基于磁阻效應(yīng)的地磁場(chǎng)探測(cè)研究.pdf

1、地磁場(chǎng)是存在于地球表面以及近地空間的微弱磁場(chǎng)。作為一種天然的磁場(chǎng)，它在軍事導(dǎo)航、通訊、地質(zhì)勘探、地震預(yù)報(bào)等眾多領(lǐng)域有著重要的作用。基于此，準(zhǔn)確高效的測(cè)量地磁場(chǎng)也就顯得至關(guān)重要。本文以各向異性磁阻（Anisotropic Magnetoresistance，AMR）傳感器作為地磁場(chǎng)感知探頭，構(gòu)建了微弱磁信號(hào)提取放大集成電路并結(jié)合單片機(jī)控制和濾波軟件設(shè)計(jì)，研究設(shè)計(jì)了具有低功耗、便攜、低成本等優(yōu)勢(shì)的地磁場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了一款基于各向異性磁

2、阻效應(yīng)可有效測(cè)量地磁場(chǎng)的傳感探測(cè)系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，介紹了各向異性磁阻效應(yīng)、惠斯通電橋等的工作原理，探討了采用AMR傳感單元（HMC1021Z和HMC1022）作為地磁場(chǎng)探測(cè)的工作原理。討論并驗(yàn)證測(cè)量地磁場(chǎng)的可行性和相關(guān)方案。
　　其次，進(jìn)行探測(cè)系統(tǒng)部分電路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主要由磁場(chǎng)探測(cè)單元、置位/復(fù)位單元、信號(hào)處理單元、單片機(jī)控制及顯示單元和電源模塊組成。針對(duì)信號(hào)噪聲影響采取了軟件和硬件相結(jié)合方式進(jìn)行

3、濾波，可以有效的消除 mV級(jí)別噪聲的干擾。在信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)上，從芯片選擇到供電的不同做了多種方案進(jìn)行對(duì)比分析，最后選擇了AD623單電源供電放大電路設(shè)計(jì)方案。在電源設(shè)計(jì)上，為了測(cè)試的靈活性，做了電池供電和220V交流供電兩種方式。在輸出顯示上選擇LCD液晶顯示器，可以顯著減小功耗。在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)傳感器進(jìn)行了標(biāo)定，得到電壓隨磁場(chǎng)變化特性曲線，克服了因?yàn)閭鞲衅鞅旧淼钠钤斐烧`差的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地磁場(chǎng)的探測(cè)，獲得了地磁場(chǎng)的典型測(cè)量結(jié)果為