4.2 Khảo sát sensor từ trƣờng dùng hiệu ứng Hall
4.2.2 Đo từ trƣờng bề mặt dùng GaussMeter (USA)
Thiết bị đo từ trƣờng Tesla Meter
Ảnh 4.1 - Tesla Meter với đầu đo Hall
- Khảo sát hiệu ứng
Tiến hành phép đo từ trƣờng trên bề mặt các mẫu nam châm vĩnh cửu nhƣ phần trên với máy đo từ trƣờng chuẩn của Mỹ ta đƣợc các thông số từ trƣờng sau:
Lần đo Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5
1 930 1155 530 771 1077 2 935 1125 471 764 1047 3 922 1119 483 659 1052 4 893 1124 452 702 1024 5 882 1059 461 761 1014 6 912 1141 407 721 1016 7 848 1203 500 818 1089 8 846 1146 558 880 1094
9 870 1203 576 874 1025 10 929 1139 606 938 1003 11 906 1144 624 986 1013 12 882 1274 654 973 1097 13 832 1210 659 825 1110 14 823 1126 573 780 1088 15 812 1099 466 758 1148
Bảng 4.2 Từ trường trên bề mặt mẫu theo máy chuẩn USA
- Từ bảng số liệu trên ta vẽ đƣợc các đồ thị phân bố từ trƣờng trên các mẫu nam châm nhƣ sau:
Mẫu 1 Mẫu 2
Mẫu 5
Hình 4.7 Đồ thị phân bố từ trường trên bề mặt nam châm theo máy chuẩn USA
Nhận xét:
Qua khảo sát có thể thấy phân bố từ trƣờng trên bề mặt các mẫu nam châm thay đổi khá lớn theo tọa độ.
Tuy nhiên giá trị từ trƣờng tƣơng đối ổn định tại vùng giữa mẫu Các giá trị đo có thể lấy giá trị từ trƣờng nhƣ sau
Mẫu 1: = 898
Mẫu 2: = 1120
Mẫu 3: = 533 Mẫu 4: = 1006 Mẫu 5: = 1065
- Đánh giá tương quan giữa hai thiết bị đo từ trường
Từ các giá trị từ trƣờng trung bình của mỗi mẫu đo ở 2 thiết bị đo từ trƣờng ( thiết bị tự chế ở Việt Nam và thiết bị chuẩn của Mỹ) ta có đồ thị biểu diễn sự tƣơng quan giữa hai thiết bị đo nhƣ sau:
Hình 4.8 Đồ thị đánh giá tương quan giữa hai thiết bị đo từ trường
Hệ số tƣơng quan là: R = 0,9999
Phƣơng trình có dạng: y = 1.3022x + 246.47
Trong đó:
S1: Giá trị từ trƣờng trung bình trên các mẫu đo đƣợc trên máy tự chế tạo tại Việt Nam
S2: Giá trị từ trƣờng trung bình trên các mẫu đo đƣợc trên máy chuẩn của Mỹ
Nhận xét:
Đƣờng thẳng trên đồ thị biểu diễn sự tƣơng quan tuyến tính giữa hai số liệu đo đƣợc bằng thực nghiệm
Đồ thị tƣơng quan này định hƣớng cho việc chuẩn thiết bị tự lắp ghép. Khi các giá trị đo trùng khớp, độ dốc của đƣờng thẳng tƣơng quan α = 45º.
KẾT LUẬN
Sau quá trình làm luận văn, dƣới sự hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, em đã tập trung nghiên cứu và thực hiện nội dung khoa học đề ra cho luận văn và thu đƣợc một số kết quả chính nhƣ sau:
1. Nghiên cứu tổng quan về sensor, phân loại theo chức năng, mục đích sử dụng…,nghiên cứu về các đặc trƣng trong chế độ tĩnh và chế độ hoạt động của sensor.
2. Nghiên cứu tổng quan hiện tƣợng chuyển đổi tín hiệu vật lý nói chung, chuyển đổi tín hiệu khơng điện sang điện nói riêng, đặc biệt là chuyển đổi tín hiệu từ sang điện.
3. Nghiên cứu ứng dụng của sensor nhiệt độ dùng chuyển tiếp P-N, sensor dịch chuyển nhỏ dùng cảm biến vi sai, sensor từ trƣờng dùng hiệu ứng Hall, sensor từ trƣờng Fluxgate vào thiết bị đo.
4. Sử dụng hệ đo tự động khảo sát sự phụ thuộc nhiệt độ của chuyển tiếp bán dẫn pn, khảo sát sự tƣơng quan tín hiệu giữa đầu dị tự chế và Tesla Meter. Các kết quả thực nghiệm thu đƣợc phù hợp với tính toán lý thuyết. Hệ đo đƣợc xây dựng đã vận hành tin cậy và ổn định, đảm bảo độ nhạy, độ phân giải cần thiết để ứng dụng vào thực tiễn trong một số lĩnh vực nhƣ quan trắc môi trƣờng, theo dõi địa từ của trái đất, dự báo thời tiết,v.v
Với những kết quả ban đầu này, hệ đo có khả năng kết nối mạng hình thành mạng lƣới các sensor trải rộng trong phạm vi thời gian và không gian lớn, cập nhật liên tục các thông số về máy chủ tại trung tâm để xử lý tự động dữ liệu đo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. Tiếng Việt
[1] Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Thế Khôi, Vũ Ngọc Hồng (1977), Giáo trình điện đại
cương tập 3- NXBGD, Hà Nội.
[2] Lƣu Tuấn Tài (2008), Giáo trình Từ học, NXBĐHQG, Hà Nội.
[3] Ngạc Văn An (chủ biên), Đặng Hùng, Nguyễn Đăng Lâm, Lê Xuân Thê, Đỗ Trung Kiên (2006), Vô tuyến điện tử, NXBGD, Hà Nội.
[4] Phùng Hồ, Phan Quốc Phơ (2001), Giáo trình Vật lý bán dẫn, NXBKHKT, Hà Nội.
[5] Lê Xuân Thê (2006), Dụng cụ bán dẫn và vi mạch, NXBGD, Hà Nội. [6] Đỗ Xuân Thụ (1999), Kỹ thuật điện tử, NXBGD, Hà Nội.
[7] Phạm Quốc Triệu, Phương pháp thực nghiệm Vật lý, Giáo trình khoa Vật lý,
trƣờng ĐH Khoa học Tự Nhiên, Hà Nội.
[8] Phan Quốc Phô (chủ biên), Nguyễn Đức Chiến, Giáo trình cảm biến,
NXBKHKT.
B. Tiếng Anh
[9] M.J. Usher and D.A. Keating (1991), Sensor and transducers:characteristics, application, instrumentation, interfacing, VCH, Weinheim, Germany.
[10] W. A. Geyger (1964), Nonlinear-Magnetic Control Devices, New York:
McGraw-Hill.
[11] Jacob Fraden (2003), Handbook of Modern Sensors, Advanced Monitors
Corporation San Diego, California
[12] Davis (2004). Handbook of Engineering tables, Editor-in-Chief Richard C.
Dorf University of California. [13]
[14] H. J. Goldsmid and G. S. Nolas (2001), A review of the New Thermoelectric
[15] D. Saha, A. D. Sharma, A. Sen, and H. S. Maiti (2002), Masterials Letters 55, 403-406.
[16] R. Kohler, N. Neumann, N. Hess, R. Bruchhaus, W. Wersing, and M. Simon (1997), Ferroelectrics 201, 83-92.
[17] W. Kwaitkawski and S. Tumanski (1986), The permalloy magnetoresistive
sensors-properties and applications, J. Phys. E: Sci. Instrum., 19, 502–515.
[18] F. Primdahl (1979), The fluxgate magnetometer, J. Phys. E: Sci. Intrum., 1, 242-253.
[19] Pham Quoc Trieu, Nguyen The Nghia, Do Gia Tung (2011), Study on manufacture the device for detecting small magnetic field fuctuation, The 2011 International Conference on Integrated Circuits and Devices in Vietnam, 8-18 August, 2011.
[20] C. M. Falco and I. K. Schuller (1981), SQUIDs and their sensitivity for geophysical applications, SQUID Applications to Geophysics, The society of