[發(fā)明專利]磁通門傳感器激勵電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910023295.3
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN101604966A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉詩斌;崔智軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H03K5/02
• 分類號: H03K5/02;H03K19/0175
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 黃毅新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激勵電路，特別涉及磁通門傳感器激勵電路。?

背景技術(shù)

剩磁誤差是磁傳感器受到較強(qiáng)磁場干擾后，因磁性材料的剩磁變化產(chǎn)生的附加誤差。與其他磁傳感器相比，磁通門傳感器的剩磁誤差較小，但在高要求場合必須進(jìn)一步降低剩磁誤差。提高激勵電流可以有效降低磁通門傳感器的剩磁誤差，但也造成了功耗大的問題。?

文獻(xiàn)1“Pulse?Excitation?of?Micro-Fluxgate?Sensors，IEEE?TRANSACTIONS?ON?MAGNETICS，VOL.37，NO.4，JULY?2001?1988-2000”公開了一種采用窄脈沖激勵方法，可以在功耗不大的情況下獲得足夠的激勵電流幅值，從而有效降剩磁誤差，但該方法在相同條件下使磁通門的靈敏度降低，且輸出信號中高次諧波較多，給信號提取帶來困難。?

參照圖5，文獻(xiàn)2“Switching-mode?fluxgate，TRANSDUCERS′03.12th?International?Conference?onSolid-State?Sensors，Actuators?and?Microsystems，2003，Vol.2，pp1283-1286”和文獻(xiàn)3“Excitationefficiency?of?fluxgate?sensors，Sensors?and?Actuators?A?129，2006，pp75-79.”公開了一種激勵端調(diào)諧的方法減小磁通門剩磁誤差。其激勵信號是用開關(guān)電路產(chǎn)生的方波信號，在信號輸出端1和磁通門3的激勵輸入端2之間串聯(lián)一個(gè)調(diào)諧電容Cr。利用磁通門激勵線圈電感在鐵芯飽和后減小的特性，通過調(diào)節(jié)串聯(lián)電容Cr使其與鐵芯飽和后的磁通門激勵線圈諧振，獲得一種在峰值處帶有窄脈沖的正弦波激勵電流信號。該方法經(jīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧后，在經(jīng)歷磁場強(qiáng)度為5mT的沖擊后，剩磁可誤差達(dá)到1nT，消耗功率為50mW。這種方法必須仔細(xì)調(diào)節(jié)串聯(lián)電容的數(shù)值使其在激勵頻率處與激勵線圈電感產(chǎn)生諧振。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，并聯(lián)電容數(shù)值的變化和激勵線圈電感的變化有可能偏離或破壞這種諧振狀態(tài)。在諧振狀態(tài)，激勵電流的峰值(即尖脈沖的峰值)和激勵電流的有效值調(diào)節(jié)很不方便。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)諧振調(diào)節(jié)困難的不足，本發(fā)明提供一種磁通門傳感器激勵電路，采用電子線路分別對方波信號進(jìn)行積分和微分獲得三角波和尖脈沖信號，再將他們相加獲得一種在峰值處帶有尖脈沖的三角波電壓信號作為磁通門的激勵信號。它的輸出波形是靠電路功能保證的，不用調(diào)節(jié)諧振，因而受溫度影響小，且能方便調(diào)節(jié)激勵電流峰值與有效值。?

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種磁通門傳感器激勵電路，其特點(diǎn)是：電阻R₁、電容C₁與運(yùn)算放大器A₁連接成反相積分器，電阻R₂、電阻R₅、電容C₂與運(yùn)算放大器A₂連接成反相微分器，電阻R₆、電阻R₇和運(yùn)算放大器A₅連接成反相放大器，電阻R₃、電阻R₄、可調(diào)電阻W₁和運(yùn)算放大器A₃連接成加法器，積分器和微分器的輸入端連接在一起，并與輸入的方波信號端相連接，積分器的輸出與加法器的一個(gè)輸入端，即電阻R₃的一端連接；微分器的輸出端與反相放大器的輸入端相連，反相放大器的輸出端與加法器的另一個(gè)輸入端，即可調(diào)電阻W₁的一端連接，加法器的輸出端與磁通門的輸入端之間連接電容Cp。