Khóa luận tốt nghiệp: Ứng dụng cảm biến từ điện trở đo từ trường trái đất

Đề tài "Ứng dụng cảm biến từ điện trở đo từ trường trái đất" nghiên cứu nhằm 3 mục tiêu: Tìm hiểu từ trường trái đất; khảo sát các tính chất từ điện trở của cảm biến; khảo sát ứng dụng của cảm biến đo góc của từ trường trái đất. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khóa luận tốt nghiệp: Ứng dụng cảm biến từ điện trở đo từ trường trái đất TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ ===o0o=== TRẦN THỊ CHI ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TỪ ĐIỆN TRỞ ĐO TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT Chuyên ngành: Vật lý chất rắn KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo trong khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã dạy dỗ chỉ bảo và truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường cũng như trong quá trình thực hiện khóa luận này. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Lê Khắc Quynh đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Là một sinh viên lần đầu tiên nghiên cứu khoa học nên khóa luận của em không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các thầy cô và bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Khóa luận được thực hiện bởi sự hỗ trợ của đề tài Khoa học Công nghệ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, mã số C.2017-18-01. Hà Nội, ngày 15 tháng 04 năm 2017 Sinh viên Trần Thị Chi LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan những kết quả nghiên cứu khoa học trong khóa luận là hoàn toàn trung thực và chưa từng công bố ở bất kì nơi nào khác. Hà Nội, ngày 15 tháng 04 năm 2017 Sinh viên Trần Thị Chi MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................... 3 1.1. Từ trường trái đất .......................................................................................... 3 1.1.1. Nguồn gốc của từ trường ..........................................................................3 1.1.2. Vai trò của từ trường trái đất....................................................................4 1.1.3. Các đặc trưng của từ trường.....................................................................5 1.2. Các loại cảm biến đo từ trường phổ biến..................................................... 9 1.2.1. Cảm biến flux-gate ....................................................................................9 1.2.2. Cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall ...........................................................11 1.2.3. Cảm biến dựa trên hiệu ứng từ - điện .....................................................12 1.3. Cảm biến dựa trên hiệu ứng từ – điện trở ................................................. 13 1.3.1. Cảm biến từ trở khổng lồ ........................................................................13 1.3.2. Cảm biến dựa trên hiệu ứng từ điện trở dị hướng ..................................15 1.4. Kết luận chương 1 ........................................................................................ 19 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ..................................... 20 2.1. Chế tạo màng mỏng bằng phương pháp phún xạ ca-tốt .......................... 20 2.1.1. Thiết bị phún xạ ATC-2000FC ................................................................ 20 2.1.2. Quy trình chế tạo mẫu màng mỏng .........................................................21 2.2. Phương pháp thực nghiệm chế tạo linh kiện ............................................. 22 2.2.1. Quy trình chế tạo linh kiện ......................................................................22 2.2.2. Thiết bị quang khắc MJB4 ......................................................................23 2.3. Khảo sát tính chất từ điện trở của linh kiện .............................................. 24 2.4. Kết luận chương 2 ........................................................................................ 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 26 3.1. Kết quả khảo sát tính chất từ điện trở của cảm biến................................ 26 3.2. Sự phụ thuộc thế ra của cảm biến vào dòng điện một chiều.................... 28 3.3. Khảo sát đáp ứng góc của cảm biến với từ trường trái đất ..................... 30 3.4. Kết luận chương 3 ........................................................................................ 32 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 34 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hình ảnh từ trường trái đất............................................................. 4 Hình 1.2: Biểu đồ các đường đẳng từ của từ trường trái đất ......................... 6 Hình 1.3: Biểu đồ đường đẳng thiên .............................................................. 7 Hình 1.4: Biểu đồ đường đẳng khuynh .......................................................... 7 Hình 1.5: Cách xác định vecto từ trường trái đất ........................................... 8 Hình 1.6: Sơ đồ cấu tạo của cảm biến flux-gate ............................................ 10 Hình 1.7: (a) Sơ đồ nghiên cứu hoạt động của cảm biến Hall và (b) Cảm biến Hall đo dòng điện ............................................................................ 11 Hình 1.8: Sơ đồ minh họa vật liệu multiferoics kiểu từ giảo/áp điện và nguyên lý hiệu ứng điện từ thuận ......... ...