Nghiên cứu phát triển cảm biến không dây LC phát hiện độ dẫn của dung dịch

ĐẠI HỌC
ĐẠI HỌC QUỐC
GIA QUỐC
HÀ NỘIGIA HÀ NỘI
TRƯỜNG
ĐẠI HỌC
CÔNG NGHỆ
TRƯỜNG ĐẠI
HỌC CÔNG
NGHỆ

HOÀNG BẢO ANH
HOÀNG
NGHIÊN
CỨU BẢO
PHÁTANH
TRIỂN CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
LC PHÁT
HIỆN
DẪNKHÔNG
CỦA DUNG
NGHIÊN CỨU PHÁT
TRIỂN
CẢMĐỘ
BIẾN
DÂY DỊCH
LC PHÁT HIỆN ĐỘ DẪN CỦA DUNG DỊCH
Ngành

: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử,
Truyền

Ngành
: Công nghệ
Kỹ thông
thuật Điện tử,
Chuyên ngành
: Kỹ thuật Điện tử
Truyền thông
Mã ngành
: 60520203
Chuyên
: Kỹ thuật Điện
tử
ngành
Mã ngành

: 60520203

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- TRUYỀN THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- TRUYỀN THÔNG

Giáo viên hướng dẫn: TS. Bùi Thanh Tùng

Giáo viên hướng dẫn: TS. Bùi Thanh Tùng

HÀ NỘI - 2019
HÀ NỘI - 2019

Lời cảm ơn
Trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn em đã nhận được sự
giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông,
Trường Đại Học Công Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội. Trước hết, em muốn
bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn của mình, Tiến sĩ Bùi
Thanh Tùng, Khoa Điện tử Viễn thông, Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia
Hà Nội đã hướng dẫn trong quá trình nghiên cứu của em. Thầy đã luôn theo sát
em trong quá trình làm luận văn, sự hỗ trợ, chỉ bảo của thầy đã đã giúp cho em
có thể củng cố lại kiến thức, phát triển và hoàn thành nội dung đề tài này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Chử Đức Trình, Khoa Điện tử
Viễn thông, Đại học Công Nghệ đã giúp đỡ và đưa ra những đánh giá có giá trị
cho em. Bên cạnh đó, em xin được gửi lời cám ơn đến Nghiên cứu sinh Đỗ
Quang Lộc, Bộ môn Vật lý lý vô tuyến - Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học
Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã hỗ trợ em rất nhiều trong quá trình
nghiên cứu, anh đã chỉ bảo và chia sẻ cho em rất nhiều kiến thức cần thiết để có
thể hoàn thành luận văn này. Tiếp đến, em muốn gửi lời cám ơn đến Tiến sĩ Đỗ
Trung Kiên, Tiến sĩ Phạm Văn Thành Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học
Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã hỗ trợ em rất nhiều và giúp em có cơ
hội được thực hiện nghiên cứu phòng thí nghiệm của bộ môn.
Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả quý Thầy/Cô đã và đang
giảng dạy tại Khoa Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ đã
giúp em có được những kiến thức cơ bản để thực hiện luận văn này.
Cuối cùng, em muốn gửi lời biết ơn sâu sắc nhất của mình dành cho gia
đình và những người bạn của mình vì sự hỗ trợ tinh thần của họ trong suốt quá
trình làm luận văn. Trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu
sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy cô và
các bạn học để có thể tiếp tục phát triển và hoàn thiện đề tài này.
Em xin chân thành cám ơn.

Hà Nội, tháng 6, 2019

Hoàng Bảo Anh
1


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu phát triển cảm biến không dây LC
phát hiện độ dẫn của dung dịch” do TS. Bùi Thanh Tùng hướng dẫn là công
trình nghiên cứu của tôi được thực hiện dựa trên cơ dở nghiên cứu lý thuyết,
thực nghiệm, không sao chép các tài liệu hay công trình của người nào khác.
Tất cả những tài liệu tham khảo phục vụ cho luận án này đều được nêu
nguồn gốc rõ ràng trong danh mục tài liệu tham khảo và không có việc sao chép
tài liệu hoặc đề tài khác mà không ghi rõ về tài liệu tham khảo.

Hà Nội, tháng 5, 2019
Người cam đoan

Hoàng Bảo Anh

2


MỤC LỤC

Lời cảm ơn.................................................................................................i
Lời cam đoan.............................................................................................ii
MỤC LỤC.................................................................................................1
Danh mục hình vẽ......................................................................................3
Danh mục bảng biểu..................................................................................5

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt.......................................................6
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG......................................................8
1.1. Độ dẫn điện của các dung dịch điện ly........................................8
1.2. Các phương pháp đo độ dẫn điện của dung dịch.......................10
1.3. Hệ thống cảm biến độ dẫn điện dung không tiếp xúc...............12
1.4. Cảm biến không dây thụ động LC.............................................15
1.5. Mục tiêu của đề tài....................................................................18
CHƯƠNG 2. MÔ PHỎNG...................................................................20
2.1. Nguyên lý hoạt động của cấu trúc C4D.....................................20
2.2. Cấu trúc cảm biến thụ động LC.................................................22
2.3. Cấu trúc cảm biến C4D tích hợp phương pháp cảm biến thụ động
LC 27
2.4. Thiết kế cảm biến......................................................................28
2.5. Tính toán và mô phỏng..............................................................29
CHƯƠNG 3. THIẾT LẬP HỆ ĐO TRÊN THỰC TẾ..........................33
3.1. Chuẩn bị mẫu.............................................................................33
3.2. Thiết kế thí nghiệm....................................................................34
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................36
4.1. Kết quả mô phỏng.....................................................................36
4.2. Kết quả thực nghiệm.................................................................37
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN.....................................................................39
1


DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN VĂN...................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................41

Danh mục hình v

2


Hình 1.1. (a) Cấu trúc cảm biến đo độ dẫn điện tiếp xúc, (b) Cấu trúc cảm
biến đo độ dẫn không tiếp xúc....................................................................12
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý của máy dò độ dẫn không tiếp xúc tần số cao do
Gas nghiên cứu............................................................................................12
Hình 1.3. Sơ đồ của cấu trúc điện dung lớp kép phát hiện độ dẫn trong
nghiên cứu của Silva...................................................................................13
Hình 1.4. Cấu trúc máy dò trên vi mạch điện di trong nghiên cứu phân tách
và phát hiện axit amin của Tanyanyiwa......................................................14
Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống cảm biến LC.......................................................16
Hình 1.6. Thiết kế cảm biến trong nghiên cứu của Sanmin Shen và các
cộng sự........................................................................................................17
Hình 1.7. Nguyên lý làm việc của hệ thống cảm biến PC4D......................18
Hình 2.1. Cấu trúc của cảm biến đo độ dẫn không tiếp xúc C 4 D với hai
điện cực ngăn cách với dung dịch cần đo...................................................20
Hình 2.2. Một số ví dụ về thiết kế cấu trúc C 4 D phổ biến chủ yếu cho
đo đạc và phát hiện vật thể . (a) điện cực hình ống; (b) các điện cực bán
ống được đặt trong chuỗi hoặc đối diện nhau; (c) điện cực phẳng;............21
Hình 2.3. (a) Mạch điện tương đương của cấu trúc; (b) Mạch tương đương
đơn giản.......................................................................................................22
Hình 2.4. (a) Sơ đồ của hệ thống cảm biến LC; (b) Mạch tương đương của
hệ thống cảm biến LC.................................................................................23
Hình 2.5. Cấu trúc mô hình của hai loại tụ điện thường gặp. (a) Mô hình tụ
điện song song; (b) Mô hình tụ điện có cấu trúc răng lược.........................24
Hình 2.6. Cấu trúc cuộn cảm phẳng hình xoắn ốc và cuộn cảm điện từ.....24
Hình 2.7. (a) Mạch sơ đồ của cảm biến không dây thụ động LC; (b) Mạch
tương đương của mạch điện phát hiện kết hợp với cấu trúc C4D...............27
Hình 2.8. Cảm biến thụ động LC đề xuất để phát hiện bọt khí trong dòng

chất lỏng......................................................................................................29
Hình 2.9. Giao diện của phần mềm COMSOL Multiphysics.....................30
Hình 2.10. Mô phỏng cảm biến...................................................................32
3


Hình 3.1. Cảm biến không dây LC được chế tạo........................................33
Hình 3.2. Thiết lập hệ đo: (a) Thiết lập sơ đồ khối; (b) Thiết lập thử nghiệm
.....................................................................................................................35
Hình 4.1. Kết quả mô phỏng sự phụ thuộc của hệ số phản xạ S11 vào tần số
trong trường hợp kênh chứa đầy các môi trường chất lỏng khác nhau.......36
Hình 4.2. Sự phụ thuộc của hệ số phản xạ S11 với môi trường trong kênh
dẫn...............................................................................................................37
Hình 4.3. Tần số cộng hưởng thay đổi theo tính toán mô phỏng và đo đạc
thực nghiệm khi dòng chảy trong kênh là dung dịch NaCl với nồng độ thay
đổi từ 1 mM đến 1 M..................................................................................38

4


Danh mục bảng biểu
Bảng 1. Mối quan hệ giữa các đại lượng đo lường...................................8
Bảng 2. Các tham số hình học của cấu trúc PC4D để mô phỏng............30
Bảng 3. Tham số vật liệu cho mô phỏng.................................................31

5


Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Ký

hiệu

Ý nghĩa

C4D

Capacitively Coupled
Contactless
Conductivity Detector

Hệ thống cảm biến đo độ
dẫn không tiếp xúc điện
dung

PC4D

Passive capacitively
coupled contactless
conductivity detection

Hệ thống cảm biến đo độ
dẫn không tiếp xúc điện
dung thụ động

Capillary
electrophoresis

Điện di mao quản

CE

6


Tóm tắt luận văn
Độ dẫn điện là một trong những tham số vật lý quan trọng của dung dịch
điện giải. Việc phát hiện dòng chảy dung dịch và đo độ dẫn chất lỏng cho cả
kênh dung dịch dẫn điện và không dẫn điện là rất quan trọng và có thể được tìm
thấy trong nhiều nghiên cứu và ứng dụng công nghiệp. Một số phương pháp cơ
bản đã được nghiên cứu và phát triển để phát hiện dòng chảy chất lỏng như
quang học, siêu âm, cảm biến điện dựa trên cả cơ chế tiếp xúc và tiếp xúc. Trong
kỹ thuật phát hiện độ dẫn truyền thống, các điện cực phát hiện trực tiếp tiếp xúc
với dung dịch chất lỏng hoặc dung dịch điện giải. Do đó, kỹ thuật thông thường
này bị hạn chế bởi một số nhược điểm như hiệu ứng phân cực, sự xói mòn điện
hóa và sự thoái hóa theo thời gian của điện cực, vv. Để tránh các vấn đề gặp phải
trong kỹ thuật đo độ dẫn bằng phương pháp điện cực tiếp xúc trực tiếp, gần đây,
các cấu trúc cảm biến điện dung không tiếp xúc được đề xuất và phát triển. Kỹ
thuật này cung cấp một giải pháp hiệu quả trong việc chế tạo và đo lường độ dẫn
dung dịch trong các hệ thống lỏng. Luận văn này đề xuất hệ thống đo độ dẫn
dung dịch không tiếp xúc đơn giản dựa trên nguyên lý hoạt động của cảm biến
không dây LC cùng với sự thay đổi của giá trị điện dung tụ cảm biến trong các
môi trường khác nhau dẫn đến sự thay đổi tần số cộng hưởng của khung cộng
hưởng LC. Cảm biến có thể phát hiện sự thay đổi độ dẫn của dung dịch trong
kênh dẫn, từ đó có thể ứng dụng trực tiếp vào các chip sinh học để phát hiện các
dòng chảy, vật thể cũng như tế bào sống trong xét nghiệm hoặc điều trị bệnh.
Trong khuôn khổ luận văn này, kỹ thuật cảm biến không dây thụ động
LC đã được sử dụng để đề xuất một hệ thống C4D mới cung cấp một số ưu điểm
so với kỹ thuật C4D thông thường. Việc phát hiện độ dẫn điện không tiếp xúc
thụ động (PC4D) tạo điều kiện trong việc tích hợp với chip vi lỏng ứng dụng
trong các kit dùng một lần sử dụng trong phân tích sinh học và hóa học. Trong

cấu trúc đề xuất, hai điện cực cảm biến được sử dụng kết hợp với cuộn cảm
xoắn ốc để tạo ra một cảm biến thụ động LC để phát hiện dòng chảy lỏng cũng
như độ dẫn điện của dung dịch và đối tượng lạ trong dòng chảy chất lỏng. Sự
hiện diện của một vật thể, cũng như sự thay đổi về độ dẫn điện của chất lỏng,
gây ra sự thay đổi điện dung của tụ điện cảm biến. Sự thay đổi này dẫn đến một
sự thay đổi tần số cộng hưởng của khung cộng hưởng LC. Sự thay đổi tần số
cộng hưởng này có thể được phân tích và phát hiện bằng cách sử dụng thiết bị
phân tích mạng (Network Analyzer).

7


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1.

Độ dẫn điện của các dung dịch điện ly

Độ dẫn điện là thông số vật lý cơ bản của dung dịch điện giải. Độ dẫn
điện của dung dịch chất điện li phụ thuộc vào nồng độ và số lượng ion có mặt
trong dung dịch. Phép đo độ dẫn điện của chất lỏng là xác định khả năng môi
trường chất lỏng cho phép sự di chuyển của các hạt tích điện qua nó khi có điện
trường ngoài đặt vào. Sự di chuyển này tạo thành dòng điện. Tóm lại, độ dẫn
điện được xác định bởi nồng độ các ion có trong dung dịch, cũng như tốc độ di
chuyển của chúng trong dung dịch.
Độ dẫn điện đã được đo trên thực tế từ rất nhiều năm nay và là một
thông số phân tích quan trọng. Độ dẫn điện C là khả năng dẫn điện của mọi vật
dẫn, là đại lượng nghịch đảo của giá trị điện trở R. Với một vật dẫn có tiết diện
không đổi, ta có điện trở R bằng:
(

l
1)
R= ρ
S

Trong đó ρ là điện trở suất; l là chiều dài và S là tiết diện của vật dẫn.
(
2)

1 S
C= ∙
ρ l

Đơn vị cơ bản của độ dẫn điện là siemen (hay mho). Mho là viết nghịch
đảo của Ohm (đơn vị của điện trở)
Đại lượng  =

1
ρ

được gọi là độ dẫn điện riêng, đơn vị -1cm-1 hoặc

S/cm.
Bảng 1 thể hiện mối liên hệ giữa các đại lượng đo lường.
Bảng 1. Mối quan hệ giữa các đại lượng đo lường
Đại lượng đo
lường

Đơn vị

Điện trở R

Ohm ()

Điện trở suất 

m

Độ dẫn điện C

Siemens, mho (-1)
8


Siemens/m,
mho/m

Độ dẫn điện riêng 

Ngày nay, việc đo độ dẫn điện của các chất điện ly có vai trò rất quan
trọng trong hóa học phân tích, công nghiệp chế biến, thực phẩm, phân tích và
kiểm soát chất lượng nước [1], [2]. Việc xác định hàm lượng các chất có trong
dung dịch có rất nhiều ứng dụng trong đời sống.

a. Ứng dụng trong kiểm tra nước tự nhiên, nuôi trồng thủy sản và môi
trường.
Trong nước tự nhiên, độ dẫn chủ yếu được sử dụng để ước tính nồng độ
muối hòa tan trong nước, có thể cung cấp hiểu biết sâu sắc về các quá trình ảnh
hưởng đến nước. Ví dụ, trong nước sông, độ dẫn và tổng chất rắn hòa tan trong
nước (Total dissolved solids - TDS) của nước có thể tăng vào mùa hè khi lượng

bốc hơi cao và giảm khi nước bị pha loãng bởi mưa tuyết hoặc mưa lớn. Ở các
vùng ven biển, độ dẫn của nước có thể thay đổi khi trộn với nước muối và độ
dẫn của nước có thể tăng khi bị nhiễm muối đường ở những vùng có khí hậu
mát mẻ. Đối với tài nguyên nước như ở sông, hồ, nguồn nước ngầm, độ dẫn điện
có thể cho biết nước có quá mặn không thể uống được hoặc sử dụng được cho
tưới tiêu hoặc sử dụng công nghiệp. Ở những nơi có khả năng nước bị ô nhiễm,
dựa vào sự theo dõi sự thay đổi độ dẫn có thể chỉ ra sự nhiễm bẩn từ sự cố tràn
hoặc rò rỉ. Trong hệ sinh thái và nuôi trồng thủy sản, thực vật và động vật thủy
sinh có thể chịu được những độ mặn nhất định. Do đó, độ dẫn điện của các vùng
nước như ao có thể được theo dõi để cảnh báo nếu độ mặn có nguy cơ vượt quá
phạm vi có thể chịu được đối với một số loài cá. Độ dẫn điện cũng có thể được
sử dụng để theo dõi hiệu quả của quá trình khử muối, đây là một quá trình xử lý
nước khác loại bỏ muối để làm cho nước có thể uống được hoặc sử dụng được
cho các quy trình công nghiệp.
b. Ứng dụng nông nghiệp và thủy canh
9


Độ dẫn điện cũng có thể được sử dụng để theo dõi nồng độ dinh dưỡng
trong phân bón lỏng. Kiểm tra nhanh độ dẫn điện của phân bón lỏng có thể giảm
các sai lầm như trộn không đúng cách bảo vệ cây trồng khỏi việc bón phân quá
mức lãng phí hoặc bón phân không đầy đủ. Tương tự như ứng dụng phân bón,
độ dẫn điện được sử dụng trong thủy canh để theo dõi nồng độ của các dung
dịch dinh dưỡng. Nếu độ dẫn điện quá cao, cho thấy nồng độ dinh dưỡng ở mức
độc hại, thực vật có thể bị tổn hại hoặc chết. Độ dẫn thấp có thể chỉ ra việc cung
cấp chất dinh dưỡng không đầy đủ. Giám sát độ dẫn điện có thể được sử dụng
như một phần của hệ thống cung cấp dinh dưỡng tự động. Ngoài việc theo dõi
việc cung cấp chất dinh dưỡng, các phép đo độ dẫn có thể được sử dụng để đảm
bảo rằng nồng độ muối nằm trong phạm vi dung nạp của cây.
c. Ứng dụng trong làm sạch.

Trong dược phẩm, thực phẩm và các ngành công nghiệp nước giải khát,
đường ống và tàu được định kỳ làm sạch và khử trùng trong một quy trình gọi là
nơi sạch (CIP). Sau một quá trình đóng chai, các bể chứa và đường ống được
làm sạch hoàn toàn và sau đó quá trình súc rửa tiếp theo loại bỏ hoàn toàn các
chất làm sạch trước đó. Phép đo độ dẫn dùng để theo dõi, kiểm tra nồng độ và
các quá trình làm sạch đó.
d. Ứng dụng trong y học và chế tạo dược phẩm.
Nhiều xét nghiệm y tế liên quan đến việc đo độ dẫn trong máu của bệnh
nhân, việc phân tích máu giúp phát hiện những chỉ số bất thường trong máu ( ví
dụ axit amnin, protein và urê,... ). Điều này giúp các bác sĩ sớm phát hiện được
người bệnh và có thể điều trị kịp thời. Ngoài ra, phép đo độ dẫn cũng giúp ta xác
định được hàm lượng các chất có trong dung dịch thuốc giúp ta kiểm soát và
đánh giá được chất lượng dung dịch trong pha chế hóa chất.
1.2.

Các phương pháp đo độ dẫn điện của dung dịch

Trong kỹ thuật đo độ dẫn truyền thống (phát hiện độ dẫn tiếp xúc), các
điện cực tiếp xúc trực tiếp với dung dịch chất lỏng. Trong kỹ thuật này, bộ thiết
bị đo được kết nối vơi các điện cực cảm biến được nhúng ngập trong dung dịch.
Kĩ thuật này đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều năm [3]. Ban đầu do kích
thước của các điện cực cảm biến lớn nên kĩ thuật này còn nhiều hạn chế trong
các ứng dụng công nghiệp [4] nhưng sau đó đã phát triển tạo ra những điện cực
có bề mặt diện tích điện cực nhỏ hơn, cho phép nó được sử dụng trong các ứng
dụng phòng thí nghiệm. Tuy nhiên việc tiếp xúc trực tiếp giữa các điện cực kim
loại và dung dịch điện giải có thể dẫn tới việc dễ bị đóng bám trên điện cực và
10


gây ra một số tác động tiêu cực như hiện tượng phân cực, xói mòn điện hóa [4],

[5], [6]. Những hiện tượng này đều ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo và có thể
làm nhiễm bẩn bề mặt điện cực kim loại trong dung dịch. Do đó, việc thực hiện
đo độ dẫn bằng phương pháp truyền thống như trên gặp phải nhiều hạn chế và
khó khăn trong việc áp dụng thực tế.
Một phương pháp khác để đo độ dẫn điện là phương pháp đo độ dẫn điện
bằng dòng điện cảm ứng (không điện cực), sử dụng các đầu đo bằng kỹ thuật
cảm ứng từ. Các đầu đo độ dẫn cảm ứng hoạt động dựa vào cảm ứng một dòng
điện trong vòng lặp khép kín của dung dịch và đo độ lớn của dòng điện này để
xác định độ dẫn điện của dung dịch đó. Loại đầu đo cảm ứng từ này loại trừ
được các vấn đề hay gặp phải khi sử dụng với điện cực đo truyền thống, kiểu
điện cực sử dụng điện cực bằng than chì hay kim loại để đo tiếp xúc với dung
dịch.
Chính bởi những hạn chế của các phương pháp đo độ dẫn trên dẫn đến
việc phải tìm ra một phương pháp đo độ dẫn mà các điện cực không tiếp xúc với
dung dịch điện giải. Một số nghiên cứu đã đề xuất cấu trúc cảm biến không tiếp
xúc ứng dụng trong phát hiện độ dẫn dung dịch và phát hiện dòng chảy lỏng dựa
trên nguyên lý cảm biến điện dung. Cấu trúc cảm biến cặp điện dung không tiếp
xúc phát hiện độ dẫn (Capacitively coupled contactless conductivity detection –
C4D) cho đến nay đã được nghiên cứu, phát triển và cải tiến để khắc phục các
hạn chế của cấu trúc truyền thống để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau,
kỹ thuật này là một lựa chọn tối ưu cho việc thiết lập chế tạo và đo lường đơn
giản, cũng như khả năng thu nhỏ của nó [1], [7]–[9].
Hình 1.1 biểu diễn cấu trúc của cảm biến đo độ dẫn tiếp
xúc và cảm biến đo độ dẫn không tiếp xúc. Khi sử dụng kỹ
thuật cảm biến đo độ dẫn tiếp xúc, ta nhúng hai điện cực vào
dung dịch cần đo và sử dụng dòng điện một chiều được áp vào
điện cực, các ion trong dung dịch di chuyển qua lại giữa các
điện cực, tạo ra một dòng điện được đo và chuyển đổi thành
phép đo độ dẫn điện. Đối với kỹ thuật cảm biến không tiếp xúc,
hai điện cực được đặt ngoài dung dịch và được áp nguồn điện

xoay chiều vào điện cực thứ nhất, tại điện cực thứ hai, tín hiệu
đo được ở dạng cường độ dòng điện (I). Theo đó, dòng điện thu
được tại điện cực thứ 2 sẽ phụ thuộc vào độ lớn của điện thế V
và tần số f.
11


Hình 1.1. (a) Cấu trúc cảm biến đo độ dẫn điện tiếp xúc, (b) Cấu trúc cảm biến
đo độ dẫn không tiếp xúc.
1.3.

Hệ thống cảm biến độ dẫn điện dung không tiếp xúc (Capacitively
coupled contactless conductivity detection - C4D)

Vào năm 1928, H. Zahn chỉ ra rằng phép đo độ dẫn có thể được thực
hiện mà không cần có sự tiếp xúc của các điện cực với dung dịch cần đo [10].
Năm 1980 những ý tưởng đầu tiên về kỹ thuật phát hiện độ dẫn không tiếp xúc
đã được Gas và các cộng sự đề xuất và trở thành tiền đề cho những nghiên cứu
sau này [11]. Thiết bị được tạo thành bởi bốn điện cực đặt vào thành ngoài của
một ống khoang hẹp. Tín hiệu tần số cao do máy phát tạo ra sẽ được dẫn đến và
phát ra các điện cực E1 và E2. Tín hiệu được chọn bởi các điện cực E3 và E4 được
khuếch đại bởi máy thu. Hình 1.2. chỉ ra sơ đồ nguyên lý của máy dò độ dẫn
không tiếp xúc tần số cao của Gas với ký hiệu 1: máy phát điện; 2: tế bào điện
dung; 3: máy thu; 4: máy ghi kết quả.

Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý của máy dò độ dẫn không tiếp xúc tần số cao do Gas
nghiên cứu.
Bên cạnh những nghiên cứu của Gas, Zemann và các cộng sự và da Silva
và các cộng sự đã phát triển và đề xuất độc lập những phương pháp phát hiện độ
dẫn điện không tiếp xúc trong điện di mao quản ( Capillary electrophoresis –

CE ) với thiết kế hai điện cực đồng trục vào năm 1998 và thiết kế này vẫn được
dùng cho đến hiện nay [12],[13]. Phương pháp điện di mao quản hiện đại sử
dụng điện trường sinh ra bởi một nguồn thế cao áp tại đầu bơm mẫu, làm cho
12


các chất tích điện (trong nền dung dịch điện ly) di chuyển với tốc độ khác nhau
và tách ra khỏi nhau. Zemann và Silva mô tả ứng dụng của hệ thống phát hiện
độ dẫn sử dụng điện dung lớp kép hoạt động trên cơ sở không tiếp xúc để phát
hiện cation và anion các hợp chất sau khi tách điện di mao quản. Hình 1.3 thể
hiện sơ đồ của cấu trúc điện dung lớp kép phát hiện độ dẫn trong nghiên cứu của
Silva.

Hình 1.3. Sơ đồ của cấu trúc điện dung lớp kép phát hiện độ dẫn trong nghiên
cứu của Silva.
Báo cáo đầu tiên về C4D trên các hệ thống vi lỏng được xuất bản năm
2001, bởi Guijt và các cộng sự [10]. Việc sử dụng kỹ thuật phát hiện độ dẫn
không tiếp xúc mang lại một số lợi thế so với các phương pháp tiếp xúc thông
thường. Cấu trúc này đã tránh được các vấn đề thường thấy khi sử dụng kỹ thuật
tiếp xúc bao gồm sự đóng bám trên bề mặt điện cực, sự phân cực và nhiễu điện
do điện trường được áp dụng trong các hệ thống điện di.
Một số nghiên cứu liên quan đến việc ứng dụng cấu trúc cảm biến C4D
trong các kênh lỏng với kích thước milimet và micromet đã được thực hiện và
cải tiến trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu, bao gồm: phát hiện pha dầu và khí
trong dòng chảy chất lỏng [14], [15]; mẫu sinh học [16], [17], đo độ dẫn điện
trong các mao mạch và hệ thống vi lỏng [18], [19] và trong các ứng dụng
phân tích thực phẩm [20] và dược phẩm.
Trong các ứng dụng trong sinh học, kỹ thuật cảm biến điện dung không
tiếp xúc đã được ứng dụng để xác định độ phân hóa loài sinh hóa bao gồm axit
amin, protein, peptit, DNA,…. Tanyanyiwa và các cộng sự đã nghiên cứu cho

thấy sự phân tách và phát hiện axit amin trên vi mạch điện di (microchip
electrophoresis - MCE) bằng cách sử dụng C4D [16],[17]. Hình 1.4 biểu diễn
13


cấu trúc máy dò trên vi mạch điện di trong nghiên cứu phân tách và phát hiện
axit amin của Tanyanyiwa.

Hình 1.4. Cấu trúc máy dò trên vi mạch điện di trong nghiên cứu phân tách và
phát hiện axit amin của Tanyanyiwa
Kỹ thuật này cũng được sử dụng rất nhiều trong phân tích thực phẩm.
Năm 2005, P. Kuban và các cộng sự đã thực hiện phân tích định lượng các ion
vô cơ và hữu cơ có trong đồ uống có cồn ( bia, rượu,..) và các loại đồ uống
không cồn ( nước uống, nước ép trái cây và sữa ) trên nền tảng vi mạch điện di
sử dụng kỹ thuật cảm biến điện dung không tiếp xúc [20]. Cũng cùng năm đó,
nhóm nghiên cứu của Wai Siang Law đã có báo cáo về ứng dụng mạch điện di
microchip electrophoresis (MCE) với C4D để phân tách và xác định các chất
phụ gia thực phẩm ( chất tạo ngọt, chất bảo quản thực phẩm,…) có trong nước
ngọt và viên vitamin C. Việc phân tách được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh giá
trị pH, sử dụng kỹ thuật MCD-C4D đã giảm đáng kể thời gian phan tích mà vẫn
không làm giảm độ nhạy. Ngoài ra, kỹ thuật C4D cũng có những đóng góp to
lớn trong lĩnh vực nghiên cứu hóa học phân tích để phát hiện các nồng độ ion cơ
bản như Cl-, NO3-, NO2- , NH4+, Na+, Ca2+, phân tích một số anion hữu cơ.
Phương pháp C4D đã và đang phát triển để phát hiện những tạp chất có trong
nước, tìm ra dầu trong nước, trở thành một phương pháp hữu ích trong ngành
công nghiệp dầu khí.
Mặc dù được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, cấu trúc C4D
truyền thống vẫn gặp phải một số hạn chế kỹ thuật, nhiều phiên bản cải tiến cấu
trúc C4D truyền thống để khắc phục các hạn chế đã được nghiên cứu, phát triển
như việc sử dụng lồng nối đất hoặc hiệu ứng cộng hưởng song song để giảm

14


thiểu điện dung ký sinh, sử dụng phương pháp vi sai để loại trừ nhiễu đồng pha
hoặc sử dụng phương pháp cộng hưởng để đo độ dẫn của dung dịch trong kênh
lỏng [5], [6], [21]–[27].
1.4.

Cảm biến không dây thụ động LC

Cảm biến thụ động thường được chế tạo từ các cấu trúc cảm biến có các
thông số trở kháng nhạy với các đại lượng cần đo. Các thông số đặc trưng của
cảm biến thụ động là R, L, C. Giá trị của trở kháng phụ thuộc vào tính chất điện,
kích thước hình học của vật liệu chế tạo (như điện trở suất, hằng số điện môi, độ
từ thẩm). Các tác động của đại lượng đo có thể ảnh hưởng riêng biệt đến kích
thước hình học hoặc tính chất điện, hoặc đồng thời cả hai. Sự chuyển động của
phần tử chuyển động hoặc phần tử biến dạng của cảm biến hình thành do sự
thay đổi thông số hình học của trở kháng. Với mỗi vị trí khác nhau của phần tử
chuyển động ứng với một giá trị xác định của trở kháng. Trong cảm biến cũng
có những phần tử biến dạng, sự biến dạng của phần tử đó dưới tác động của đại
lượng đo (lực hoặc các đại lượng gây ra lực) gây ra sự thay đổi trở kháng của
cảm biến. Chính vì thế, muốn xác định đại lượng cần đo, ta sẽ xác định trở
kháng của cảm biến. Sự thay đổi tính chất điện của cảm biến phụ thuộc vào bản
chất vật liệu chế tạo trở kháng và các yếu tố tác động khác như: nhiệt độ, độ ẩm,
áp suất, độ chiếu sáng,… Để chế tạo cảm biến, người ta chọn sao cho tính chất
điện của nó chỉ nhạy với một trong những đại lượng vật lý trên và ảnh hưởng
của các đại lượng khác là không đáng kể. Khi đó có thể thiết lập được sự phụ
thuộc giữa giá trị của trở kháng và giá trị đại lượng cần đo.
Kỹ thuật cảm biến không dây thụ động LC là một phương pháp phổ biến
được sử dụng để cảm biến, phát hiện và đo lường. Kỹ thuật này dựa trên nguyên

tắc phát hiện sự thay đổi của tần số cộng hưởng, và được biết đến như là một
phương pháp có độ nhạy cao [28]. Các cảm biến không dây thụ động ( LC
passive wireless sensor ) lần đầu được Collins đề xuất vào đầu năm 1967 [29],
tác giả đã sử dụng một cặp cuộn cảm hình xoắn ốc đồng phẳng tạo ra một cấu
trúc cảm biến áp suất thu nhỏ được cấy vào mắt để đo áp lực nội nhãn. Tuy
nhiên, sự phát triển của cấu trúc cảm biến không dây thụ động LC vẫn chưa thu
hút được nhiều sự chú ý của các nhóm nghiên cứu trên thế giới cho tới những
năm 1990, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống vi cơ điện tử (MEMS),
cấu trúc cảm biến thụ động không dây LC đã được nghiên cứu và tích hợp cho
nhiều ứng dụng cảm biến đo lường khác nhau như đo áp suất, độ ẩm, nhiệt độ,
độ biến dạng, dòng chảy, các phép đo hóa học, v.v. [30]–[36]. Khả năng điều
khiển từ xa là một trong những ưu điểm chính của cảm biến LC này. Thông tin
15


của cảm biến có thể thu được mà không cần kết nối vật lý trực tiếp giữa cảm
biến, bộ ghi dữ liệu và bộ xử lý, do đó cảm biến có thể sử dụng trong các tình
huống khó hoặc không thể kết nối dây. Ưu điểm khác của cảm biến LC là chúng
không yêu cầu kết nối nguồn điện để hoạt động, khối lượng nhỏ, cấu trúc của
cảm biến rất đơn giản nên chi phí sản xuất thấp. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ
của IoT cho các ứng dụng như cảm biến cấy ghép và các thiết bị cảm biến có thể
đeo được, cảm biến không dây thụ động LC đã trở thành một lĩnh vực nghiên
cứu được quan tâm [37]. Hình 1.5 cho thấy một cấu trúc cảm biến LC thông
thường.

Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống cảm biến LC
Cảm biến không dây LC thường được chế tạo từ một cuộn cảm được kết
nối với một tụ điện để tạo thành một mạch cộng hưởng LC có tần số cộng hưởng
thay đổi phụ thuộc vào các thông số. Cảm biến này đã được phát triển cho nhiều
ứng dụng như đo áp suất, độ ẩm, nhiệt độ, độ biến dạng, v.v. Một số ứng dụng

của cảm biến LC đã được các nhóm nghiên cứu thực hiện:
a. Cảm biến LC dùng để đo áp suất: Cảm biến áp suất là một trong
những ứng dụng quan trọng nhất đối với các cảm biến LC và được
chia làm hai loại: cảm biến áp suất cho cấy ghép y sinh và giám sát
công nghiệp, môi trường. Cảm biến không dây để đo áp lực sinh lý là
một lĩnh vực được quan tâm trong hơn nửa thế kỷ qua sau khi công
trình đầu tiên của Mackay và các cộng sự được công bố vào năm
1957. Các hệ thống cảm biến bao gồm mạch LC song song, trong đó
cuộn dây hoặc tụ điện có độ nhạy với áp suất. Vào năm 2013, Girish
Chitnis và Babak Ziaie đã trình bày một thiết kế cảm biến áp suất
không dây dựa trên sự dịch chuyển từ tính trên cuộn dây phẳng.
Trong thiết kế này, từ thông qua cuộn dây thay đổi theo áp suẩp do sự
16


chuyển động của nước từ (ferrofluid) bị bắt trong cảm biến, do đó dẫn
đến sự thay đổi điện cảm. Vì cuộn dây có điện dung kí sinh nên
không cần tụ điện để tạo ra tần số cộng hưởng, do đó tần số tự cộng
hưởng của cuộn cảm là một hàm của áp suất [32].
b. Cảm biến LC dùng để đo nhiệt độ: Việc giám sát hư hỏng các kết cấu
là vô cùng cần thiết cho các cảm biến nhiệt độ trong môi trường có
nhiệt độ cao. Tuy nhiên với các loại cảm biến nhiệt độ thông thường
lại đòi hỏi các kết nối vật lý và nguồn điện dẫn đến nhiều khó khăn
trong lắp đặt. Do đó, các cảm biến LC để đo nhiệt độ được sử dụng
ngày càng nhiều vì cấu trúc không dây thụ động và đơn giản của
mình. Đã có rất nhiều nghiên cứu sử dụng cảm biến này để đo nhiệt
độ. Trong nghiên cứu của mình, Bruno Andò và các cộng sự đã phát
triển của một cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc. Các thiết bị có hình
dạng xếp thành ba tầng uốn cong hình chữ V đã được mô hình hóa, cả
về mặt phân tích và số lượng, và sau đó được thiết kế và chế tạo

thông qua quá trình MetalMUMPs. Cảm biến MEMS đã được thiết kế
sao cho nhiệt độ gây ra sự dịch chuyển của một điện cực dẫn điện về
phía một điện cực cố định. Bằng cách ghép một tụ điện có thể thay
đổi với một cuộn cảm cố định để tạo thành mạch LC cộng hưởng, với
tần số cộng hưởng là một hàm của của giá trị điện dung lần lượt phụ
thuộc vào nhiệt độ được đo, từ đó ta có thể xác định được nhiệt độ
cần đo [34].
c. Cảm biến LC dùng để đo nồng độ khí: Nghiên cứu của Sanmin Shen
và các cộng sự đã đề xuất một cảm biến LC thụ động dựa trên nguyên
lý của mạch cộng hưởng LC để đo nồng độ các loại khí có trong
không khí như NH3, C2H5OH và CH3COCH3. Những vật liệu có độ
nhạy với khí đã được sử dụng để chế tạo. Cảm biến khí hoạt động
bằng cách hấp thụ các phân tử khí, sự thay đổi tần số cộng hưởng của
mạch LC cho ta thấy được sự thay đổi nồng độ của các loại khí. Cảm
biến có độ đặc hiệu tốt nhất với khí NH 3 so với các loại khí còn lại
được sử dụng trong thí nghiệm. [38] Cấu trúc cảm biến được sử dụng
trong nghiên cứu này được biểu diễn trong Hình 1.6.

17


Hình 1.6. Thiết kế cảm biến trong nghiên cứu của Sanmin Shen và các cộng sự
Trong nghiên cứu này, kỹ thuật cảm biến không dây thụ động LC đã
được áp dụng để đề xuất một hệ thống cảm biến độ dẫn điện dung không tiếp
xúc mới (Capacitively coupled contactless conductivity detection C4D), cho
thấy một số lợi thế so với kỹ thuật C4D thông thường. Phát hiện độ dẫn điện
không tiếp xúc kết hợp điện dung thụ động ( Pasive capacitively coupled
contactless conductivity detection PC4D) có thể là lợi thế trong việc tích hợp với
chip dùng một lần được áp dụng trong phân tích sinh học và hóa học. Một cấu
trúc hai điện cực được sử dụng kết hợp với cuộn cảm xoắn ốc để tạo ra cảm biến

thụ động LC nhằm phát hiện sự hiện diện của độ dẫn và vật lạ trong dòng chất
lỏng. Sự hiện diện của một vật thể, cũng như độ dẫn của chất lỏng, gây ra sự
thay đổi điện dung của tụ cảm biến. Sự thay đổi này dẫn đến sự thay đổi tần số
cộng hưởng của bộ cộng hưởng LC, có thể được phát hiện bởi bộ phân tích
mạch. Nguyên lý làm việc của hệ thống PC4D được sử dụng trong nghiên cứu
này được thể hiện trong Hình 1.7. Mạch đọc tín hiệu cấu thành bởi một cuộn
cảm đồng phẳng hình xoắn ốc được ghép với máy phân tích mạng Network
Analyzer và mạch phát hiện là một cuộn cảm đồng phẳng hình xoắn ốc được
ghép nối tiếp với một cấu trúc C4D gồm hai điện cực bằng đồng cuốn quanh
một ống silicone tạo thành một khung cộng hưởng cảm biến LC của mạch phát
hiện.

18


Hình 1.7. Nguyên lý làm việc của hệ thống cảm biến PC4D
1.5.

Mục tiêu của đề tài

Luận văn này trình bày thiết kế, mô phỏng và chế tạo thử nghiệm một hệ
thống cấu trúc cảm biến không dây LC để phát hiện độ dẫn của dung dịch trong
kênh chất lỏng. Hệ thống cảm biến được đề xuất bao gồm một cấu trúc LC gồm
một cuộn cảm xoắn ốc được kết nối với một tụ cảm biến, tạo thành một mạch
LC cộng hưởng. Một số mục tiêu của đề tài như sau:
- Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cảm biến dựa trên công nghệ vi cơ
lỏng cho phép đo độ dẫn của các dung dịch khác nhau.
- Mô phỏng hoạt động của cảm biến để đánh giá kết quả trước khi
thực hiện phép đo thực nghiệm.
- Chế tạo hệ thống cảm biến đề xuất và thực hiện đo phát hiện độ

dẫn dung dịch dựa trên sự thay đổi nồng độ dung dịch NaCl.

19


CHƯƠNG 2. MÔ PHỎNG

1

Nguyên lý hoạt động của cấu trúc C4D

Hệ thống cảm biến độ dẫn điện dung không tiếp xúc (Capacitively
coupled contactless conductivity detection C4D) là cấu trúc được dùng phổ biến
với ưu điểm cấu trúc nhỏ gọn, dễ chế tạo, dùng trong các kỹ thuật xét nghiệm
sinh hóa và môi trường. Cấu trúc này cho phép phát hiện nồng độ/độ dẫn điện
trong kênh dẫn lỏng. Cấu trúc gồm hai điện cực hình ống được đặt nối tiếp đồng
trục bên ngoài kênh dẫn có chứa dung dịch cần đo và cách nhau bởi một khe hẹp
(Hình 2.1).

Hình 2.8. Cấu trúc của cảm biến đo độ dẫn không tiếp xúc C 4 D với hai điện
cực ngăn cách với dung dịch cần đo
Cấu trúc cảm biến này đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu
khác nhau và đã mang lại một một bước ngoặt lớn trong lĩnh vực đo lường và
phát hiện dòng chảy trong các kênh lỏng. Cấu trúc C4D ban đầu được đề xuất
bao gồm hai điện cực được đặt cách nhau bởi một khoảng cách hẹp. Tín hiệu
điện thế xoay chiều được cấp vào một điện cực gọi là điện cực phát. Dựa trên độ
dẫn điện và các tính chất điện khác của dung dịch chảy trong kênh dẫn lỏng, tín
hiệu sẽ được truyền tới điện cực còn lại gọi là điện cực thu. Tín hiệu dòng điện
lấy ra từ điện cực thu sẽ được thu thập, xử lý để xác định các tính chất điện của
dung dịch chảy trong kênh lỏng

Các hệ thống hình ống (Hình 2.2a) là cấu trúc phổ biến trong các ứng
dụng về dòng chảy, chủ yếu sắc ký lỏng và điện di mao dẫn. Các điện cực bán
ống (Hình 2.2b) có thể cũng được sử dụng trong phương pháp này. Cấu trúc
hình học phẳng (Hình 2.2c) là cấu trúc hữu dụng và được sử dùng nhiều trong
các hệ thống vi lỏng, ví dụ, điện di chip hoặc hệ thống phòng vi chip (lab-on-achip) [39].
20


Hình 2.9. Một số ví dụ về thiết kế cấu trúc C 4 D phổ biến chủ yếu cho đo đạc
và phát hiện vật thể . (a) điện cực hình ống; (b) các điện cực bán ống được đặt
trong chuỗi hoặc đối diện nhau; (c) điện cực phẳng;
Trong Hình 2.3a thể hiện mạch điện tương đương của cấu trúc C4D cơ
bản. Một tín hiệu điện thế xoay chiều được đưa tới điện cực phát và tín hiệu lối
ra được ghi nhận ở điện cực thu trước khi đưa vào các mạch xử lý tín hiệu. Hai
điện cực có dạng hình ống tạo với dung dịch bên trong kênh dẫn lỏng hai tụ điện
Cw. Giá trị điện dung của các tụ điện này phụ thuộc vào kích thước của điện cực,
độ dày và hằng số điện môi vật liệu chế tạo thành ống. Hai điện cực này cũng
tạo ra một điện dung ký sinh Cp song song dọc theo kênh lỏng, Cd là điện dung
lớp kép. Phần dung dịch nằm trong kênh lỏng và giữa hai điện cực tạo thành một
cấu trúc điện bao gồm một điện trở dung dịch Rs song song với điện dung dung
dịch Cs. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng với cấu trúc điện dung lớp kép Cd nối
tiếp với các điện dung Cw, giá trị của điện dung lớp kép lớn hơn nhiều so với các
giá trị Cw nên hoàn toàn có thể bỏ qua giá trị của điện dung lớp kép trong cấu
hình nối tiếp [24]. Bên cạnh đó, với cấu trúc điện dung của dung dịch Cs song
song với điện trở dung dịch Rs, giá trị trở kháng của điện dung dung dịch Cs lớn
hơn rất nhiều so với điện trở dung dịch Rs nên giá trị điện dung dung dịch Cs có
thể bỏ qua. Hình 2.3 (b) thể hiện mạch điện tương đương đơn giản của một cấu
trúc C4D cơ bản, với điện dung dung dịch Cs và điện dung lớp kép Cd đã được
bỏ qua. Như vậy, với cấu trúc đơn giản của cảm biến C4D, ta có thể thấy sự phụ
thuộc rõ ràng của trở kháng tương đương của cấu trúc vào độ lớn của giá trị điện

trở dung dịch Rs và việc xác định giá trị điện trở dung dịch này sẽ cho ta thông
tin về độ dẫn của dung dịch đó.
21


Hình 2.10. (a) Mạch điện tương đương của cấu trúc; (b) Mạch tương đương đơn
giản.
Do Rs << Cs , cảm biến chủ yếu hoạt động như một máy dò độ dẫn điện,
các hiệu ứng của điện dung dung dịch có thể được bỏ qua, và Cw1 , Cw2 được đơn
giản hóa thành Cw. Trở kháng từng phần, Z được xác định bởi phương trình sau:
Rs Cw2 2  j    Cw  C p   Rs2Cw2 C p 3
Z cell  R1  jX C 
(3)
2
2
 RsC pCw 2      Cw  C p 
Trong đó R1 và X C là phần thực và phần ảo của trở kháng của một tế bào

là điện trở dung dịch, ω = 2πf, f là tần số đo và j  1 là đơn
vị ảo tương ứng. Như đã chỉ ra, phần ảo của trở kháng tế bào là hàm của cả hai
tham số bao gồm, Cw, Cp và Rs. Tức là khi thay đổi giá trị độ dẫn dung dịch, thì
giá trị trở kháng của mạch tương đương sẽ thay đổi theo.
C4 D ,

1

RS

Cấu trúc cảm biến thụ động LC

Cấu trúc đề xuất của nghiên cứu này là sự kết hợp giữa cấu trúc cảm
biến C4D cơ bản và kỹ thuật cảm biến thụ động LC. Kỹ thuật này dựa trên kỹ
thuật đo sự thay đổi tần số với độ chính xác cao, độ nhạy và dải rộng lớn. Một
cảm biến LC thường được chế tạo từ một cuộn cảm xoắn ốc được kết nối với
một tụ điện cảm biến, tạo thành một mạch cộng hưởng LC. Giá trị của tụ điện sẽ
22