基于磁阻效應(yīng)的地磁場探測研究.pdf

1、地磁場是存在于地球表面以及近地空間的微弱磁場。作為一種天然的磁場，它在軍事導(dǎo)航、通訊、地質(zhì)勘探、地震預(yù)報等眾多領(lǐng)域有著重要的作用。基于此，準(zhǔn)確高效的測量地磁場也就顯得至關(guān)重要。本文以各向異性磁阻（Anisotropic Magnetoresistance，AMR）傳感器作為地磁場感知探頭，構(gòu)建了微弱磁信號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，研究設(shè)計了具有低功耗、便攜、低成本等優(yōu)勢的地磁場探測系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了一款基于各向異性磁

2、阻效應(yīng)可有效測量地磁場的傳感探測系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　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）作為地磁場探測的工作原理。討論并驗證測量地磁場的可行性和相關(guān)方案。
　　其次，進(jìn)行探測系統(tǒng)部分電路設(shè)計，系統(tǒng)主要由磁場探測單元、置位/復(fù)位單元、信號處理單元、單片機(jī)控制及顯示單元和電源模塊組成。針對信號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級別噪聲的干擾。在信號放大電路設(shè)計上，從芯片選擇到供電的不同做了多種方案進(jìn)行對比分析，最后選擇了AD623單電源供電放大電路設(shè)計方案。在電源設(shè)計上，為了測試的靈活性，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，我們對傳感器進(jìn)行了標(biāo)定，得到電壓隨磁場變化特性曲線，克服了因為傳感器本身的偏差造成誤差的問題，實(shí)現(xiàn)了對地磁場的探測，獲得了地磁場的典型測量結(jié)果為