V i s bi n m t và xu t hi n c a dòng xoáy, ủ v n t c dòng ch y hai bên v t c n và trên đậ ốả ởậ ả ườ ng
b.Cảm biến điện trở từ với vật liệu permalloy Hiệu ứng điện trở từ với vật liệu permalloy
Hiệu ứng điện trở từ với vật liệu permalloy
Một màng mỏng vật liệu sắt từ gọi là permalloy (20% Fe, 80% Ni). - Khi không có sự hiện diện của từ trường, vectơ từ hóa bên trong vật liệu nằm song song với dòng điện.
thẳng góc với dòng điện, vectơ từ hóa sẽ quay đi 1 góc . Kết quả là điện trở của permalloy thay đổi theo .
R = R0 +
R0 và là các thông số phụ thuộc vào chất liệu permalloy. khoảng 2 đến 3% của R0.
Hình 4.15: Hiệu ứng điện trở từ trên permalloy
Nguyên tắc này được ứng dụng để đo tốc độ quay và góc quay.
Tuyến tính hóa đặc tính của cảm biến
Theo phương trình bậc 2: R = R0 + thì điện trở cảm biến điện trở từ không tuyến tính (xem đặc tuyến a hình 4.17). Để 1 cảm biến tiện lợi trong sử dụng thì tốt nhất là đặc tuyến của nó tuyến tính, vì vậy biện pháp thiết kế tốt hơn là điều cần thiết.
Hiệu ứng điện trở từ có thể được tuyến tính hóa bằng cách đặt 1 màng mỏng nhôm gọi là (barber poles) lên trên màng mỏng permalloy với góc 450 so với trục của màng mỏng (như hình 4.16). Nhôm có tính chất dẫn điện tốt hơn so với permalloy, barber poles làm thay đổi góc của dòng điện 450. Như vậy góc giữa dòng điện và vectơ sự từ hóa từ thành(- 450). Hình 4.17 biểu diễn ảnh hưởng của barber poles lên đặc tính của cảm biến điện trở từ.
Để tạo nên một cảm biến hoàn chỉnh cầu Wheatstone với 4 cảm biến điện trở từ được sử dụng. Trong đó cặp cảm biến đối diện nhau qua đường chéo sẽ có cùng “sự định hướng”. Điều này có nghĩa là 1 cặp cảm biến có barber poles tạo với trục mặt phẳng màng 1 góc + 450 và 1 cặp có barber poles tạo với trục mặt phẳng màng 1 góc - 450.
Điều này làm cho biên độ tín hiệu ra tăng lên 2 lần và vẫn đảm bảo sự tuyến tính. Bên cạnh đó ảnh hưởng của nhiệt độ trong cầu điện trở sẽ được bù qua lại.
Hình 4.17: Ảnh hưởng của barber
poles lên đặc tính của cảm biến điện trở từ.
a: Đặc tuyến R-H của cảm biến loại tiêu chuẩn
b: Đặc tuyến R-H của cảm biến loại có barber poles