[实用新型]一种提高磁强计分辨率指标的系统

说明书

本实用新型公开了一种提高磁强计分辨率指标的系统，涉及磁场的精准测量技术领域。包括：一阶无差系统、一阶映射系统和二阶映射系统，所述一阶映射系统和二阶映射系统为所述一阶无差系统的平行反馈系统，所述一阶映射系统通过反馈抵消绝大部分测量磁场，所述二阶映射系统利用磁强计模拟输出电压作为反馈源，通过电阻转换为电流直接反馈给磁强计探头。该系统中，使用二阶映射将有限的模拟电压范围对应小量程磁场值，分辨率可以比现有技术方案提高了两个数量级；另外，由于一阶映射为粗映射，一方面对数/模模块和模/数模块精度依赖大大降低，另一方面减少了元器件成本。

技术领域

本实用新型涉及磁场的精准测量技术领域，尤其涉及一种提高磁强计分辨率指标的系统。

背景技术

现有的磁强计的输出包括数字和模拟量输出，但无论数字输出还是模拟输出，其内部均是利用模拟量与磁场一一映射对应，常见的比如-5V～+5V模拟电压一一对应-50000nT～+50000nT磁场，10V电压范围对应100000nT测量磁场量程，即分辨率为10nT/mV。在实际工程中，由于供电和接口兼容性限制，磁强计输出磁场电压值不能太高，造成分辨率无法进一步提高。

目前，有厂家使用高位ADC采集模块提高磁强计分辨率，一方面高位ADC成本高，另一方面受模拟电路固有属性(如运算放大失调电流、失调电压等指标)限制，高分辨率模拟电压信噪比太低，所以本质上并没有解决提高磁强计分辨率的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高磁强计分辨率指标的系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种提高磁强计分辨率指标的系统，包括：一阶无差系统、一阶映射系统和二阶映射系统，所述一阶映射系统和二阶映射系统为所述一阶无差系统的平行反馈系统，所述一阶映射系统通过反馈抵消绝大部分测量磁场，所述二阶映射系统利用磁强计模拟输出电压作为反馈源，通过电阻转换为电流直接反馈给磁强计探头。

优选地，所述一阶无差系统按照信号的流向依次包括磁强计探头、选频放大器、相敏检波器和积分放大器。

优选地，所述一阶映射系统按照信号的流向依次包括8位AD模块、处理器、8位DA模块和可控恒流源；所述二阶映射系统包括一个大阻值的反馈电阻。

优选地，所述AD模块采用8位的AD9280，所述DA模块采用8位的AD9708，所述处理器采用FPGA片子EP3C40F780,阈值设置为+4V和-4V，二阶映射反馈电阻为33kΩ。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的提高磁强计分辨率指标的系统，包括：一阶无差系统、一阶映射系统和二阶映射系统，所述一阶映射系统和二阶映射系统为所述一阶无差系统的平行反馈系统，所述一阶映射系统通过反馈抵消绝大部分测量磁场，所述二阶映射系统利用磁强计模拟输出电压作为反馈源，通过电阻转换为电流直接反馈给磁强计探头。该系统中，使用二阶映射将有限的模拟电压范围对应小量程磁场值，分辨率可以比现有技术方案提高了两个数量级；另外，由于一阶映射为粗映射，一方面对数/模模块和模/数模块精度依赖大大降低，另一方面减少了元器件成本。

附图说明

图1是传统磁强计分辨率原理示意图；

图2是本实用新型提供的提高磁强计分辨率的原理示意图；

图3是本实用新型提供的提高磁强计分辨率指标的系统结构示意图；

图4是可控恒流源电路结构示意图。

图中，各符号的含义如下：

1磁强计探头、2选频放大器、3相敏检波器、4积分放大器、5AD模块、6处理器、7DA模块、8可控恒流源、9反馈电阻。

具体实施方式