การศึกษาหัววัดสนามแม่เหล็กฮอลล์แบบสองมิติและการประยุกต์ใช้
A study of two dimensions hall Magnetic sensor and its application
Abstract:
วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอถึงการศึกษาสมบัติการตอบสนองของหัววัดฮอลล์แบบสองมิติ และนำมาประยุกต์ใช้สำหรับการวัดค่าความเข้มสนามแม่เหล็กได้อย่างถูกต้อง โดยหัววัดฮอลล์เพลตสองมิติถูกสร้างขึ้นจากกระบวนการทางซิลิกอนเทคโนโลยีด้วยโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อน ซึ่งมีขั้วการตอบสนองฮอลล์เพียงห้าขั้วสำหรับการตอบสนองสนามแม่เหล็กสองทิศทาง และสามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้ง่าย ซึ่งหัววัดที่สร้างขึ้นนี้ถูกนำมาทดสอบการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าฮอลล์กับความเข้มสนามแม่เหล็ก ในแนวตั้งฉากและแนวขนานกับหัววัดฮอลล์ของโครงสร้างที่ 1 โครงสร้างที่ 2 และโครงสร้างที่ 3 ภายใต้ช่วงความเข้มสนามแม่เหล็ก -5,000 ถึง 5,000 เกาซ์ พบว่าความไวในการตอบสนองของหัววัดฮอลล์ในแนวตั้งฉากและแนวขนานของโครงสร้างที่ 1 เป็นเชิงเส้นซึ่งมีค่าประมาณ 0.085μV/G และ 0.030μV/G ตามลำดับ ส่วนความไวในการตอบสนองของหัววัดฮอลล์ในแนวตั้งฉากและแนวขนานของโครงสร้างที่ 2 พบว่ามีความเป็นเชิงเส้นมีค่าประมาณ 0.097μV/G และ 0.015μV/G ตามลำดับ และโครงสร้างที่ 3 พบว่ามีความเป็นเชิงเส้นมีค่าประมาณ 0.137μV/G และ 0.026μV/G ตามลำดับ ซึ่งในกรณีที่ทำการขยายสัญญาณด้วยชุดวงจรขยายสัญญาณแบบอินสตรูเมนต์ โดยมีค่าความไวในการตอบสนองเพิ่มขึ้นหลังผ่านวงจรขยายสัญญาณประมาณ 4,000 เท่า โดยมีค่าความไวในการตอบสนองเท่ากับ 555μV/G ในทิศตั้งฉากกับหัววัดฮอลล์ โดยมีสมการเชิงเส้น คือ y=0.000555x-0.002837 และสำหรับความไวในการตอบสนองภายหลังการผ่านวงจรขยายมีค่าเพิ่มขึ้นประมาณ 21,000 เท่าในแนวขนาน โดยมีค่าความไวในการตอบสนองเท่ากับ 552μV/G และมีความเป็นเชิงเส้นดังสมการ y=0.000552x-0.009653 ซึ่งสามารถวัดความเข้มสนามแม่เหล็กสูงสุดในช่วง -4,000 ถึง 4,000 เกาซ์ หลังจากนั้นนำสมการที่ได้นี้มาใช้ในการคำนวณเพื่อหาค่าความเข้มสนามแม่เหล็กในสองมิติด้วยการใช้โปรแกรมแลบวิว โดยระบบที่พัฒนาขึ้นนี้จะทำการทดสอบความแม่นยำของระบบเปรียบเทียบกับเครื่องมือวัดมาตรฐานที่ความเข้มสนามแม่เหล็กสูงสุด 4,000 เกาซ์ ด้วยวิธีการสอบเทียบแบบ 5 จุด พบว่าค่าเปอร์เซ็นต์ความแม่นยำมีค่าไม่เกิน 1.0200 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีค่า R²=1 ในแนวตั้งฉากกับหัววัด และค่าเปอร์เซ็นต์ความแม่นยำมีค่าไม่เกิน 1.1660 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีค่า R²=0.9997 ในแนวขนานกับหัววัด แสดงให้เห็นถึงค่าความถูกต้องที่พิจารณาจากค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (R²) ดังนั้นแสดงให้เห็นถึงความแม่นยำของระบบวัดค่าความเข้มสนามแม่เหล็กได้ทั้งสองมิติ และสามารถวัดค่าได้อย่างแม่นยำ ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์สร้างเป็นเครื่องมือวัดสนามแม่เหล็กได้
สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง
Email:
Lifelong@kmitl.ac.th
Role:
อาจารย์ผู้ควบคุมวิทยานิพนธ์
Email :
ktwisut@kmitl.ac.th
CallNumber:
วพ. อ395ก 2558
©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง