霍爾開關(guān)在無線三軸磁場測量儀中的應(yīng)用
磁場是一個(gè)矢量場,因此該測量儀需要準(zhǔn)確測量磁場的三個(gè)分量,同時(shí)考慮到溫漂,需要測量周圍的環(huán)境溫度。磁場測量在軍事、資源勘探、生命醫(yī)學(xué)、科學(xué)研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。與地磁場有關(guān)的磁場測量應(yīng)用更加廣泛。
磁場測量和一般測量系統(tǒng)一樣,包括傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、采集設(shè)備和應(yīng)用軟件組成,霍爾開關(guān)將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出,電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路得到大小合適有用的信號(hào),再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),在微處理器的控制下存儲(chǔ)到存儲(chǔ)芯片中,用于后期的顯示、分析處理。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各種高新技術(shù)的引入,越來越多的電磁場研究更加偏向于三維動(dòng)態(tài)磁場的分布,而傳統(tǒng)的磁場測量的特斯拉計(jì)、高斯計(jì)等儀器,難以滿足多點(diǎn)和動(dòng)態(tài)磁場的測量要求。截止目前,常用的脈沖磁場測量方法主要有霍爾效應(yīng)法、電磁感應(yīng)法、磁光效應(yīng)法和磁阻效應(yīng)法等。但電磁感應(yīng)法的探頭一般都是面積相對較大線圈,測量精度不高;磁光效應(yīng)法的優(yōu)點(diǎn)是測試精度較高,反應(yīng)速度快,但是需要前期校準(zhǔn),且測試設(shè)備復(fù)雜。
目前在精確的磁場測量系統(tǒng)主要依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴,而且大多數(shù)系統(tǒng)只能測量單個(gè)點(diǎn)的一維磁場或二維磁場,空間三維磁場的分布情況更是需要通過多次測量和復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理才能得到,無法實(shí)現(xiàn)快速測量,更無相關(guān)實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)。此外,目前的霍爾開關(guān):只能測量單一方向的磁場,不能直接測量三個(gè)方向的磁場,而且每個(gè)部分都會(huì)對產(chǎn)品的性能產(chǎn)生影響。
針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求,一種基于霍爾開關(guān)的無線三軸磁場測量儀,其目的在于,三個(gè)霍爾開關(guān)分別固定在長方體三個(gè)正交的面上,測量磁場得到的微弱電壓信號(hào)經(jīng)過放大濾波電路進(jìn)行放大信號(hào),濾波高頻噪聲,得到幅值合適的有用信號(hào),調(diào)理好的信號(hào)經(jīng)過微處理器處理變換為磁場,進(jìn)而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯片中,在微處理器的控制下,存儲(chǔ)芯片中數(shù)據(jù)能夠通過無線通訊模塊發(fā)送到上位機(jī)電腦,從而實(shí)現(xiàn)對某-位置的空間磁場的三分量無線測量,不僅測量精度高,而且測量效率高。
磁場測量和一般測量系統(tǒng)一樣,包括傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、采集設(shè)備和應(yīng)用軟件組成,霍爾開關(guān)將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出,電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路得到大小合適有用的信號(hào),再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),在微處理器的控制下存儲(chǔ)到存儲(chǔ)芯片中,用于后期的顯示、分析處理。

目前在精確的磁場測量系統(tǒng)主要依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴,而且大多數(shù)系統(tǒng)只能測量單個(gè)點(diǎn)的一維磁場或二維磁場,空間三維磁場的分布情況更是需要通過多次測量和復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理才能得到,無法實(shí)現(xiàn)快速測量,更無相關(guān)實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)。此外,目前的霍爾開關(guān):只能測量單一方向的磁場,不能直接測量三個(gè)方向的磁場,而且每個(gè)部分都會(huì)對產(chǎn)品的性能產(chǎn)生影響。

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