phép đo từ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2007 [3] http://vi.wikipedia.org [4] http://www.lakeshore.com/sys/vsm/vsmm.html 69   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng PHỤ LỤC Phụ lục Kết khảo sát từ trường vị trí mặt cực từ ứng với giá trị dòng điện (điện áp) khác Dòng điện I = 1,56A (điện áp U = 5V) H Vị H Vị H Vị H Vị trí (K.Gauss) trí (K.Gauss) trí (K.Gauss) trí (K.Gauss) O 0,264 O 0,264 O 0,264 O 0,264 I.1 0,264 II.1 0,264 III.1 0,264 IV.1 0,264 I.2 0,264 II.2 0,264 III.2 0,264 IV.2 0,264 I.3 0,264 II.3 0,264 III.3 0,264 IV.3 0,264 I.4 0,264 II.4 0,264 III.4 0,264 IV.4 0,264 I.5 0,264 II.5 0,264 III.5 0,264 IV.5 0,264 I.6 0,264 II.6 0,264 III.6 0,264 IV.6 0,264 I.7 0,263 II.7 0,263 III.7 0,263 IV.7 0,263 I.8 0,262 II.8 0,262 III.8 0,262 IV.8 0,262 I.9 0,260 II.9 0,261 III.9 0,261 IV.9 0,261 I.10 0,260 II.10 0,260 III.10 0,260 IV.10 0,260 I.11 0,255 II.11 0,256 III.11 0,256 IV.11 0,256 I.12 0,246 II.12 0,245 III.12 0,245 IV.12 0,245 I.13 0,227 II.13 0,225 III.13 0,225 IV.13 0,225 Dòng điện I = 3,40A (điện áp U = 10V) Vị trí O I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 I.8 I.9 I.10 I.11 H (K.Gauss) 0,582 0,582 0,582 0,582 0,582 0,582 0,582 0,582 0,582 0,579 0,574 0,562 Vị H Vị H H Vị trí (K.Gauss) trí (K.Gauss) trí (K.Gauss) O 0,582 O 0,582 O 0,582 II.1 0,582 III.1 0,582 IV.1 0,582 II.2 0,582 III.2 0,582 IV.2 0,582 II.3 0,582 III.3 0,582 IV.3 0,582 II.4 0,582 III.4 0,582 IV.4 0,582 II.5 0,582 III.5 0,582 IV.5 0,582 II.6 0,582 III.6 0,582 IV.6 0,582 II.7 0,582 III.7 0,582 IV.7 0,582 II.8 0,581 III.8 0,581 IV.8 0,581 II.9 0.580 III.9 0,579 IV.9 0,579 II.10 0,575 III.10 0,574 IV.10 0,574 II.11 0.560 III.11 0,561 IV.11 0,561 70   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng I.12 I.13 III.12 III.13 0,528 0,488 Dòng điện I = 5,41A (điện áp U = 15V) Vị H Vị H (K.Gauss) (K.Gauss) trí trí I.1 0,915 II.1 0,915 I.2 0,915 II.2 0,915 I.3 0,915 II.3 0,915 I.4 0,915 II.4 0,915 I.5 0,915 II.5 0,915 I.6 0,915 II.6 0,915 I.7 0,915 II.7 0,915 I.8 0,914 II.8 0,914 I.9 0,912 II.9 0,911 I.10 0,895 II.10 0,895 I.11 0,879 II.11 0,879 I.12 0,841 II.12 0,841 I.13 0,780 II.13 0,779 Vị trí III.1 III.2 III.3 III.4 III.5 III.6 III.7 III.8 III.9 III.10 III.11 III.12 III.13 H (K.Gauss) 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,914 0,911 0,895 0,879 0,841 0,779 Dòng điện I = 7,28A (điện áp U = 20V) Vị H Vị H (K.Gauss) trí trí (K.Gauss) Vị trí H (K.Gauss) Vị trí H (K.Gauss) III.1 III.2 III.3 III.4 III.5 III.6 III.7 III.8 III.9 III.10 III.11 III.12 III.13 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,238 1,235 1,218 1,183 1,105 0,988 IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 IV.6 IV.7 IV.8 IV.9 IV.10 IV.11 IV.12 IV.13 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,238 1,234 1,218 1,183 1,105 0,988 H (K.Gauss) 1,822 Vị trí IV.1 I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 I.8 I.9 I.10 I.11 I.12 I.13 0,528 0,489 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,238 1,236 1,218 1,183 1,105 0,989 II.12 II.13 II.1 II.2 II.3 II.4 II.5 II.6 II.7 II.8 II.9 II.10 II.11 II.12 II.13 0,528 0,487 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,239 1,238 1,237 1,218 1,183 1,105 0,988 Dòng điện I = 9,05A (điện áp U = 25 V) Vị H Vị H Vị (K.Gauss) trí (K.Gauss) trí trí I.1 1,822 II.1 1,822 III.1 71   IV.12 IV.13 Vị trí IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 IV.6 IV.7 IV.8 IV.9 IV.10 IV.11 IV.12 IV.13 0,528 0,488 H (K.Gauss) 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,915 0,914 0,911 0,895 0,879 0,841 0,780 H (K.Gauss) 1,822 Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 I.8 I.9 I.10 I.11 I.12 I.13 1,822 1,822 1,822 1,822 1,822 1,821 1,820 1,818 1,792 1,739 1,610 1,498 II.2 II.3 II.4 II.5 II.6 II.7 II.8 II.9 II.10 II.11 II.12 II.13 1,822 1,822 1,822 1,822 1,822 1,821 1,820 1,817 1,792 1,739 1,610 1,497 III.2 III.3 III.4 III.5 III.6 III.7 III.8 III.9 III.10 III.11 III.12 III.13 72   1,822 1,822 1,822 1,822 1,822 1,821 1,820 1,818 1,792 1,739 1,610 1,499 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 IV.6 IV.7 IV.8 IV.9 IV.10 IV.11 IV.12 IV.13 1,822 1,822 1,822 1,822 1,822 1,821 1,820 1,815 1,792 1,739 1,610 1,497 Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng Phụ lục 2: Quan hệ từ trường H với điện áp cảm ứng U momen từ M sau nhân với hệ số máy mẫu Ni có trọng lượng khác Mẫu Ni có trọng lượng 0,0602 g Mẫu Ni có trọng lượng 0,1214 g Từ trường H (G) 259 Điện áp cảm ứng (mV) 0,022 Momen từ (emu) 0,47 Từ trường H (G) 259 Điện áp cảm ứng (mV) 0,051 Momen từ (emu) 1,08 518 0,044 0,93 518 0,088 1,86 776 0,066 1,39 776 0,135 2,83 1.292 0,106 2,22 1.292 0,221 4,65 1.551 0,134 2,82 1.551 0,255 5,35 1.809 0,142 2,98 1.809 0,298 6,26 2.067 0,154 3,23 2.067 0,316 6,63 2.584 0,161 3,38 2.584 0,318 6,67 3.100 0,161 3,38 3.100 0,318 6,67 3.617 0,161 3,38 3.617 0,318 6,67 4.133 0,161 3,38 4.133 0,318 6,67 4.650 0,161 3,38 4.650 0,318 6,67 5.425 0,161 3,38 5.425 0,318 6,67 6.200 0,161 3,38 6.200 0,318 6,67 6.975 0,161 3,38 6.975 0,318 6,67 7.749 0,161 3,38 7.749 0,318 6,67 9.041 0,161 3,38 9.041 0,318 6,67 10.268 0,161 3,38 10.268 0,318 6,67                                 73   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng Mẫu Ni có trọng lượng 0,1558 g Mẫu Ni có trọng lượng 0,2352 g Từ trường H (G) 259 Điện áp cảm ứng (mV) 0,064 Momen từ (emu) 1,35 Từ trường H (G) 259 Điện áp cảm ứng (mV) 0,090 Momen từ (emu) 1,88 518 0,117 2,45 518 0,173 3,63 776 0,174 3,65 776 0,254 5,34 1.292 0,277 5,82 1.292 0,411 8,63 1.551 0,343 7,19 1.551 0,488 10,24 1.809 0,387 8,12 1.809 0,556 11,68 2.067 0,405 8,51 2.067 0,609 12,78 2.584 0,408 8,56 2.584 0,622 13,06 3.100 0,408 8,56 3.100 0,622 13,06 3.617 0,408 8,56 3.617 0,622 13,06 4.133 0,408 8,56 4.133 0,622 13,06 4.650 0,408 8,56 4.650 0,622 13,06 5.425 0,408 8,56 5.425 0,622 13,06 6.200 0,408 8,56 6.200 0,622 13,06 6.975 0,408 8,56 6.975 0,622 13,06 7.749 0,408 8,56 7.749 0,622 13,06 9.041 0,408 8,56 9.041 0,622 13,06 10.268 0,408 8,56 10.268 0,622 13,06   74   ... Trước nghiên cứu phép đo từ, ta tìm hiểu khái niệm số thông số từ ứng dụng vật liệu từ   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng 1.2 Các thông số từ quan trọng [3] 1.2.1 Momen từ Mômen từ, ... (1.24) Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng Như vậy, độ lớn suất điện động sinh cuộn dây quay tỷ lệ với cảm ứng từ ta dùng độ lớn suất điện động để xác định cảm ứng từ B0 hay từ trường... hệ đo đưa hình 1.5 Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo hệ đo cuộn dây rung 12   Nghiên cứu xây dựng hệ đo từ phương pháp cảm ứng Một mẫu vật liệu từ có từ độ M đặt môi trường đồng tạo không gian bên mẫu cảm