基于各向异性磁阻传感器(AMR),设计电路并制造出环境磁场测量仪,实现磁场信号采集、信号处理及结果显示等功能。该仪器具有测量精度高、稳定性好、成本低廉等特点,操作方便、便携性强,可适用于高校实验教学及室外环境磁场测量等多样化需求。环境磁场探测原理该磁场测量仪器测量环境中稳恒磁场的磁感应强度大小及磁倾角大小，从而描述特定的磁场。环境中稳恒磁场的磁感应强度Ｂ可分解为水平分量Ｂ１以及竖直分量Ｂ２，见图１。Ｂ＝Ｂ２１槡＋Ｂ２２）公式中θ代表磁场磁倾角大小。由于仪器使用单轴各向异性磁阻传感器进行测量，因此，测量过程中需要分别测量磁场水平分量（水平方向磁感应强度最大值）、竖直分量的磁感应强度大小。图１磁场示意图２系统设计部分２．１全局设计测量系统的主要模块见图２。为了实现仪器的便携性，并且减小电源产生的磁场对测量的干扰，电源部分采用２节电池连接，提供正负±９Ｖ的双电源为仪器供电。对于传感器及单片机所需的５Ｖ电压，使用７８０５稳压芯片将９Ｖ降为５Ｖ。２．２信号调理部分在５Ｖ直流供电的条件时，传感器敏感轴方向感应到１×１０－４Ｔ磁感应强度本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name，测量仪设计与应用-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机折弯机输出５ｍＶ电压，而一般环境磁场强度约为０．５×１０－４Ｔ，其分量对应的输出电压更加微小。由于传感器输出的是相当小的电压信号，需要将传感器输出信号进行调理后送入单片机模块处理［５］。为了数据处理以及抑制零点漂移，在传感图２系统模块框图器的输出端使用ＡＤ６２０对电压信号进行５００倍的差分放大，ＡＤ６２０具有高精度、低功耗、低失调漂移等特性，常用于微小信号的一级放大。为了抑制传感器的噪声及特殊环境可能存在的交变磁场，仪器的二级电路采用二阶有源低通滤波电路增益，而对于约５０Ｈｚ的干扰信号则产生５．８７ｄＢ的衰减，能够很好地减少噪声及其余交变干扰，对环境稳恒磁场进行测量。２．４整体构造整体上看仪器分为两大部分，电池位于单片机下方，传感器所在部分搭配木材与亚克力等材料制作的水平、本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name竖直调节装置，在减小干扰并且易于操作的同时，保证测量时装置的精确度及稳定性。搭建完成的实物图见图６。３单片机编程仪器综合了单片机控制的低成本优势和软硬件的通用性，使用简便、操作直观［１０］。仪器中的单片机对电压信号进行采集，对未标定的仪器，ＬＣＤ１６０２显示屏上将显示实时电压值；而将标定后的Ｂ－Ｕ曲线加入程序中进行编程，显示屏上即可实时显示采集到的磁感应强度大小，并同时输出测量过程中磁感应强度的最大值。程序流程图见图７。图６测量系统实物图图７程序流程图４实验结果与分析４．１仪器标定装配完成的仪器还需要在其量程范围内，确定输出的电压Ｕ，与传感器易磁化方向接收到的磁测量仪设计与应用-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name