基于磁阻传感器的磁场探测系统研究

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磁场测量历史悠久,在生产与生活等人类活动中,处处离不开磁场。磁场的变化也一定程度的反映着工农业的生产状况,因此,对磁场的准确测量,能够使我们了解工农业生产状态,从而促进生产过程安全有序地进行。本文主要针对弱磁场设计了一套基于各向异性磁电阻传感器的微弱磁场探测系统。用来探测纳特斯拉量级的微弱磁场的大小和方向,能够在导航、位置检测、电流检测以及电力设备故障检测、无损检测等应用领域中发挥重要的作用。  首先,对微弱磁信号进行讨论与分析,考虑到磁场探测系统对性能参数、工艺制造难度和成本高低等特性的要求,本文结合了弱磁场探测的实际需要,最终确定采用由霍尼韦尔公司生产的磁电阻传感器 HMC1001/2作为该磁场探测系统的传感器来检测微弱磁场信号;其次,基于该磁电阻传感器的特性参数及输出信号特征,选用场效应管 IRF7106设计了磁电阻传感器 HMC1001/2的置位/复位电路,选用高精度、低噪声特性的差分运算放大器 AD620作为探测系统的前置放大器,利用相敏检波技术和积分器电路对信号进行处理,将输出信号转化成直流量;模拟信号通过基于FPGA核心控制器实现的24位模数转换电路进行高精度转换,并通过串口上传到上位机中去;最后,在上位机中利用基于虚拟仪器的 LabVIEW编写的数据接收与显示界面显示和保存测量的数据。该系统能有效得测量出微弱磁场的大小,从而可以对磁场环境中微弱磁场变化进行监测。
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