[發明專利]基于單片機的零功耗磁敏傳感器檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201310298198.1
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103389125A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 孟祥龍;李云方;崔義煒;凌超;劉玉林
• 申請（專利權）人: 南京艾馳電子科技有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及磁敏傳感器檢測領域，尤其是涉及一種基于單片機的零功耗磁敏傳感器檢測裝置及其檢測方法

背景技術

零功耗磁敏傳感器是一種磁電轉換器件，它是由一支經特殊加工處理的磁雙穩態合金絲和纏繞其外的感應線圈組成的。在交變磁場中，當平行于合金絲的某極性磁場（例如N極）達到觸發磁感應強度時，合金絲中的磁疇受到激勵發生運動，磁化方向瞬間轉向同一方向，引起合金絲周圍空間磁場發生瞬間變化，進而在感應線圈中感生出一個電脈沖；當相反極性（S極）磁場增強到觸發磁感應強度時，合金絲磁化方向又瞬間發生反向翻轉，并在感應線圈中感生出一個方向相反的電脈沖。如此反復，零功耗磁敏傳感器便將交變磁場的磁信號轉換成一系列正負電脈沖信號。零功耗磁敏傳感器的這種磁電轉換特性現已被應用于多種物理量測量的儀表，如流量計、水表、氣表、熱能表、轉速計、轉角檢測器、無源脈沖發生器、無觸點限位開關等。

表征零功耗磁敏傳感器性能的主要參數指標是傳感器的輸出信號幅值和脈寬，在研制、生產、使用零功耗磁敏傳感器時，需要對這兩個參數進行測量和分析。現有實用的零功耗磁敏傳感器，其典型輸出幅值一般在1伏至數伏，脈寬約為十幾微秒至數十微秒。但由于傳感器本身性能的離散性，以及激勵磁場的波動和雜散電磁的干擾，傳感器實際輸出信號幅值可能大小不一，有時還可能有其他形式的雜波。想要識別這些正常信號和非正常信號難度是很大的。現階段國內的檢測方法主要是使用旋轉的永磁體磁場來觸發零功耗磁敏傳感器，然后通過示波器人工查看波幅和波形，從而判斷傳感器性能的優劣。這種方法速度較慢，效率較低，目前還沒有一種取代示波器的自動測量方法和測試儀器。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于單片機的零功耗磁敏傳感器檢測裝置及檢測方法，以克服目前人工操作帶來的一系列問題，提高檢測效率和檢測精度。

為達到上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種基于單片機的零功耗磁敏傳感器檢測裝置，包括：

交變磁場發生器，用于提供一種以上的零功耗磁敏傳感器激勵磁場，激勵零功耗磁敏傳感器產生電脈沖信號，包括C形磁芯電磁鐵、空心螺線管和旋轉的永磁體，并設有激勵零功耗磁敏傳感器插口，零功耗磁敏傳感器輸出端與傳感器信號處理電路中的多路比較器相連；

傳感器信號處理電路，包括多路比較器、單片機、電位器和按鍵，多路比較器為基準電壓可調的十六路并行連接比較器，其中八路用于比較正脈沖信號，八路用于比較負脈沖信號，所述多路比較器輸出端與單片機的數據端口相連；單片機用于接收多路比較器輸出的數據并進行處理，控制C形磁芯電磁鐵、空心螺線管和旋轉的永磁體產生磁場，并消除C形磁芯電磁鐵、空心螺線管和旋轉的永磁體磁芯剩磁的影響；單片機輸出端與液晶顯示器相連，并且單片機輸出端通過數模轉換器和運算放大器分別與C形磁芯電磁鐵、空心螺線管和旋轉的永磁體線圈相連；所述電位器與多路比較器相連，所述按鍵與單片機相連；

標準信號源，包括校準用單片機、數模轉換器和運算放大器，所述校準用單片機用于產生校準信號；所述校準用單片機與數模轉換器相連，所述數模轉換器與運算放大器相連，所述運算放大器與多路比較器相連。

本發明還提出一種零功耗磁敏傳感器檢測方法，包含如下步驟：

（1）根據設定的程序選定激勵磁場模式和處理程序；

（2）用選定的激勵磁場模式對零功耗磁敏傳感器進行激勵，零功耗磁敏傳感器產生脈沖信號；

（3）將零功耗磁敏傳感器輸出的脈沖信號與設定參數進行比較，并將脈沖信號轉換成二進制數字信號；

（4）采集一組二進制數字信號，根據設定程序判斷該組二進制數字信號是否有效，若有效，則轉入步驟（5），若無效，則在設定時間（例如1μs）內重復執行步驟（4），若超過設定時間仍未采集到有效信號，則判定零功耗磁敏傳感器不合格；

（5）根據步驟（4）采集的二進制數字信號計算脈沖信號幅值和寬度，識別脈沖信號波形，并將計算結果記錄在存儲器中；統計存儲器中脈沖數，當脈沖數小于設定值時（例如1000個），跳轉入步驟（4），否則轉入步驟（6）；

（6）根據存儲器計算結果判斷零功耗磁敏傳感器是否達到產品標準規定，若達到，則判定零功耗磁敏傳感器合格，否則判定不合格。

更進一步的，步驟（5）采用循環比較法計算脈沖信號脈沖幅值，采用連續計數法計算脈沖信號脈沖寬度，采用折線比較法識別脈沖信號脈沖波形。