[發明專利]一種海底三分量磁力儀的測量電路

有效

• 申請號: 201610305803.7
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105785461B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 章雪挺;張明;王周;阮大雙
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01V3/40
• 分類號: G01V3/40;G01V13/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

1.一種海底三分量磁力儀的測量電路，包括電源電路、傳感器信號采集電路、數據傳輸與存儲電路、主控電路，其特征在于：

所述的電源電路包括+13V輸出電源電路、-13V輸出電源電路、+6.5V緩沖電壓電路、+5V偏置電壓輸出電路、+5V輸出電源電路、+3.3V輸出電源電路、+2.5V基準電壓電源電路；電源電路負責提供正負13V電源給磁通門傳感器供電，并通過+6.5V緩沖電壓電路與線性電路得到紋波較小的5V和3.3V；其中5V給高精度模數轉換器供電，+5V偏置電壓輸出電路為信號調理電路提供高精度，低溫漂的偏置電壓；+2.5V基準電壓電源電路為模數轉換芯片提供穩定的基準電壓；

所述的傳感器信號采集電路包括數模轉換電路和三個結構相同的信號調理電路；

所述的信號調理電路包括運算放大器芯片IC11，電阻R16的一端、電阻R17的一端、電阻R18的一端接運算放大器芯片IC11的3腳，電阻R16的另一端接+5V偏置電壓輸出電路的+5V偏置電壓輸出端，電阻R18的另一端、運算放大器芯片IC11的4腳接地；運算放大器芯片IC11的2腳和1腳接電阻R19的一端，運算放大器芯片IC11的8腳和電容C25的一端接+5V輸出電源電路的+5V電源輸出端，電容C25的另一端接地；電阻R19的另一端和電容C26的一端接電阻R20的一端，電阻R20的另一端和電容C27的一端接運算放大器芯片IC11的5腳，電容C27的另一端接地；電容C26的另一端、運算放大器芯片IC11的6腳和7腳連接，作為信號調理電路的輸出端；三個信號調理電路中的電阻R17的另一端分別作為三軸磁通門傳感器M的三軸磁場電壓信號的三個輸入端；運算放大器芯片IC11采用德州儀器的精密運放芯片OPA2376；

所述的數模轉換電路包括模數轉換芯片IC12，電阻R21的一端、極性電容Cp14的正極、電容C29的一端、電容C30的一端接模數轉換芯片IC12的4腳，電阻R21的另一端接+2.5V基準電壓電源電路的+2.5V基準電壓輸出端，電阻R22的一端、極性電容Cp14的負極、電容C29的另一端、電容C30的另一端接模數轉換芯片IC12的3腳，電阻R22的另一端接地；模數轉換芯片IC12的1腳、極性電容Cp13的正極和電容C28的一端連接后接+5V輸出電源電路的+5V電源輸出端，極性電容Cp13的負極和電容C28的另一端接地；模數轉換芯片IC12的6腳、8腳、10腳分別與三個信號調理電路的輸出端連接；模數轉換芯片IC12的5腳通過電阻R23與+2.5V基準電壓電源電路的+2.5V基準電壓輸出端連接，模數轉換芯片IC12的2腳接地；模數轉換芯片IC12的14腳、15腳、16腳、電容C31的一端、極性電容Cp15的正極接+3.3V輸出電源電路的+3.3V電源輸出端，模數轉換芯片IC12的17腳、電容C31的另一端、極性電容Cp15的負極接地；晶振Y1的一端和電容C33的一端接模數轉換芯片IC12的19腳，晶振Y1的另一端和電容C32的一端接模數轉換芯片IC12的18腳，電容C33的另一端和電容C32的另一端接地；電阻R24的一端接模數轉換芯片IC12的24腳，電阻R25的一端接模數轉換芯片IC12的23腳，電阻R26的一端接模數轉換芯片IC12的22腳，電阻R27的一端接模數轉換芯片IC12的21腳，電阻R28的一端接模數轉換芯片IC12的20腳，電阻R28的另一端接地；模數轉換芯片IC12采用德州儀器的24位模數轉換芯片ADS1256；

所述的數據傳輸與存儲電路包括多通道RS-232線路驅動器/接收器IC13，多通道RS-232線路驅動器/接收器IC13的1腳、3腳分別連接電容C34的兩端，4腳、5腳分別連接電容C35的兩端,15腳直接接地，6腳通過電容C36接地，2腳通過電容C37接地，16腳和電容C38的一端連接后接+3.3V輸出電源電路的+3.3V電源輸出端，電容C38的另一端接地；多通道RS-232線路驅動器/接收器IC13采用德州儀器的MAX3232芯片；

所述的主控電路包括主控芯片IC14，電容C39的一端和晶振Y2的一端接主控芯片IC14的5腳，電容C40的一端和晶振Y2的另一端接主控芯片IC14的6腳，電容C39的另一端和電容C40的另一端接地，主控芯片IC14的60腳通過電阻R29接地；電阻R30的一端、電容C41的一端、開關K1的一端接主控芯片IC14的7腳，電阻R30的另一端接+3.3V輸出電源電路的+3.3V電源輸出端，電容C41的另一端和開關K1的另一端連接后接地；主控芯片IC14的1腳接紐扣電池BT1的正極，紐扣電池BT1的負極接地，主控芯片IC14的32腳、48腳、64腳、19腳、13腳連接后接+3.3V輸出電源電路的+3.3V電源輸出端，主控芯片IC14的31腳、47腳、63腳、18腳、12腳連接后接地；主控芯片IC14的30腳通過電阻R31接發光二極管LED2的正極，發光二極管LED2的負極接地；電容C42的一端、電阻R32的一端、晶振Y3的一端接主控芯片IC14的3腳，電容C43的一端、電阻R32的另一端、晶振Y3的另一端接主控芯片IC14的4腳，電容C42的另一端和電容C43的另一端連接后接地；主控芯片IC14的34腳接數模轉換電路中電阻R24的另一端，35腳接數模轉換電路中電阻R26的另一端，36腳接數模轉換電路中電阻R25的另一端，38腳接數模轉換電路中電阻R27的另一端；主控芯片IC14的16腳接數據傳輸與存儲電路中多通道RS-232線路驅動器/接收器IC13的10腳，主控芯片IC14的17腳接數據傳輸與存儲電路中多通道RS-232線路驅動器/接收器IC13的9腳；主控芯片IC14的20腳、21引腳、22引腳、23引腳分別為片上外設SPI1的NSS、SCLK、MISO、MOSI引腳輸出端，與TF卡的SPI總線連接；主控芯片IC14采用意法半導體的STM32F103RCT6芯片。