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磁阻三分量磁力仪的研制

作　者: 吴登云
导　师: 王君
学　校: 吉林大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 磁敏电阻三分量磁力仪标定 MSP430
分类号: TH763.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在军事、工业、探矿等科研领域中对地磁场的测量有着重要用途,本文采用新型薄膜磁阻传感器研制出了一种磁阻三分量磁力仪,该磁力仪在不影响磁阻传感器芯片的灵敏度和精确度等基本性能的前提下,可以对地磁场磁感应强度及地磁磁感应强度的水平分量和垂直分量进行测定。由于磁阻传感器体积小、灵敏度高、易安装,因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。本文在研究HMC1001,1002型磁阻传感器的结构和特性的基础上,利用磁阻传感器构建磁场信号检测部分,采用高速高精度AD芯片AD7799对信号进行采集和处理;采用单片机MSP430F1611作为微处理器对数字信号进行处理,对外围模块进行控制;在完成硬件系统设计并调试通过的基础上,应用系统软件IAR设计系统主程序,实现数据采集,保存等功能,实现了磁场测量的基本功能,在完成磁场测量的基础上,结合角度传感器设计完成磁阻传感器的扩展功能。由于磁敏传感器受温度影响较大,温度的变化会引起传感器零点温度漂移和灵敏度温度漂移,因此对磁传感器进行了软件温度补偿,有效得扩大了磁敏传感器的应用范围。通过系统测试,完成了数据的后期处理,实现了高精度,高分辨率的磁场测量,掌握了运用磁阻传感器进行磁场测量的重要方法。

全文目录

内容提要  4-7
第1章绪论  7-9
  1.1 磁力仪概述  7
  1.2 测量磁场要素概述  7-8
  1.3 磁力仪的发展历程  8
  1.4 课题的研究意义  8
  1.5 主要研究内容  8-9
第2章三分量磁阻磁力仪工作原理  9-12
  2.1 磁阻效应原理  9
  2.2 三分量磁阻传感器工作原理  9-10
  2.3 姿态角测量原理  10-12
第3章三分量磁力仪的系统设计  12-35
  3.1 系统设计  12-13
  3.2 磁力仪探头设计  13-17
    3.2.1 传感器信号测量电路  13
    3.2.2 磁场信号采集电路  13-15
    3.2.3 置位复位电路  15
    3.2.4 角度测量电路  15-17
  3.3 磁力仪的控制电路设计  17-24
    3.3.1 单片机模块  17-18
    3.3.2 基于MSP430ADC12的电池电量采集  18-19
    3.3.3 JTAG接口电路  19-20
    3.3.4 电源电路设计  20-22
    3.3.5 显示和按键电路  22
    3.3.6 USB接口电路  22-24
    3.3.7 时钟电路  24
  3.4 微控制器程序设计  24-32
    3.4.1 MSP430的开发调试环境  25
    3.4.2 菜单任务设计  25-30
    3.4.3 任务模块之间的调度  30-31
    3.4.4 任务执行流程  31-32
  3.5 上位机软件设计  32-35
    3.5.1 USB接口的软件设计  32-33
    3.5.2 上位机数据传输程序设计  33
    3.5.3 软件安装包的制作  33-34
    3.5.4 上位机接收程序  34-35
第4章三分量磁力仪的试验及标定  35-45
  4.1 弱磁感应强度检定系统  35
  4.2 三分量磁力仪的标定  35-39
    4.2.1 拟合直线回归  35-38
    4.2.2 数据稳定性分析  38-39
    4.2.3 迟滞测试  39
  4.3 温度补偿  39-42
    4.3.1 温度系数测试  40-41
    4.3.2 补偿结果分析  41-42
  4.4 环境磁场干扰补偿  42-43
  4.5 其它误差因素  43-44
  4.6 系统噪声处理  44-45
第5章全文总结  45-46
参考文献  46-48
摘要  48-50
Abstract  50-51

磁阻三分量磁力仪的研制

内容摘要

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