[发明专利]磁像传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种对磁场分布规律进行探测的磁像传感器，磁场的探测与研究在国防和科研领域得到了广泛的应用，但对于一定区域内磁场的分布规律——磁像的采集与研究却未见报道，实际上，在许多研究领域，如能获得准确的磁像信息，对于分析故障，查找缺陷，排除干扰，改进设计以及对某些材料性能的多学科研究具有重要意义。现提出一种由线性靃尔元件SS495组成的二维矩阵磁像传感器。该技术属于测量领域。

技术背景

现有测磁传感器主要针对点磁场的测量(单靃尔元件探头)和区域内平均磁场强度(线圈法)的测量，对于一定区域内磁场的分布规律，特别是对于区域内复杂的交变动态磁场，除了进行一定的理论分析以外，至今没有一种实验测量手段，本发明成功地实现了对一定平面区域内复杂交变动态磁场——磁像进行实时数据采集，并能在计算机上重现磁场动态演化图，为通过磁像对电器、电子产品故障分析，干扰排除和改进设计；对机械零件缺陷查找，外形改进；对新材料某些物理性能的多学科研究，提供了一种新的研究手段，是该领域前沿的研究成果。

发明内容

本发明的目的是实现一种二维矩阵磁像传感器，实现对空间二维磁场分布状态的探测，为电器、电子产品开发设计、故障分析，干扰检测；对机械零件缺陷查找，改进设计；为新材料某些物理性能的研究，提供一种新的研究手段。磁像传感器结构原理图如附图1所示，图中(1)为列供电八选一多路开关，(2)为行供电八选一多路开关，(3)为输出八选一多路开关，(4)为零点校正与放大电路，(5)为64个SS495线性靃尔传感器组成的8×8磁像素矩阵。列供电八选一多路开关(1)共同端接正电源，8个双向端作为输出端，分别接通8列传感器的正电源端，3个选择控制端由数字信号控制，实现对8列传感器分时提供正电源供电；行供电八选一多路开关(2)共同端接负电源，8个双向端作为输入端，分别接通8行传感器的负电源端，3个选择控制端由另一组数字信号控制，实现对8行传感器分时提供负电源供电；64个磁像素的输出端按45度方向，每8个并联为一组，将8个输出组接输出八选一多路开关(3)的8个双向输入端，多路开关(3)的共同端接零点校正与放大电路(4)的同相输入端，3个选择控制端由另一组数字信号控制。这种连接方法的特点是：同时接通正电源的磁像素为8个，同时接通负电源的磁像素也只有8个，同时接通正、负电源的磁像素只有一个；将同时接通正、负电源的磁象素作为该时刻的工作磁象素，其余为非工作磁象素，将64个磁象素的输出端按45度方向，每8个并联为一组，依次分时接通一组输出，设置合适的控制信号，选择同时接通正、负电源的磁像素作为输出，则该组其余7个磁像素是正、负电源完全浮空的非工作磁像素。这种联结方式将64个磁像素按正负电源和输出接成了三维矩阵方式，这种三维矩阵方式完全避免了非工作磁像素对工作磁像素的负载效应，大大提高了工作磁像素的灵敏度。并只需一个放大器就能够对64个磁像素的输出信号进行分时放大，降低了硬件成本。单个磁像素三维连接原理如附图2所示。传感器各磁像素之间的切换采用数字切换方式。传感器的零点偏差采用动态校正技术。校正与放大由差分电路实现，原理如附图3所示，校正的方法是：在传感器非工作状态对零点校正放大器的输出进行采样，并将64个磁像素的采样数据保存在64个校正单元中，当传感器工作时，针对接通的磁像素编号，同时从校正单元中读出对应的校正数据，加到D/A转换器的输入端，D/A转换器的输出在零点校正放大器中与传感器输出信号相减，实现零点偏差信号的消除，对于每个传感器的零点偏差由D/A转换器输入对应的数据进行校正，解决了不同传感器输出零点不同给校正带来的困难，实现了64个磁像素输出的零点动态校正。

附图说明：

图1是磁像传感器电原理图。

图2是磁像元件三维连接示意图。

图3是信号放大与零点校正原理图。

在附图中：

1-列供电八选一多路开关  2-行供电八选一多路开关  3-输出八选一多路开关4-零点校正与放大电路  5-8×8磁像素矩阵

实施例：

现做成一个磁像传感器，其结构如附图1所示，图中(1)为列供电八选一多路开关，(2)为行供电八选一多路开关，(3)为输出八选一多路开关，三个多路开关都选用DG408八选一双向多路开关。(4)为零点校正与放大电路，选用OP07低漂移线性放大器接成差分电路。(5)为64个SS495A1线性靃尔传感器组成的8×8磁像素矩阵，三个多路开关的选择控制端由计算机数据采集卡输出的数字信号控制，校正信号由数据采集卡的D/A转换器输出。