[發明專利]磁通門式寬量程測磁儀

無效

• 申請號: 201210013358.9
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102565723A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 衣軍;侯大志;陳征峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍91872部隊上海研究室
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

技術領域

本發明涉及一種測量器具領域，尤其是一種磁通門式寬量程測磁儀。

背景技術

在艦艇消磁過程中，消磁電纜在艦艇周圍空間區域產生強度高達1600A/M的強磁場，這種強磁場將對艦載系統、裝備的磁敏感部件的技術性能和安全性帶來影響，為準確掌握和評估分析該影響的具體程度，需要對消磁時的強磁場進行精確測量，但是由于缺乏對此類強磁場的檢測手段，該項工作一直無法開展。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種磁通門式寬量程測磁儀，該測磁儀通過改進和優化磁通門傳感器結構、參數，創新測量電路設計，采用先進的控制、測量及信號處理技術，實現寬量程強磁場的測量。

本發明的實現由以下技術方案完成：一種磁通門式寬量程測磁儀，包括磁場測量模塊和采集控制模塊，所述磁場測量模塊包括探頭、磁場測量電路，所述探頭連接磁場測量電路，其特征在于：所述的磁場測量電路包括振蕩激勵電路，濾波、相敏解調及積分電路，反饋電路和校準電路，所述振蕩激勵電路連接探頭和濾波、相敏解調及積分電路，所述校準電路與所述振蕩激勵電路相連接。

所述振蕩激勵電路由計數器、晶體諧振器、放大電路驅動變壓器、NPN三極管和PNP三極管組成，所述計數器的一個接腳接入晶體諧振器，并通過NPN三極管和PNP三極管與放大電路驅動變壓器相連通，所述放大電路驅動變壓器連接探頭。

所述的濾波、相敏解調及積分電路由帶通濾波、相敏解調、積分模塊實現，所述帶通濾波、相敏解調、積分模塊中的一個接腳連接探頭，另一個接腳輸出磁場電壓值。

所述的反饋電路由兩路精密恒流源電路和繼電器切換電路組成，所述兩路精密恒流源電路分別與繼電器切換電路相連接，所述反饋電路與所述帶通濾波、相敏解調、積分模塊中輸出磁場電壓值的接腳連通。

所述的兩路精密恒流源電路分為小量程恒流源電路和大量程恒流源電路。

所述的校準電路是一個電流泵型接地負載壓控恒流源，由精密電壓源提供電壓參考，與取樣電阻產生穩定的電流，并且與繼電器相連接，所述繼電器控制接入探頭的校準線圈與否。?

本發明的優點是：實現了范圍為-2000μT～+2000μT強磁場的三分量、高分辨率(1nT)和高精度(0.2%)測量。儀器采用嵌入式控制系統結構，?VFD大屏幕顯示，操作方便、顯示直觀，具有自動校零、自動量程功能。儀器穩定、可靠，能夠長時間的自動進行測量和記錄，提供以太網、USB和RS-232通訊多種形式通訊接口，并具有體積小、重量輕的優點。?

附圖說明

圖１是本發明儀器組成框圖；

圖2是本發明磁場測量電路原理圖；

圖3是本發明振蕩激勵電路圖；

圖4是本發明濾波、相敏解調及積分電路圖；

圖5是本發明反饋電路圖；

圖6是校準電路圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

實施例：如圖1所示基于嵌入式控制系統的強磁場測量記錄儀主要由ARM控制器、探頭、磁場測量電路、VFD顯示模塊、數據存儲電路、實時鐘電路、鍵盤及USB、串行通訊接口電路、CPU監控電路和電源等部分組成。

如圖2所示，磁場測量電路由探頭、振蕩激勵電路、信號測量電路和校準電路四個部分構成。電路采用閉環系統，以提高探頭的測量的范圍并且保證測量的精度。在測量大量程和小量程磁場時采用反饋電阻自動切換電路，自動調整反饋系數來調整增益，實現在不影響穩定性、以及分辨率的情況下可以達到±2000μT的測量范圍。

如圖3所示，計數器CD4060接入2.5MHz晶體諧振器產生2.5MHz的振蕩，并通過其計數功能在13腳和14腳產生5KHz的探頭激勵信號和10KHz的相敏檢波開關信號。5KHz的方波通過由兩個PNP三級管2N4403和兩個NPN三極管2N4401構成的互補推挽功率放大電路驅動變壓器CH1，通過CH1激勵探頭至飽和，此時探頭開始采集工作。

如圖4所示，帶通濾波、相敏解調、積分功能由704所設計的MC-1510模塊實現，探頭輸出的信號接入MC-1510模塊的第1腳，10KHz的相敏檢波信號接入MC-1510模塊的第5腳，第2腳輸出積分后的信號BFX用于反饋，Vo1為輸出的磁場電壓值。