[实用新型]自动换量限和数字调零的测磁仪

说明书

本实用新型是一种自动换量限和数字调零的测磁仪，属磁敏传感仪表。

测磁仪是测量磁场强度的仪表。现有测磁类仪表的换量方式主要有手动换量限和自动换量限两种：手动换量限是利用带自锁的琴键开关等来切换运算放大器电路的放大系数；自动换量限，一种是利用单片计算机自动控制升降量限，一种是将A/D转换器的输出脉冲信号作为静态电压信号，通过比较电路实现自动换量限。手动换量限的缺点是在测量物体的磁场强度时，每次升降量限都要按一次仪器的换量限开关，使测量操作繁琐；自动换量的优点是可以自动调整量限范围，方便测量。目前测磁类仪表存在的问题是：①利用单片计算机调零点和自动换量限，需要增加CPU及相关的接口电路，既增加成本，又加大了电路的功耗，特别不利于便携式(电池供电)测磁仪表，如电源电压低于CMOS电平时，测磁仪表会出现混乱现象；②将A/D转换器输出的脉冲信号作为静态电压信号进行比较，使其比较电路输出电平存在不稳定因素，脉冲作为静态电压处理有干扰出现，使得还没有到量限时，出现换量限的现象，因此存在不稳定、可靠性差的问题；③目前，所有测量磁场的仪器仪表都是采用了手动直接调节电位器的方法，还要将控制放大倍数的电位器安装在仪表面板上。

本实用新型的目的就是为了克服和解决现有测磁仪表存在利用单片机换量限和调零电路功耗大、不利便携、成本高、而电源电压低于CMOS电平时，测磁仪会出现混乱现象，将A／D转换器输出的脉冲信号作为静态电压信号进行比较会引起干扰、存在不稳定、可靠性差或需手动调零等的缺点和问题，提供一种把A/D转换器的脉冲信号进行数字处理、采用模拟零点转换成数字零点的调零电路、使得仪表性能稳定、可靠、成本低、功耗低、读数清晰、准确、体积小、利于便携式的自动换量限和数字调零的测磁仪。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的：自动换量限和数字调零的测磁仪的外形结构示意图如图1所示；本测磁仪的测磁探头如图2所示；本测磁仪的电路方框图如图3所示；其电路原理图如图4所示。它由机壳1、3·1/2位LCD液晶显示器2、调零按钮3、测磁探头插座4、测磁探头、电路板共同连结组装而成，其相互位置及连接关系为：电路板固定安装于机壳1内，测磁探头套插于测磁探头插座4，3·1/2位LCD液晶显示器2装置于机壳的面板上部并与电路板上的相应A/D转换器相电气连接，调零按钮3装置于机壳面板的中上部并与电路板相应数字调零电路相电气连接，测磁探头插座4装置于机壳面板下部并与电路板上相应程控放大器电路相电气连接；其中：测磁仪电路由电流源及磁敏元件组成的测磁传感器、程控放大器、数字调零电路、记忆、比较和锁存自动换量限电路、A/D转换器、LCD显示器共同电气连接构成，其互相连接关系为：电流源通过电流源输出线与磁敏元件相电气连接构成测磁传感器；程控放大器分别通过测磁传感器输出信号线、数字调零电路输出信号线、记忆、比较和锁存自动换量限电路控制信号输出线、程控信号输出线分别与测磁传感器、数字调零电路、记忆、比较和锁存自动换量限电路、A/D转换器相电气连接，A/D转换器分别通过A/D转换器输出信号线分别与LCD显示器及记忆、比较和锁存自动换量限电路相电气连接；其中：测磁传感器由运算放大器U1A、三极管N1、电阻R1、电流调节电阻器W2、磁敏元件Hall共同电气连接构成；程控放大器由运算放大器集成件U1C、U1D、多路模拟开关U8、可调电阻器W_2T、W_200mT、电阻R2、R4、R8～R10共同电气连接构成；数字调零电路由双稳态触发器集成件U11A、模拟记忆电路集成件U5、电阻R3、电阻R18、按钮开关S1、电容C5共同电气连接构成；记忆、比较和锁存自动换量限电路由或非门集成件U12A、U12B、U12C、U12D、数值比较集成电路U3、U6、U7和非门集成电路U4D共同电气连接构成；A/D转换器由双积分式A／D转换器集成件U10、可调电阻器W1、电阻R11～R13、电容C1～C4、电解电容C6共同电气连接构成；LCD显示器由液晶显示模块构成；测磁探头由磁敏元件(即霍尔元件)5、铜管6、手柄7、屏蔽电缆线8共同连接构成，其相互连接关系为：磁敏元件5与铜管6配接，铜管6与手柄7相固接，屏蔽电缆线8分别与铜管6及测磁探头插座4相电气连接。