- Máy khuấy từ gia nhiệt Van điều chỉnh
T tr ng ngoài
5.1.5 Nhiễu tín hiệu của sensor
Trên thực tế, có rất nhiều nguyên nhân và nguồn làm sai lệch kết quả hoặc gây nhiễu đến phép đo của bộ cảm biến và vì thế làm giảm độ tin cậy của phép đo. Một loại nguồn nhiễu quan trọng gây bởi môi trường bên ngoài là các nguồn giao thoa sóng điện từ (EMI). Các nguồn này có thể là bất kỳ vật thể nào có sự thay đổi dòng điện đột ngột, như các bộ phát tần số, các mạch điện tử, nguồn điện đóng mở nhanh, TV, kể cả các thiết bị số (như máy vi tính), hoặc các nguồn có từ tính tĩnh, v.v… Hơn nữa, EMI là một loại nguồn gây nhiễu khó có phương pháp hạn chế. Lưu ý là bộ cảm biến sử dụng trong nghiên cứu này có khả năng thu nhận sự biến thiên rất bé của từ trường và có thể thu nhận một từ trường siêu nhỏ, nhỏ hơn xấp xỉ 104 lần từ trường trái đất. Do đó, EMI có thể ảnh hưởng trực tiếp tới dòng kích thích của sensor và do đó thành phần không mong muốn này trộn lẫn với tín hiệu cần đo. Điều này dẫn đến sai khác đáng kể trong kết quả phép đo. Đối với loại nguồn gây nhiễu EMI này, có thể nói rằng cách hạn chế nó tới mức thấp nhất là sử dụng PTN phi từ, hay thực hiện đo đạc trong buồng có lá chắn từ. Điều này về mặt thiết kế và chế tạo không mấy khó khăn khi vỏ hộp của hệ đo làm thành một màn chắn từ hiệu quả, tuy nhiên lại có chi phí khá tốn kém. Đây có thể là một trong những hướng phát triển nghiên cứu kết quả đo đạc này để thực hiện phép đo có độ tin cậy cao nhằm ứng dụng thực tế. Một phương pháp khác để
161
giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu EMI là sử dụng một lớp các vật liệu hấp thụ EMI bao phủ lên thiết bị hoặc linh kiện đo. Tuy vậy, phương pháp này cũng tốn kém tương tự như việc sử dụng màn chắn từ nêu trên. Cả hai cách này trên thực tế rất khó khả thi trong điều kiện Việt Nam hiện nay. Để giải quyết triệt để bài toán xử lý nhiễu từ nguồn EMI này, quy trình thu nhận và xử lý tín hiệu cần được cải tiến theo cách tối ưu hơn, sử dụng kỹ thuật tách nhiễu ngay từ nguồn vào của cảm biến kết hợp với khử nhiễu trên thành phần mạch điện. Đây cũng là một hướng khả thi phát triển kết quả đề tài ở mức cao hơn.
Đối với nhiễu có nguyên nhân từ nội tại sensor, có thể thấy 2 loại nguồn nhiễu chính, đó là nhiễu dòng nuôi sensor và nhiễu nhiệt. Theo nguyên tắc hoạt động của sensor sử dụng vật liệu từ trở khổng lồ (GMR) đã được trình bày trong Chương 4 (Mục 4.3) thì sensor sử dụng một dòng điện nuôi cỡ 50 mA để kích hoạt các phần tử GMR giúp cho các phần tử này làm việc ổn định tại một điểm làm việc xác định. Điều này đòi hỏi dòng nuôi cần có mức ổn định rất cao hay mức nhiễu rất nhỏ, cụ thể là nhỏ hơn mức độ sai số yêu cầu của phép đo, mới đủ đáp ứng điều kiện về độ chính xác và tin cậy của phép đo. Về mặt kỹ thuật, việc ổn định dòng nuôi sensor hoàn toàn có thể thực hiện được khi thời gian nghiên cứu cho phép. Nhiễu nhiệt gây bởi sự biến thiên ngẫu nhiên của dòng điện hay các hạt điện tích trong mạch khi nó bị thăng giáng do năng lượng nhiệt. Ở một dạng khác, nhiễu nhiệt bắt nguồn từ sự thay đổi nhiệt độ của môi trường làm việc. Ngoài ra, nhiễu điện tử của mạch sensor nói chung bao gồm cả nhiễu nhiệt và các nhiễu khác từ mạch điện như nhiễu xung ngắn, hay nhiễu nhấp nháy (flicker). Bằng thực nghiệm, các nhiễu này có thể giảm thiểu bằng nhiều phương pháp chứ không thể loại trừ hoàn toàn.
162