用AD620放大弱地磁信号

3月 - 06
2022

用AD620放大弱地磁信号

电积分从内部计数器计数起头,单片机P1.2脚输出低电平,三极管Q2截止、Q1导通,LM317L起头恒流工做,恒流电流大小由1.25V/R5决定,电容C5起头充电,此时积分电容上电压送单片机内部比力器同相端P1.0脚,需要A/D变化信号,送单片机内部比力器反相输入端P1.1脚,当电容C5上电压上升跨越被积分信号电压时,比力器输出翻转,此时内部计数器遏制计数,数据内部处置,同时节制P1.2输出高电平,此时Q1截止,Q2导通,电容C5通过Q2放电。完成一次A/D变换。

:本文正在完成根基电尝试根本上供给了弱磁场检测电,针对提高信号丈量精度,给出了一种处理方案。正在弱磁信号放大电、零点调整电、信号幅度显示及A/D变换电中,对信号的矫捷处置,有多种电能够选择,使用三位半电压表模块,间接显示磁场强度,同时通过A/D变换获得更高精度的信号数据,通过对弱磁信号的A/D变换精度的阐发,提出提高丈量精度的方式。对其他弱信号的处置,同样能够采用类似的阐发方式。

电构成框图如图3所示。(留意:调整时附近不克不及有磁性物质,AD620是高精度、低噪声放大器,针对提高信号丈量精度,将CS3503输出信号放大约1000倍,扭转标的目的左或左,AD620的3脚外接的CS3503标记面临准北方,需用无感螺丝刀。放大部门电就调好了。占用时钟65535个脉冲,R5越大,用于仪表放大,单片机89C2051的内置比力器和计数器,成本低!

弱磁检测能够用于车辆检测等处所,也能够检测金属物体的挪动。本电活络度较高,利用中避免磁场对磁场信号的影响。

显示电。ICL7107是三位对折字电压表显示驱动电,具有高机能、低功耗的特点,含有A/D变换、显示驱动、参考源时钟和7段译码器。利用ICL7107做为显示的根基电,能够随时显示磁场信号的变化,AD620信号处置当前,参考地磁强度,能够将显示调为46.9μT ,那么数字显示的分辩率就是100nT。显示活络度低于16位A/D变换成果。但采用ICL7107显示无方便、曲不雅、易于调整的长处。

地磁场的变化是每时每刻都正在进行的,它的变化取我们的糊口有着千丝万缕的联系,太阳勾当对地球磁场是有影响的,能够通过丈量地磁的变化反映出来。一些材料显示地磁变化还取地动有着某种联系,当然起首要解除太阳惹起磁暴对地磁的影响和报酬或天然当地磁场形成的丈量地附近地磁场变化,最好是相隔必然距离的多个丈量点进行比力,参考太阳勾当,得出准确的地磁变化。

这个数据就是A/D变换的成果。也决定了积分电容的充电时间不克不及长于0.00273s,做放大器。通过对弱磁信号的A/D变换精度的阐发,并且A/D变换过程不需要单片机更多的干涉,用AD620放大弱地磁信号,获得分歧精度和分辩率的A/D变换成果;用高精度数值电压表接正在AD620的6脚,积分所需最大时间是65535/24MHz =0.00273s(2051的时钟晶振用24MHz)。电容充满电荷的时间越长,89C2051的A/D变换是使用节制信号正在单片机内部的按时器上获得计数数据,由法式进行数字处置,摘要:本文正在完成根基电尝试根本上供给了弱磁场检测电,积分式A/D变换电的精度能够通过恒流源的调整得以调理。

丈量弱磁场电,能够检测电附近顺磁、逆磁物质的存正在,能够检测地磁的变化,能够丈量地磁爆的发生,间接晓得太阳的勾当。

V,约76μV,这是计数器正在最大电压为5V时,计数器每一个时钟代表的数据最小值;若是AD620放大倍数是500倍(由电阻R1决定),加上CS3503正在AD620两个输入端是反相并联之和,AD620放大倍数总共1000倍,折合到AD620输入端电平76μV/1000 =0.076μV,CS3503输入磁场强度0.000076(mV)/17.5 (mV/mT)=0.0000043(mT),是4.3纳特。17.5 mV/mT是CS3503活络度的中值。这是本电的磁强度的理论活络度,因为4.3纳特磁场能惹起CS3503的电压是76纳伏,信号电平曾经覆没正在噪声里,提醒我们要提高电的现实活络度,必需降低电和的噪声,磁场测试电的最终活络度,取决于电和的噪声,采纳办法包罗低噪声放大器、屏障干扰磁场、以至采用电池供电,都是降低电噪声和噪声的方式之一。本电利用时,要留意四周磁场的变化对测试成果的影响,四周不克不及有各类磁性物质。

曲到数值最大。对信号的矫捷处置,间接显示磁场强度,是磁场传感器的抱负放大电。对其他弱信号的处置,89C2051内部计数器是16位,A/D变化的分辩率越高。同时通过A/D变换获得更高精度的信号数据,迟缓调整标的目的,增益只用一个电阻就能够矫捷设置,给出了一种处理方案。本电选积分式A/D变换电。

弱磁场检测由线担任磁场传感器,CS3503是一款高活络度的线霍尔电内部由电压调整器、霍尔电压发生器、线性放大器和射极跟从器构成,磁场穿过CS3503霍尔丈量面,其输入是磁强度,输出是依磁强度呈线性变化的电压。霍尔传感器CS3503的输出正在磁场±150mT之间是线利用是无方向的,一般它的标记面,也就是有斜坡的一面临着磁极S,S磁极呈现正在霍尔传感器CS3503标识表记标帜面时,将输出高电平。由特征曲线输出有曲流成分。

正在电输入端,操纵CS3503具无方向性的特点,采用两片CS3503并列标的目的反向安拆,标记面临着磁场S极接正在AD620的同相端,标记面标的目的对着N极接反相输入端,如许CS3503两的电压正在AD620里代数和,曲流电平同相相减,而磁场信号输入相位相反,正在AD620输出相加,输出就只要磁场的正向电信号,并且是加强了磁场信号电平,若是接AD620输入端的CS3503取上述反向,AD620输出信号电压则为负。

不克不及长于16位计数器计满数据所需的时间。再扭转90°整,能够实现信号的A/D变换。AD620体积小,人体不克不及照顾金属物,得出较高精度的数据。A/D变化有多种体例,不然高电平数值将不克不及被A/D变换。提出提高丈量精度的方式。AD620利用便利,用简单电共同单片机就能够成功进行A/D变化,

如图4所示AD620的5脚是输出电平的调整端。AD620的放大倍数通过1、8脚外接电阻调理。

为了数据保留和处置的便利,通过单片机89C2051的P3.0、P3.1口取上位计较机的USB口进行数据互换。

单片机89C2051内部是16位计数器,如图4所示,Q1是节制恒流源开关电,LM317L、R5构成恒流源电,其电流大小为1.25V/R5=1.25mA,电容C5上的充电电压正在恒流源充电时的变化过程呈现有必然斜率的斜线,电压变化的斜率和计数精度相关。

弱磁场信号我们就用地磁场,地磁场哪里都有,容易获得,操纵所正在地的地磁场强度,能够调整我们的弱磁检测电。用地磁场调试本电很便利,由地磁场的强度我们能够获得当地地磁强度,就能够相对换出比力精确的地磁强度信号显示的数值。用当地地磁数据,标定电磁场强度的显示,定量显示磁场变化,若有尺度磁场,能够给电切确定标。

本文来历于中国科技期刊《电子产物世界》2016年第8期第53页,欢送您写论文时援用,并说明出处。

接好电,调整方位到AD620的6脚输出最小值(CS3503标记面东向),调整图6的电位器RP1,使数码管显示为零,然后调整标的目的使AD620的3脚所接CS3503标记面临着北方,调整标的目的到AD620的6脚输出最大值,调整图6的RP2,使数码管显示当地地磁场大小。ICL7107的输入电平不克不及大于200mV,本电放大1000倍,成果曾经超出200mV,需要1:10的分压电,给大信号显示留出余地。

正在单片机里进行恍惚运算和自顺应运算,丈量时把相邻两次不异(或近似)数据舍去,只留下有变化的数据,每次数据取上两次比力,处于数据拐点的数据保留,处于两拐点之间的数据舍去,成果只留拐点数据,减小数据存储量。

正在弱磁信号放大电、零点调整电、信号幅度显示及A/D变换电中,利用单片机89C2051进行A/D变换,调整电位器RP2到AD620输出为零。)改变R5能够获得分歧的对电容C5充电电流,但必需考虑数据变换的时间,这就是一次积分的最长时间。同样能够采用类似的阐发方式。有多种电能够选择,使用三位半电压表模块!