Ứng dụng
3.1 Ứng dụng của vật liệu có hiệu ứng GMI
Kể từ khi được phát hiện các vật liệu có hiệu ứng GMI được quan tâm nghiên cứu và đưa vào ứng dụng trong khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống. Và đã đạt được một số thành tựu quan trọng như: trong kỹ thuật điều kiển ô tô trong việc dò tìm khuyết tật (hình 3.1)….
Hình 3.1 Vật liệu có hiệu ứng GMI được dùng trong kỹ thuật dò tìm khuyết tật
Mặt khác vật liệu có hiệu ứng GMI có độ nhạy cao còn được sử dụng trong chế tạo cảm biến đo từ trường, cảm biến nhạy từ trường (hình 3.2).
V
Amorphous wire
Crack
3.2 Cảm biến đo dòng GMI sử dụng hiệu ứng GMI
Muốn đo dòng điện có thể đo trực tiếp hoặc đo gián tiếp, trong cách đo gián tiếp có một phương pháp kinh điển được sử dụng đó là đo dòng bằng Ampe kìm. Phương pháp này sử dụng nguyên lý cảm ứng điện động, nên tín hiệu ra tỷ lệ với biến thiên cường độ dòng điện vào, do đó tín hiệu ra bị méo. Mặt khác phương pháp này chỉ cho phép đo dong điện xoay chiều. Để khắc phục nhược điểm trên nguyên lý mới ứng dụng hiệu ứng GMI để đo dòng điện đã ra đời. Với nguyên lý này thì tín hiệu ra tỷ lệ thuận với tín hiệu vào do đó tín hiệu ra bảo toàn, độ chính xác cao hơn. Đặc biệt nguyên lý mới không những đo được dòng xoay chiều mà còn đo được dòng một chiều. Nguyên lý mới sử dụng cảm biến có kích thước nhỏ gọn: chiều dài 2 ÷ 9mm, chiều rộng 0, 1 ÷ 0, 5mm.
Từ những kết quả phong phú đã đạt được về hiệu ứng GMI đã mở ra tiềm năng ứng nghiệm Vật liệu từ vô định hình & dụng vào thực tế như: Chế tạo cảm biến đo từ trường, cảm biến đo dòng điện.
Hình 3.2 Vật liệu có hiệu ứng GMI được ứng dụng trong mạch Colpitts
Hình 3.3 So sánh nguyên lý chế tạo Ampe kìm và cảm biến đo dòng GMI
3.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến đo dòng GMI
Cảm biến đo dòng GMI gồm hai phần: cảm biến GMI được chế tạo từ
vật liệu vô định hình nền Co và xuyến hở với mục đích tập trung từ trường tại khe, cảm biến được ghép vào khe này (hình 3.4). Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo dòng GMI là khi cho dòng điện chạy qua xuyến sẽ sinh ra từ trường chạy trong xuyến và được tập trung tại hai đầu khe từ. Theo hiệu ứng GMI, tổng trở của cảm biến GMI bị thay đổi, xác định sự thay đổi tổng trở của cảm biến GMI sẽ xác định được cường độ dòng điện ban đầu. Với nguyên lý hoạt động như trên thì cảm biến đo dòng GMI có thể đo được cả dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều.
3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới cảm biến đo dòng GMI
*Vật liệu: Vật liệu chọn để chế tạo cảm biến GMI là băng vô định hình nền Co hoặc dây điện kết tủa, nhưng với mỗi dải đo khác nhau thì chọn mẫu khác nhau.
*Xuyến: Để tập trung từ trường, vật liệu dùng làm xuyến là Fe vô định hình hoặc thép kỹ thuật điện. Mặt khác tín hiệu ra phụ thuộc vào kích thước hình học của xuyến. Nên xuyến được chọn phải có kích thước hình học phù hợp đề đạt được độ nhạy tốt nhất.
Cảm biến
Hình 3.4 Cấu tạo cảm biến đo dòng GMI
KẾT LUẬN
Qua một thời gian tìm tòi nghiên cứu tài liệu, cùng với sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo – Ths. Nguyễn Hữu Tình, đề tài: “Hiệu ứng từ tổng trở
khổng lồ - GMI, phương pháp chế tạo và ứng dụng” đã hoàn thành được
những nội dung sau:
1. Đã tìm hiểu được bản chất hiệu ứng từ tổng trở khổng lồ - GMI, giải thích về mặt lý thuyết cơ chế của hiệu ứng cũng như hoàn việc giải thích hiện tượng tách đỉnh.
2. Khoá luận đã hoàn thành tìm hiểu công nghệ chế tạo vật liệu có hiệu ứng GMI: Công nghệ nguội nhanh và công nghệ điện kết tủa.
3. Nghiên cứu được một số ứng dụng điển hình dựa trên hiệu ứng GMI. Do hạn chế về thời gian nên tác giả chưa thực hiện được công việc thực nghiệm. Hy vọng trong thời gian tới tác giả sẽ có dịp được tiếp tục nghiên cứu về vấn đề này. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Do đây là lần đầu tiên tác giả làm công tác nghiên cứu khoa học, nên khoá luận chưa thực sự đầy đủ và không tránh khỏi các thiếu sót nhất định, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đọc quan tâm, để bài khoá luận hoàn thiện hơn.