I nhau c6 cau hinh AP Di/di tac dung cua iii tnidng ngoai, cau hinh AP se chuyen thinh cau hinh P Khi d6, iH do cua tat c^ cac dp deu song song vdi iil tri/dng
DUA TRfiN HI$U tTNG TIT GlA o AP DI$N
Nguyin Thi Minh Hong^*, Do Thi Hirong Giang^ Vu Di/c Himg* Vu Nguyen ThlJfc^ Nguyin Huu Duré'. C h u DiJc Trinh*
" Khoa v a t ly, TrUcfng Dai hoc Khoa hoc Tir nhien,
. 334 Nguyin Trai, Thanh XuSn, Ha Noi
* Khoa Cong nghe, Dai hoc Quoc gia Ha Noi, 144 Xuan Tlniy, CAu Giáy, Ha Noi
Vdi lieu tii gido a-TerfecoHan (dmc che tgo tai Bo mdn Vdt ly Nhiet do thdp) vd vdt lieu dp dien APC- 855 (do hang American Piezoceramics Inc., PA, USA cung cdp) da duac sA dung de che tqo thanh cong sensa do tfnrudng dua tren hieu ting tUgido - dp dien. Phep do dien the xudt hien tren hai cue cua vdt lieu dp dien thuc hien nha mot mach khuyech dqi cong cu tu che tqo \<n he sn khuyech dqi hdng 1.5. Ket qud nghien cm cho thdy sensa cho do nhay khd tdt v&i cdc mdng tfr gido co do day ii(2~ 5 fim. Ddi v&i mdng mong tfr gido chua u nhiet co dg day 5 fmi vd dien tich bdng 5x20 mm\ sensa dqt he sd the dien tfr cue dqi bdng II V/T trong khodng tii tru&ng len tai 0.3 T. Sfr dung cdc mdng mong tfr gido khdng IS co tinh tH mem tdt, cdc sensa co the sii dung de phdt hien cdc tfr tru&ng yeu (ca vdi mili tesla). Ket qud nay rdt khd quan đi v&i viec trien khai ling dung trong thuc tien,
Ị M6 DAU
Vat lieu tijr giao va vat lieu ap dien deu la cac vat lieu co kha nang chuyen hoa dien nang thanh co nang. Rieng vat lieu ap dien con c6 hieu itng ngiroc lai: co nang CO the chuyen hoa thanh dien nang, vi dti cac itng suat tac dong len mSu ap dien tao nen hieu dien the giua hai be mat cua vat lieụ Cac vat lieu to hcfp tir giao - ap dien
se CO su k€\ hcfp tfnh chat cua ttrng pha \vi giao, ap dien. Dieu nay co the dirgfc giai
ihich nhir sau: pha tir giao hi bien dang klii co tir tnrctng dat vao vat lieu to hcfp va sir bien dang nay gay irng suat len pha ap dien. Do do, tinh chat ket hcfp trong vat lieu to hop la mot kieu ket hcfp co tinh chat dien tir, tirong tir nhir hien tirong tir tnrong bien thien sinh ra dien tnrdng. Ngoai ra hieu ling tiif giao - ap dien con cho phep che tao cac sensor dien tir. Do la cong cu hiru hieu khong kem cac dau do Hall đi v6i phep do tijf trucmg.
Trong nhffng nam qua, Bo mon Vat ly Nhiet do thap da nghien ciru thanh cong mang mong tir giao vo dinh hinh a-TcrfccoHan (a : amorphous. Terfcco : Tb(Feos5Coo40ị<; ; Han : Ha Noi) co nhieu pham chat lot (1,21. Bai hao nay de cap (len viec nghien cuu kha nang irng dung vat lieu nay hang each ket hop hieu ung tir
giao va hieu irng ap dien de che tao senscf do tir tnrctng. Dong ihcti v(i\ vice che tao
sensa, viec lap rap cac thiet hi dctn gian de do the hieu ap dien cung da diroc thirc hien. Hien nay, sensd va may do cua chung toi che tao da co the sir dung de chi thi tiiftnrcfng ngoaị
;-- -J .^r > V W V a • * • • ' >» quoc Idn thit IV, Nui Coc 5-7/11/200.^
Mang a-TerfecoHan da dugfc che tao bang phuong phap phun xa catot co do day tf = 5 ^im. Kd't qua cho tháy mang co cáu triic v6 dinh hinh va cong thuc thanh
phJln cua m^ng Ik Tb(Fe„55Coọ45)i 5- Tir giao ciia mang dugc do bang phuong phap quang hoc. Gia tri tir giao cue dai l^,, = 1130x10-^ D^ thiét ke va ché tao senso do
lir trudng, vat lieu ap dien (PZT) ly tudng co ky hieu APC - 855 da dugc su dung.
Cic thong s6' cua vat lieu PZT: do day tp = 200 ^m, dien tich S = 5x20 mm^ he so
chuyen d6i co dien k = 0.76 va he so the ap dien g,, - 21 x 10^ Vxm/N.
C^u hinh ciia mot sensa do tir trudng dua tren hieu ung tCr giao va ap dien dugc trinh bay trdn hinh 1. Ldp PZT va a-TerfecoHan lien két vdi nhau bang keo 502.
Dien cue giua hai be mat PZT gan bang h6 bac va x\x ly nhiet tai nhiet đ 70 "C
trong vdng 2 gid dé tao sir lien két hoa hoc tdt nhát. Hai day tin hieu tii dien cue dugc dua vao mach khuech dai cdng cu d^ bien doi dien tich thanh the ra ap dien (U) tuong ling. Dé tang đ nhay cua senso, cáu hinh tren cd the dugc gift nguyen. chi cdn thay hai Idp mang a-TerfecoHan bang hai mSu ttr giao khoi Terfenol-D. Senso dugc gan tren mot can lam bang vat lieu huu co va duoc bao ve c^n than (xem
hinh 2). • B ^ dien ci/c '?r^f^.^v;t^'"'^'^' i*^' Manga-TerfecoHan, .W^m^mW^ PZT (APC-855) r> p s ^ fTr^^li^^rap^W^ a \^u
Hinh 1: Cdu hinh cua sensa do tfr tru&ng Hinh 2: Ddu do sensa tfr gido - dp dien
Do 16p ap dien ducfc coi nhir mot nguon dien ap vai dien tro noi ( r j rÁt Ion vn cong suat thÁp nen viec lay tfn hieu dien ap tren hai circ cua vai lieu ap dien phai thiic hien trong dieu kien mach họ Tiic la ta phai sa dung mot mach khuech dai cdng cu v6i tra khang vi sai loi vao rS't 16n. Mach nay sir dung vi mach TL 084, he s6'khuéch dai G = 1.5, dac biet co tra khang vi sai ca 10^ GQ/2pF (xem hinh 3). Cac dien tich phat ra tir lap ap dien qua bp khuech dai cong cii bien doi thanh thé ra tirong iJng. Tin hieu ra tir bo khuech dai dirac dira vao KEITHLEY va ghep noi may tfnh. VI f^ / 1^ A K VQ Vr R P ,p V*KRi R Vt(^ 1 ix - N , J y ' P. Vb Vo V2
gl^^W^mvi uf^iu f ut ^j ^,^t^^ ,v^,^ >c^L*» qudc Idn thiiIV, Ndi Cdc 5-7/11/2003
IỊ K ^ T QUA VA T H A O L U A N
Hinh 4 chl ra dac/ng cong tiT giao ciia mang a-TerfecoHan do bIng phirone
phap quang (a) va the ra ap didn cua sensa ti^ giao - ap dien (b). Nhan thaV vLv hai
dudng cong CO dang kha gi6ng nhaụ Tai mot tiT tnr6ng (B) xac dinh, do hieu ihig tir
giao nen mang a-TerfecoHan bj bi^n dang ting v6i mot gia tri \ xac dinh' Sir bi^n
dang nay gSy ra mot ting suát (a) tac dong len vat lieu ap dien PZT lao ra mot the
ip diSn (U).
h >
3
Hinh 4: (a) Du&ng cong tit gido cua mdng a-lerfecoHan
(b) Thédp dien cila sensa
Ung suat nen cua lorp PZT va ling suat cang cua mang mong a-TerfecoHan co the dircfc suy ra tir ly thuyet chum dan gian va dieu kien irng suat mat phang (3], dirdc chl ra trong phirang trinh (1) va (2):
E E t Ae t p p