三維五點(diǎn)位微弱磁場測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、高聚物結(jié)構(gòu)材料在合成、加工、制備及以后的儲(chǔ)運(yùn)、使役過程中通常會(huì)存在或形成一定數(shù)量的微缺陷（夾雜、微裂紋、微孔洞等），這些微缺陷在外部環(huán)境和荷載條件下，會(huì)演化和發(fā)展從而導(dǎo)致材料的損傷破壞。在整個(gè)破壞過程中，在裂尖斷裂過程區(qū)呈現(xiàn)出質(zhì)量場、應(yīng)力場、應(yīng)變場、溫度場、熱磁場等多場耦合?！昂毕莞呔畚锊牧蠠嶂麓判?yīng)多場耦合集成測試儀器”是針對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行研究的專用儀器，用以測量含缺陷高聚物材料在拉伸破壞過程中存在的微弱熱致磁場，該磁場的變化規(guī)律對(duì)研究

2、材料的破壞機(jī)理有重要意義。本課題重點(diǎn)進(jìn)行的是“三維五點(diǎn)位微弱磁場測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，主要進(jìn)行磁場傳感器系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)。
　　 本文首先介紹了課題研究的意義與相關(guān)背景，接著闡述了三維微弱磁場探測技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，并介紹了磁場探測傳感器的基本原理和三維五點(diǎn)位微弱磁場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。
　　 本文重點(diǎn)進(jìn)行了三維五點(diǎn)位微弱磁場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件及軟件的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上，先提出了總體方案，然后分傳感器電路模塊

3、、磁滯效應(yīng)消除電路模塊、微弱信號(hào)放大器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、串行口通信模塊、單片機(jī)控制模塊等做出了設(shè)計(jì)。其中傳感器電路模塊采用霍利威爾公司生產(chǎn)的HMC2003三軸磁場傳感器，極大的提高了設(shè)計(jì)的靈敏度和穩(wěn)定度。微弱信號(hào)放大器模塊采用AMP04（精密單電源儀表放大器）放大器，保證了系統(tǒng)的高精度要求。單片機(jī)控制模塊本設(shè)計(jì)選用的是STC89C54RD+單片機(jī)。在軟件設(shè)計(jì)方面，提出了軟件設(shè)計(jì)的整體實(shí)現(xiàn)方案。主要針對(duì)三維五點(diǎn)位微弱磁場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與上

4、位機(jī)的通信，如何對(duì)磁場數(shù)據(jù)進(jìn)行精確采集，如何消除采集磁場數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差做了重點(diǎn)說明;然后對(duì)主控單片機(jī)數(shù)據(jù)采集程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的測試程序主界面進(jìn)行了介紹并給出了一組相關(guān)測試的結(jié)果。本系統(tǒng)使用NI公司的LabWindows/CVI作為數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，對(duì)高聚物結(jié)構(gòu)材料在斷裂過程中的磁場的變化進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本系統(tǒng)能夠采集到20×10-6GS的微弱磁場變化，并為后續(xù)研究提供一組聚合物PVC板材在恒定拉伸速率下的多參