Khảo sát đáp ứng góc của cảm biến với từ trường trái đất

Một phần của tài liệu Ứng dụng cảm biến từ điện trở đo từ trường trái đất (Trang 37 - 39)

Ứng dụng quan trọng và phổ biến nhất của cảm biến là để đo và phát hiện từ trường. Mô hình thực nghiệm khảo sát đáp ứng thế ra của cảm biến vào từ trường trái đất được minh họa trong hình 3.4. Cảm biến được đặt tại tâm của

một vòng tròn có chia 360 độ, vòng tròn thứ hai (nằm trong mặt phẳng vuông góc với vòng tròn thứ nhất tại tâm của vòng tròn thứ nhất) dùng để thay đổi góc giữa phương của dòng điện và phương bắc nam của từ trường trái đất bằng cách quay cảm biến từng 50 một. Phương bắc nam của từ trường trái đất được xác định bằng la bàn. Cấp dòng điện 5mA cho cảm biến. Hệ khảo sát cách nguồn nam châm khoảng 2 m để đảm bảo rằng chỉ có từ trường trái đất tác dụng lên cảm biến.

Trên hình 3.5 là đồ thị minh họa sự phụ thuộc tín hiệu ra của cảm biến vào góc giữa phương của dòng điện và phương của từ trường trái đất trong 3 chu kì. Tín hiệu ra của cảm biến khá lớn khoảng 0.924 mV. Kết quả cho thấy tín hiệu ra của cảm biến thay đổi tuần hoàn theo hàm cosin, chu kì 2 được cho bởi công thức: Vra = Voffset + V0cos(α); V0 là giá trị tín hiệu ra lớn nhất của cảm biến và V0 = 0.462 mV, Voffset = 25,6 mV là thế nền của cảm biến khi từ trường ngoài bằng không, nguyên nhân là do sự không cân bằng tuyệt đối của mạch cầu khi chế tạo, α là góc giữa trục cảm biến với phương bắc nam của từ trường trái đất.

Hình 3.4. Mô hình thực nghiệm khảo sát sự phụ thuộc tín hiệu ra của cảm biến vào góc giữa dòng điện và từ trường trái đất

thì α = 900, tín hiệu ra của cảm biến nhỏ nhất. Khi trục cảm biến song song với phương bắc nam của từ trường trái đất thì α = 00, tín hiệu ra của cảm biến lớn nhất. Từ kết quả này, ta thấy cảm biến có thể đo được góc của từ trường trái đất. Kết hợp tính toán ta có thể xác định được giá trị cường độ trái đất. Kết quả chúng tôi nhận được từ kết quả thực nghiệm là 0,41 Oe. Kết quả này có sai khác so với giá trị cường độ trái đất đã được công bố tại Hà Nội là 0,399 Oe bởi sai số trong các phép đo thực nghiệm.

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tín hiệu của cảm biến vào góc giữa dòng điện và từ trường trái đất

Một phần của tài liệu Ứng dụng cảm biến từ điện trở đo từ trường trái đất (Trang 37 - 39)