[发明专利]基于板材拉伸热致磁效应的五点位三维磁场测量方法

权利要求书

1.一种基于板材拉伸热致磁效应的五点位三维磁场测量方法，其特征在于，在检测区域的5个点位分别设置5个能输出三维磁感应信号的磁传感器；磁传感器输出的15路信号经多路选择器选择后，每一采样周期内输出一个磁传感器的三维磁感应信号，再通过模数转换器形成数字信号送入单片机中；最后由单片机对采集的所有数据处理后上传至上位机，完成三维磁场的测量。

2.根据权利要求1所述的基于板材拉伸热致磁效应的五点位三维磁场测量方法，其特征在于，在所述的测量过程中，单片机通过磁滞效应消除电路产生正反向极化脉冲并输出给磁传感器，以消除在磁场测量过程中磁传感器被磁化；测量步骤为：

步骤1：依次循环完成对5个点位的磁场测量；

每一个点位的磁场测量包括依次测量x、y和z方向的磁场；

步骤2：当5个点位的三维磁场测量全部完成以后，就完成了一帧数据的测量，并返回步骤1进行下一次循环；

每一个点位处的磁传感器单方向的磁场测量过程为：

A/D转换开始前，单片机先输出一个置位信号SET使传感器获得正向极化，接着启动模数转换器进行A/D转换，为了防止随机干扰造成A/D转换误差，采用100个采样值求平均值AVG1，接着单片机输出一个复位信号RESET使磁传感器获得反向极化，然后启动模数转换器再获得100个采样值，并求得平均值AVG2，然后将两次获得的平均值AVG1和AVG2经过数值计算V_OUT=(AVG1+AVG2)/2，得到一个数值作为一个该单方向的磁场测量值；

所述的和的单方向指x、y或z方向。

3.根据权利要求2所述的基于板材拉伸热致磁效应的五点位三维磁场测量方法，其特征在于，采用五点位三维磁场测量装置实施测量；

所述的五点位三维磁场测量装置包括单片机、磁传感器、多路选择器、模数转换器、磁滞效应消除电路和串口通信电路；

所述的磁传感器为5个，对称设置于PCB正面的5个点位上，且4个设置在PCB板的四角处，另一个设置在PCB板的中央；每一个磁传感器具有3个信号输出通道，分别输出X、Y、Z三方向的磁感应信号；

磁传感器依次通过多路选择器和模数转换器与单片机的输入接口连接；多路选择器的通道选择端接单片机的输出端口；

磁滞效应消除电路的两个输入端分别接单片机的复位端和置位端（set8和reset8）；复位端和置位端均为单片机的IO端口；磁滞效应消除电路的输出端与磁传感器中的脉冲极化电路相连；

单片机通过所述的串口通信电路与上位机连接；

所述的磁传感器采用HMC2003芯片，所述的多路选择器包括3个多路开关：即第一多路开关、第二多路开关和第三多路开关，模拟多路开关采用具有8路信号输入通道和1个信号输出通道的74HC4051芯片；模数转换器采用十六位的ADS7825芯片；ADS7825芯片具有四个模拟信号输入端：IN0,IN1,IN2,IN3；

5个磁传感器的X信号输出通道分别与第一多路开关的5个信号输入通道相接；

5个磁传感器的Y信号输出通道分别与第二多路开关的5个信号输入通道相接；

5个磁传感器的Z信号输出通道分别与第三多路开关的5个信号输入通道相接；

3个多路开关的3个信号输出通道分别与模数转换器的3个模拟信号输入端相接；

3个多路开关的三个数字选择端对应并联。

4.根据权利要求3所述的基于板材拉伸热致磁效应的五点位三维磁场测量方法，其特征在于，磁滞效应消除电路为基于功率MOSFET管的脉冲产生电路，功率MOSFET管采用IRF7106芯片；

IRF7106芯片的5-8脚短接后通过第一电容（C83）与磁传感器中的脉冲极化电路相接；

IRF7106芯片的1脚和3脚分别接地和直流电源正端VCC1；

IRF7106芯片的2脚（G1）接所述的复位端（reset8）；

单片机的另一个IO端口作为置位端（set8），置位端（set8）通过第一电阻（R81）接NPN型的三极管（Q18）的基极；三极管（Q18）的射极接地，三极管（Q18）的集电极通过第二电阻（R82）接VCC1；三极管（Q18）的集电极还通过第二电容（C81）接IRF7106芯片的4脚（G2端）；IRF7106芯片的4脚与VCC1之间接有第三电阻（R83）；VCC1与地之间接有第三电容（C82）；V_CC1=20V；

串口通信电路采用专用通信器件MAX232，单片机采用STC89C54RD芯片。