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efecto hall y espectrometro de masa

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by

william guzman

on 19 November 2013

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Transcript of efecto hall y espectrometro de masa

EFECTO HALL Y
ESPECTROMETRO
DE MASA

¿QUE ES UN SENSOR EFECTO HALL?
TIPO DE SENSORES EFECTO HALL
PARTES DEL SENSOR
EFECTO HALL
FORMULACIÓN MATEMÁTICA DEL SENSOR
PÁRAMETROS
DIGITALES
Histéresis magnética
Repetibilidad
Velocidad de respuesta
Corriente máxima de carga
Resolución
Frecuencia de conmutación
Distancia de conmutación
Corriente de fuga
En esta figura se ve el sentido de la tensión obtenida para el caso de un semiconductor, que depende del tipo de portadores de corriente mayoritarios.
La tensión Hall tiene signo distinto para un material P que para uno N.
La tensión Hall VH obtenida depende del grosor del material en la dirección del campo magnético aplicado, de la corriente primaria I, del campo magnético B y de las propiedades eléctricas del material; recogidas en el denominado coeficiente Hall AH.




En la práctica la tensión Hall depende de otros factores como son la tensión mecánica o presión p, y la temperatura T, de forma que se tiene.
APLICACIONES
INTEGRANTES
WILLIAM GUZMAN
JESUS ASTAIZA
JHONATAN GALARZA
RAMON PALLAS ARENY, Sensores acondicionadores de señal. 4ta edición; marcombo. 224p.

WILLIAN D.COOPER, Albert D. Helfrick. Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición. México. 32p.

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA DEL IES "LEONARDO DA VINCI” EFECTO HALL. http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Electromagnetismo/Electromagnetismo07b.htm

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR DE EFECTO HALL http://lbetanc7230.blogspot.com/2007/05/aplicacin-de-un-detector-de-efecto-hall.html

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DFS O EFECTO HALL http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=273&tip=7

SENSORES-MAGNETISMO DESCRIPCION Y FUNCIONAMIENTO POR EDUARDO J. CARLETTI http://robots-argentina.com.ar/Sensores_magnetismo.htm

SENSOR DE EFECTO HALL http://www.crya.com.mx/docus/shall.pdf

SENSORES APLICACIONES DE SENSORES POR EFECTO HALL http://lbetanc7230.blogspot.com/2007/05/tipos-de-sensores.html
SENSORES http://www.isa.cie.uva.es/~maria/sensores.pdf

SERGIO PULUC FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR DE ROTACION DE EFECTO HALL http://www.copartes.com/foros/articulo/6455/funcionamiento-del-sensor-de-rotacion-de-efecto-hall-

SIGMA ELECTRONICA LTDA EFECTO HALLhttp://www.sigmaelectronica.net/efecto-hall-c-25_48.html

TEXAS INSTRUMENTS DATASHEET http://www.datasheetarchive.com/SENSOR%20CON%20EFECTO%20HALL-datasheet.html

TIPOS DE SENSORES EFECTO HALL, INDUCTIVOS Y CAPACITIVOS http://www.tucocheytu.com/foro/showthread.php/1535-Tipos-de-sensores-efecto-hall-inductivos-y-capacitivos

TIPOS DE SENSORES http://www.groupmundoinyeccion.com.ar/Sensores%20giro(1).pdf

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE HIDALGO INSTITUTO DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA SENSORES MAGNETICOS E INDUCTIVOS http://www.uaeh.edu.mx/docencia/Tesis/icbi/licenciatura/documentos/Sensores%20magneticos.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN LUIS FACULTAD DE CIENCIAS FISICO MATEMATICAS Y NATURALES INGENIERIA ELECTRONICA CON ORIENTACION EN SISTEMAS DIGITALES http://www0.unsl.edu.ar/~interfases/labs/lab09.pdf
BIBLIOGRAFÍA
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Cuando un objeto ferromagnético se aproxima al sensor, el campo que provoca el imán en el elemento se debilita. Así se puede determinar la proximidad de un objeto, siempre que sea ferromagnético.
EFECTO HALL
El efecto Hall, descubierto por E. H. Hall en 1879 consiste en la aparición de una diferencia de potencial transversal en un conductor o semiconductor, por el cual circula corriente, cuando hay un campo magnético aplicado en dirección perpendicular a esta.
El sensor de efecto Hall o simplemente sensor Hall o sonda Hall se sirve del efecto hall para la medición de campos magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición. Estos sensores constan de un elemento conductor o semiconductor y un imán.
Si fluye corriente por un sensor Hall y se aproxima a un campo magnético que fluye en dirección vertical al sensor, entonces el sensor crea un voltaje saliente proporcional al producto de la fuera del campo magnético y de la corriente. Si se conoce el valor de la corriente entonces se puede calcular la fuerza del campo magnético; si se crea el campo magnético por medio de corriente que circula por una bobina o un conductor, entonces se puede medir el valor de la corriente en el conductor o bobina.
La mayoría de los sensores modernos se basan en semiconductores de GaAS o InAS porque dan tensiones de Hall relativamente grandes. En la fabricación de elementos Hall se emplean semiconductores, en vez de metales porque al ser menos la conductividad, la tensión Hall es mayor. Además, en los semiconductores la movilidad de los portadores se puede controlar mediante adición de impurezas y obtener un coeficiente Hall repetible.

Algunos de los materiales empleados son SbIn, AsIn, Ge, AsGa y Si. Este último permite incorporar en el mismo chip la electrónica de acondicionamiento de señal. Los elementos Hall se fabrican con forma rectangular en forma de mariposa y también en forma de cruz simétrica.
INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
DETECTOR DE DIENTES DE ENGRANAJES EN LA INDUSTRIA
FISICA MEDICA
FISICA GENERAL
DEFENSA
MEDICIONES Y EXPLORACIONES MAGNETICAS TERRESTRES
EFECTO HALL PARA DETECCION DE VIRUS
ALARMAS
AGRICULTURA
LINEALES
Espectrómetro de masas
que es ?
Dispositivo experimental que permite separar iones de átomos y moléculas en función de su masa y su carga.
Ya que no es posible separarlos por métodos químicos.
Se usa un campo eléctrico para la separación de los iones
Historia
Joseph Thomson
1911= Descubre la manera de separar átomos por medio de rayos positivos.
1913= Experimento.
Descubre que el neón tiene dos isótopos (neón 20 y neón 22).
Arthur Dempster
1918= Diseña el primer espectrómetro moderno.
Su diseño era 100 veces más preciso que las versiones anteriores.
1935= Descubre el isótopo de Uranio 235 (bombas atómicas).
Trabajó en 1943 en el Proyecto Manhattan para diseñar armas nucleares.
1918= Inventa un espectrómetro de masas que le permite descubrir cierto número de isótopos no radioactivos.
Identifica 212 de los 287 isótopos naturales
1922= Premio Nobel de Química.
Francis Aston
Funcionamiento
1. Mediante u campo eléctrico se produce un chorro de isótopos ionizados.
2. Los iones se envían a un compartimiento de aceleración y se pasan a través de una lámina metálica.
3. Se aplica un campo magnético a un lado del compartimiento que atrae a cada uno de los iones con la misma fuerza (suponiendo carga idéntica) y se los desvía sobre un detector.
4. Los iones más ligeros se desviarán más que los iones pesados porque la fuerza aplicada a cada ion es igual pero los iones ligeros tienen menos masa.
5. El detector mide exactamente cuán lejos se ha desviado cada ion y, a partir de ese dato se calcula el "cociente masa por unidad de carga".
6. Con esta información es posible determinar con un alto nivel de certeza cuál es la composición química de la muestra original.
Proceso de ionización.
Vídeo
Aplicaciones
Una serie de satélites y naves espaciales, llevan espectrómetros de masas para la identificación de pequeñas cantidades de partículas interceptadas en el espacio. Por ejemplo, el satélite SOHO usa un espectrómetro de masas para analizar el viento solar.

- El desarrollo de productos farmacéuticos.
Control de sustancias nutritivas.

-Diagnósticos de enfermedades precoces como la malaria, cáncer de mama, cáncer de próstata, etc.

Identificación de drogas de abuso y sus metabolitos en sangre, orina y saliva.

Control de gases en enfermos respiratorios durante los procesos quirúrgicos.

Pruebas para confirmar la presencia de drogas en sangre de caballos de carreras y en atletas olímpicos.

Datación de ejemplares en arqueología.
Análisis de partículas en aerosoles.
Determinación de residuos de pesticidas en alimentos.
Control de compuestos orgánicos volátiles en el agua de suministro




Un espectrómetro de masas es un dispositivo que se emplea para separar iones dentro de una muestra que poseen distinta relación carga/masa. La mezcla puede estar constituida por distintos isótopos de una misma sustancia o bien por distintos elementos químicos.

Existen distintos modelos de espectrómetros. En la figura anterior se ha representado un esquema de su principio de funcionamiento.
Todos los elementos del espectrómetro deben estar en el interior de una cámara de vacío. La muestra gaseosa (situada a la izquierda de la figura) se ioniza mediante un haz de electrones. Los iones positivos son acelerados por un campo eléctrico. Entre las placas aceleradoras existe un campo eléctrico, por lo que los iones experimentarán una fuerza dada por:

COMO FUNCIONA UN ESPECTROMETRO DE MASAS
Unas pocas moléculas de un compuesto se introducen en el espectrómetro mediante un dispositivo apropiado (cámara de introducción), se convierten en iones (ionización) y adquieren una relación masa/carga (m/z). La relación m/z obliga a las moléculas que la han adquirido a describir una trayectoria propia dentro del espectrómetro (deflexión) que se encuentra a alto vacío. Los iones de una relación m/zdeterminada son así detectados (detección) separadamente de los de otras relaciones m/z. La calibración adecuada del instrumento permite medir la relación m/z y por tanto la masa molecular de cada ion que alcanza el detector.
El selector de velocidades es una región en la que existe un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de la velocidad del ión. En esta región los iones de una determinada velocidad no se desvían.
El selector de velocidades
• El campo eléctrico ejerce una fuerza en la dirección del campo. El módulo de dicha fuerza esFe=q•E
• El campo magnético ejerce una fuerza cuya dirección y sentido vienen dados por el producto vectorial Fm=q•vB, cuyo módulo es Fm=q•vB1

El ión no se desvía si ambas fuerzas son iguales y de sentido contrario. Por tanto, atravesarán el selector de velocidades sin desviarse, aquellos iones cuya velocidad sea igual al cociente entre la intensidad del campo eléctrico y del campo magnético.


Región semicircular
A continuación, los iones pasan a la región donde el campo magnético hace que describan trayectorias semicirculares hasta que alcanzan la placa superior en la que quedan depositados.
En esta región, el ión experimenta una fuerza debida al campo magnético, cuya dirección y sentido viene dada por el producto vectorial Fm=q•vB, y cuyo módulo es Fm=q•vB2.
Aplicando la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme, hallamos el radio de la trayectoria circular.

Gracias
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