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《器件型三轴磁通门磁传感器及其数字化技术-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《水雷战与舰船防护》1年第期器件型三轴磁通门磁传感器及其数字化技术曹大平李绍周陈正想中国船知重工集团公司第七一O研究所)(、摘要介绍了单电源低功耗器件型三轴磁通门磁传感器在电路优化选型设计电路和探,。、、头结构工艺方面的一系列改进给使用带来了极大的方便介绍了与其配套的小体积高精度低,。功耗数据采集电路实现了磁通门磁传感器的小型化与数字化关键词磁通门磁传感器数据采集,,1引言器我们以这一器件为主结合IPC16口3B研制成功了全面满足器件型三轴磁通门磁传信息产业的飞速发展对传感器提出了极感器需要的数据采集电路。高的要求,单片机及贴片器
2、件等微电子技术水平的不断提高使传感器的微型化、数字化2器件型三轴磁通门磁传感器成为可能。磁通门磁传感器在水雷磁引信、原理及设计、、、探矿考古空间磁场探测航天器飞行姿态,测量、水中平台姿态测量等许多领域中得到利用在交变磁场饱和激励下磁芯由于,一’“’”4广泛应用它能检测10T一10T的弱磁被测磁场的作用而使感应输出电压发生非,,一’。”`,”场分辨率约为10T一10T在工业干对称性变化来测量弱磁场的方法称为磁通,。扰和梯度较大的场合也能正常使用还可检门法用磁通门技术制成的传感器由探头磁、、、、。芯激励线圈感应线圈反馈线圈激励驱测磁梯
3、度场和向量场但因其探头及电路体、、、,。动交流放大检波反馈补偿及积分输出电积重量都较大因而限制了它们的广泛应用路等组成。磁通门探头采用长环型结构,在为了使磁通门磁传感器适应形势发展的需.、求,我们对其电路和探头结构进行了全面的无磁钢骨架上绕制宽Zmm厚002mm的,、,IJ优化和工艺改造推出了器件型三轴磁通门86坡莫合金带它具有磁导率高矫顽力,。小及磁滞磁传感器回线矩形度高的特点在激励电流的作用下能迅速饱和。在长环型两侧对称绕为了与计算机及单片机微控制系统连,接,传感器输出的模拟信号必须进行数字化制激励线圈激励方波由自激多谐振荡器
4、提,,处理,由于磁通门磁传感器分辨率高测量范供电流为脉冲波这种方法能在大大减小功,。n1围宽需要16位以上A用才能满足要求耗(SV@3A)的同时降低巴克豪生效应引ur:一nZAl〕51216是BBorw公司在2001年l起的磁噪声提高传感器的分辨率(nT.。,a一isa/p月最新推出的24位deltgm模数转换yt)感应线圈绕制在圆柱体骨架上其内《水雷战与舰船防护》200年第2期1部放置绕有激励线圈的铁芯,铁芯在脉冲电流的激励下不断在正负方向上饱和,外磁场为零时,感应线圈输出的平均电压为零,当外磁场不为零时,感应线圈的输出电压经检
5、波后与外磁场成正比,实现了从磁场到电信号。的转换即完成了基本磁强计虽然坡莫合金矫顽力小但不可避免的存在磁滞现象、且具。有较大的非线性性磁通门传感器采用过饱图l器件型三轴磁通门传感器和激励(激励电流大于坡莫合金矫顽力10倍)来消除磁滞现象对零偏的影响,采用深度324/DADS1216。位A转换器负反馈补偿技术消除非线性影响反馈网络在消除感应电压对传感器输出电压的干扰的:ADS1216的显著特点是功耗很低(小,同时将积分器的输出转换为电流以驱动反、、n1于Iw)八路差分输人通道内部电压基,馈线圈产生反向磁场抵消外界磁场使铁芯、、。准温
6、度传感器128Bytes内部M,RA所受有效磁场趋于零通过精心设计整体传,:ADS1216有三种数据滤波模式即单次转递函数使传感器的反馈磁场的变化始终跟踪换数据模式、两次转换数据模式、三次转换数,外界磁场的变化从而在保证适当频带的条据模式,还有自动运行方式,在通道改变时,.件下极大提高传感器的线性度(非线性性0,该方式自动转换到单次转换数据模式随后。2%)在23mm只23x23的有机玻mm用两次转换数据模式和三次转换数据模式降、、璃立方体上垂直加工三个孔分别安装XY,、低转换噪声这样就使得该器件同时具备了.,Z三个方向上的探头在保
7、证探头正交度(0。快速响应和低噪声的性能ADS1216与单。,5)的同时使探头组合更加紧凑所有元器件,、片机用SPI进行数据/命令交换包括复位采用贴片形式,对电路板双面贴片,使电路板状态标志、采样同步等几乎所有功能均可通面积(25mmx26mm)比过去减小10倍以,过SPI来实现减少了ADS1216与单片机的。上选用低功耗单电源器件并采用虚地技,。,连线进而减小了相互干扰此外ADS1216,术免去了提供负电源的麻烦或进行DC刃C、还具有普通24位A转换器的零偏矫正,,刃变换带来的附加噪声简化了电源系统使传。增益矫正等功能Al〕51
8、216为TQ一48。FP感器直接与单片机电路板接口在有机玻璃,。封装可使数据采集板小型化“”,立方体上刻线槽进行埋人方式走线以防探头引线因碰撞损坏,提高传感器的可靠性。4小型化数据采集板设计在有机玻璃立方体上加工桦槽,将电路板插,,人桦槽内用环氧粘
