BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  20,067,602
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Kỹ thuật điện và điện tử

Đỗ Duy Phú, Hoàng Sĩ Hồng, Lê Văn Vinh(1)

Mô phỏng sự ảnh hưởng của đế áp điện đến đặc tính làm việc của cảm biến từ dạng SAW trên cơ sở vật liệu nhạy từ FeNi

Simulating the piezoelectric substrate influence on the characteristics of surface acoustic wave-magnetostriction sensor based on the FeNi magnetic sensitive material

Phát triển Khoa học và Công nghệ: Kỹ thuật và Công nghệ (ĐHQG TP. Hồ Chí Minh)

2022

2

1426-1436

2615-9872

SAW, FEM, Sóng âm bền mặt, Phường pháp các phần tử hữu hạn, Sóng âm bề mặt-từ giảo, Đặc tính cảm biến SAW-MO

SAW, FEM, Surface Acoustic Wave, Finite elements method, Surface Acoustic Wave – Magnetostrictive, The characteristics of SAW-MO sensor

Bài báo mô phỏng sự ảnh hưởng của hai loại đế áp điện đến độ nhạy và khoảng làm việc của cảm biến từ giảo dạng SAW (SAW-MO: Surface Acoustic Wave - Magnetostriction) bằng phương pháp các phần tử hữu hạn (FEM: Finite Elements Method) trên cơ sở sử dụng lớp nhày từ FeNi với đặc tính E-H (Module Young – Cường độ từ trường) đặc trưng. Cấu trúc cảm biến được lựa chọn để nghiên cứu là dạng delay-line: khoảng cách giữa hai bộ điện cực là 5mm, số cặp ngón tay của mỗi bộ điện cực là 25 và khoảng cách- độ rộng giữa các ngón tay đều nhau là 10mm, vật liệu làm điện cực là nhôm. Các đế áp điện được chọn để mô phỏng là LiNbO3 và AlN. Trong đó đế áp điện LiNBO3 là dạng khối với vận tốc sóng bề măt là 3318.1m/s và AlN là dạng màng mỏng với vận tốc sóng bề mặt là 5598.9m/s. Do đó, tính tổng quát được bảo đảm khi đánh giá sự ảnh hưởng của chúng đến đáp ứng của cảm biến từ SAW-MO. Đối với vật liệu nhạy từ, nhóm lựa chọn FeNi với đặc tính E-H được xây dựng bằng thực nghiệm. Trong quá trình mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn, cấu trúc cảm biến được thử nghiệm bằng nhiều bộ số liệu với tổng số phần tử được chia khác nhau. Tuy nhiên kết quả mô phỏng đã hội tụ với số phần tử được chia là 113556. Kết quả mô phỏng chỉ ra với cấu trúc cảm biến từ FeNi/IDT/AlN có độ nhạy cao hơn cấu trúc cảm biến từ FeNi/IDT/LiNbO3 với độ nhạy tương ứng lần lượt là 8.698kHz/Oe và 2.345kHz/Oe. Kết quả mô phỏng còn cho thấy dải đáp ứng của cảm biến từ có cấu trúc FeNi/IDT/AlN là [0 ÷ 109]Oe nhỏ hơn so với cấu trúc FeNi/IDT/LiNbO3 là [0 ÷ 190]Oe.

This paper simulates the influence of two piezoelectric substrate types on the sensitivity and measuring range of surface acoustic wave-magnetostriction (SAW-MO) sensor by the finite elements method (FEM) based on using the FeNi magnetic sensitive layer with E-H chacrateristics (Young's Modulus – Magnetic field intensity). The sensor structure selected for the study is the delay-line: the distance between the two sets of electrodes is 5mm, the number of finger pairs of each electrode set is 25, and the distance-width between the fingers is 10mm regularly, the electrode material is aluminum. The piezoelectric substrates chosen for simulation are LiNbO3 and AlN in which the LiNBO3 piezoelectric substrate is the block form with the surface velocity of 3318.1m/s and the AlN piezoelectric substrate is the thin film with the surface wave velocity of 5598.9m/s. So the generality is ensured when evaluating their influence on the response of SAW-MO sensor. For magnetic sensitive materials, the group selected the FeNi which E-H characteristics was experimentally built. During simulation by finite elements method, the sensor structure is tested with many datasets whose number of divided elements is different. However, the simulation results have converged with the number of divided elements is 113556. The simulation result shows that the sensivity of the FeNi/IDT/AlN structure magnetic sensor is larger than the FeNi/IDT/LiNbO3 structure magnetic sensor with sensitivities of 8.698kHz/Oe and 2.345kHz/Oe, respectively. The result also indicates that the response range of the FeNi/IDT/AlN magnetic sensor is [0 ÷ 109]Oe, which is smaller than the FeNi/IDT/LiNbO3 magnetic sensor is [0 ÷ 190]Oe.

TTKHCNQG, CTv 149

Xem toàn văn