[發(fā)明專利]磁場(chǎng)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310286665.9
• 申請(qǐng)日: 2013-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN104280698B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)啟猛;曲炳郡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京嘉岳同樂極電子有限公司
• 主分類號(hào): G01R33/09
• 分類號(hào): G01R33/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種磁場(chǎng)測(cè)量裝置，其包括探頭，用于感應(yīng)被測(cè)磁場(chǎng)并獲得的電壓信號(hào)；放大器，用于將所述電壓信號(hào)放大獲得電壓放大信號(hào)；處理器，用于根據(jù)所述電壓放大信號(hào)獲得所述被測(cè)磁場(chǎng)的特性及所述被測(cè)磁場(chǎng)的波形所述探頭采用具有巨磁阻效應(yīng)的巨磁阻薄膜形成的GMR磁傳感器。該磁場(chǎng)測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍可達(dá)80dB，頻帶寬可達(dá)2MHz，而且靈敏度高，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁場(chǎng)測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

高斯計(jì)和磁通計(jì)是市場(chǎng)上常見的兩種磁場(chǎng)測(cè)量裝置，而且，因高斯計(jì)操作簡(jiǎn)單、精度較高應(yīng)用更廣泛。目前市場(chǎng)上出售的高斯計(jì)大多數(shù)是基于霍爾效應(yīng)原理進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量，即采用霍爾傳感器作為高斯計(jì)的測(cè)量探頭。受限于霍爾傳感器的材質(zhì)和特性，測(cè)量探頭通常采用直測(cè)式霍爾電壓傳感器。然而，理論上直測(cè)式霍爾電壓傳感器的測(cè)量頻率不大于50kHz，市售的高端高斯計(jì)的測(cè)量頻率不超過30kHz，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍不超過70dB，而且價(jià)格高昂。對(duì)于普通高斯計(jì)而言，雖然價(jià)格偏低，但測(cè)量頻率基本為50Hz或60Hz，頻帶寬度在2kHz以下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量中存在的上述缺陷，提供一種磁場(chǎng)測(cè)量裝置，其測(cè)量精度高，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍和測(cè)量頻帶寬，而且成本低。

為此，本發(fā)明提供一種磁場(chǎng)測(cè)量裝置，包括：

探頭，用于感應(yīng)被測(cè)磁場(chǎng)并獲得的電壓信號(hào)；

放大器，用于將所述電壓信號(hào)放大獲得電壓放大信號(hào)；

處理器，用于根據(jù)所述電壓放大信號(hào)獲得所述被測(cè)磁場(chǎng)的特性及所述被測(cè)磁場(chǎng)的波形；

所述探頭采用具有巨磁阻效應(yīng)的巨磁阻薄膜形成的GMR磁傳感器。

其中，所述被測(cè)磁場(chǎng)的特性包括直流磁場(chǎng)的強(qiáng)度、交流磁場(chǎng)的強(qiáng)度和交流磁場(chǎng)的頻率。

其中，所述放大器包括：

精密放大器，其用于將所述電壓信號(hào)放大，以獲得精密放大電壓信號(hào)；

可控放大器，其用于將所述精密放大電壓信號(hào)進(jìn)一步放大到所述處理器所需的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)，以獲得所述電壓放大信號(hào)。

其中，所述精密放大器包括放大器INA322、第一電阻R65、第二電阻R66以及第一電容C47，所述第一電阻R65的兩端分別接所述放大器INA322的引腳RG0和引腳REF，所述第二電阻R66的兩端分別接所述放大器INA322的引腳RG0和引腳VO，所述第一電容C47的兩端分別接地和所述放大器INA322的引腳REF。

其中，所述可控放大器包括：模擬開關(guān)U11、運(yùn)算放大器U8A、低通濾波電路、第四電阻R76和第五電阻R77，所述運(yùn)算放大器U8A的正向輸入端和輸出端分別作為所述可控放大器的輸入端和輸出端，所述模擬開關(guān)U11的引腳NO接所述運(yùn)算放大器U8A的反向輸入端，所述低通濾波電路設(shè)于所述運(yùn)算放大器U8A的反向輸入端和輸出端之間，所述第四電阻R76的兩端分別接所述模擬開關(guān)U11的引腳COM和地；所述第五電阻R77的兩端分別接所述模擬開關(guān)U11的控制端IN和地。

其中，還包括真有效值單元，其包括：

真有效值轉(zhuǎn)換電路，其用于從所述電壓放大信號(hào)中提取與所述被測(cè)磁場(chǎng)中交變部分所對(duì)應(yīng)的電壓放大信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為真有效值電壓信號(hào)；

濾波電路，其用于過濾所述真有效值電壓信號(hào)，以濾除高頻噪音；

真有效值處理模塊，其根據(jù)過濾后的所述真有效值電壓信號(hào)獲得所述被測(cè)磁場(chǎng)的真有效值。

其中，所述真有效值轉(zhuǎn)換電路包括第二模擬開關(guān)U10和第三電容C49，所述第三電容C49的兩端分別接所述第二模擬開關(guān)U10的輸入端IN2和地，所述第三電容C49采用0.1μF的電容，所述第二模擬開關(guān)U10采用凌特公司型號(hào)為LT1968的模擬開關(guān)。