[发明专利]一种环境磁场自标定三维磁场传感器

说明书

一种环境磁场自标定三维磁场传感器，采用了体积小巧、灵敏度较高、成本低的HMC1043磁阻传感器，灵敏度达到1mV/V/Gs，分辨率为120μGs，检测的磁场范围达到±6Gs，同时能够感应到微弱的地磁场～0.6Gs，通过S/R复位按钮实现磁场传感器灵敏度的恢复，并对磁场传感器初始信号进行了去噪处理，从而满足现场在线检测分辨率高、灵敏度高、信噪比干扰小的检测要求。

技术领域

本发明属于磁场检测技术领域，特别涉及一种环境磁场自标定三维磁场传感器，实现了比高斯计更高的检测灵敏度，可用于环境磁场的三维信号自标定。

背景技术

目前普遍采用高斯计进行环境磁场的标定，但是这种方法存在检测分辨率低、灵敏度低、信噪比干扰大的缺点。

综合考虑上述缺点的情况下，本发明基于磁记忆检测原理，发明了高灵敏度的环境磁场自标定三维磁场传感器，通过磁场传感器的选型到探头相关硬件模块的设计，将微弱信号通过信号调理电路，实现信号的放大及低通滤波，所述传感器具有检测分辨率高、灵敏度高、信噪比干扰小的优点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有高斯计标定环境磁场存在检测分辨率低、灵敏度低、信噪比干扰大的缺点，而提出的一种环境磁场自标定三维磁场传感器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种环境磁场自标定三维磁场传感器，其内设置磁阻传感器，采集三轴信号，采用贴片设计在所述磁场传感器内部形成惠斯通电桥，通过复位电路模块实现检测前对所述磁场传感器的引脚进行复位，通过信号调理模块对初始信号进行处理后传送至后方磁场采集系统。

进一步的，在所述磁阻所述磁场传感器内置一弹簧，位于所述磁阻传感器的后方，用于调节所述磁阻传感器与被检测对象的距离，以满足在线检测过程中所述磁场传感器的稳定以及提离的控制，确保检测结果的准确。

进一步的，所述复位电路模块具体如下，所述复位电路模块利用低功耗三极管互补配对构成的驱动电路，实现电路按键自锁的功能，控制电路开关，同时在按键和5V电源之间接入1K上拉电阻为按键的输入端提高电平，按键并联一个去抖电容，当手动按键按下后高电平输出，产生高电流脉冲，通过芯片大的引脚SR+实现复位功能，从而使磁场传感器的测量灵敏度和线性度更高，交叉轴和温度效应影响更小，使电路恢复到起始状态。

进一步的，所述信号调理模块具体如下，所述磁场传感器采集的初始信号为毫伏级别的电压，采用INA826仪表放大器以差分模式对初始信号进行放大，从而有效消除环境噪声。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、通过在所述磁阻传感器后方内置弹簧，调节所述磁阻传感器与被检测对象的距离，满足了在线检测过程中所述磁场传感器的稳定以及提离的控制，确保了检测结果的准确性。

2、通过芯片大的引脚SR+实现复位功能，从而使磁场传感器的测量灵敏度和线性度更高，交叉轴和温度效应影响更小，使电路恢复到起始状态，保证了检测结果精度较高。

3、采用INA826仪表放大器以差分模式对初始信号进行放大，从而有效消除环境噪声，保证了检测抗干扰能力强，信噪比较高。

附图说明

图1为本发明所述三维磁场传感器的结构示意图；

图2为本发明所述三维磁场传感器的贴片设计示意图；

图3为本发明所述三维磁场传感器贴片设计形成的惠斯通电桥；

图4为本发明所述三维磁场传感器的复位电路模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。