Cấu hình 1D

Một phần của tài liệu Mô phỏng tính toán và thiết kế tối ưu cảm biến đo từ trường trái đất 3d hoạt động dựa trên hiệu ứng từ điện phục vụ đo và vẽ bản đồ từ trường trái đất (KLTN k41) (Trang 26 - 29)

Cấu hình 1D được mô tả như dưới hình vẽ có kích thước 1x15x0.02 mm và đặt trong từ trường trái đất có chiều dọc theo trục Oy.

Name X Y

m1 •1 80.0000 0.1169

m2 270.0000 0.0018

Chạy mô phỏng cấu hình xoay tròn với bước quay 15° trong mặt phẳng từ trường trái đất cỡ 32A/m, ta thu được hình ảnh hiển thị màu như sau:

Hình 3.2 Hỉển thị màu mật độ từ thông qua cấu hình 1D

, , , Bdv

Đê xác định giá trị một cách định lượng ta xuât đô thị Beff= ĩ -ụ- (giá trị từ thông qua thể tích) phụ thuộc vào góc quay của cảm biến:

Hình 3.3 Đồ thị giá trị Beffphụ thuộc vào góc quay của cẩu hình 1D

Hình 3.4 Tọa độ điểm cực đại và cực tiểu đồ thị của cẩu hình 1D

Dựa vào hình ảnh hiển thị, ta có thể thấy trung tâm thanh cảm biến thể hiện hiệu ứng tốt nhất do mật độ đường sức đi qua đây là lớn nhất, càng về dần 2 đầu thanh thì màu càng nhạt do số đường sức qua đây thưa hơn, hiệu ứng từ - điện sẽ giảm dần về 2 đầu thanh.

Dựa vào đồ thị Hình 3.3 ta thấy rằng đồ thị phụ thuộc theo hàm cosin nên kết luận thanh sẽ có hiệu ứng tốt khi thanh được đặt dọc theo phương từ trường ngoài và gần như không thể hiện hiệu ứng khi thanh đặt vuông góc với từ trường ngoài. Độ chênh lệch càng lớn giữa điểm cực đại và cực tiểu cho ta biết độ nhạy của cảm biến theo góc quay trong không gian. Hiệu số Beff càng cao thì cảm biến càng nhạy với sự thay đổi mật độ từ thông qua thanh. Với số liệu thu được từ đồ thị, hiệu số này là 0.1151 T với thanh cảm biến 1D.

Đồ thị khảo sát độ lớn mật độ từ thông dọc theo các trục của cảm biến:

Hình 3.5 Độ lớn mật độ từ thông dọc theo các trục của cẩu hình 1D

Qua đồ thị Hình 3.5 ta thấy rằng dọc theo trục Oz, cảm biến gần như không thể hiện hiệu ứng do đây là phương từ hóa khó, tương tự theo trục Ox tuy có thể hiện hiệu

Name X Y m1 90.0000 0.1019 m2 360'3333 0.0027 m3 ũ.ũũũũ 0.0027 m4 1 BO. 33330.1001 m5 90.0000 0.0014

ứng nhưng đây là phương từ hóa khó nên đường đồ thị biến thiên quanh giá trị 0, trục Oy biểu hiện hiệu ứng rõ ràng nhất, do từ trường ngoài dọc theo phương từ hóa dễ của thanh cảm biến, đây là đặc điểm dị hướng hình dạng, từ sau này tất cà các cảm biến sẽ chỉ khảo sát giá trị mật độ từ thông theo phương từ hóa dễ của vật liệu.

Một phần của tài liệu Mô phỏng tính toán và thiết kế tối ưu cảm biến đo từ trường trái đất 3d hoạt động dựa trên hiệu ứng từ điện phục vụ đo và vẽ bản đồ từ trường trái đất (KLTN k41) (Trang 26 - 29)