三维磁阻式电子罗盘的研制

利用三轴磁阻传感器和两轴倾角传感器研制三维磁阻式电子罗盘.三轴磁阻传感器HMC1043测量地磁场的3个分量,倾角传感器SCA100T测量罗盘的翻滚角和俯仰角,2只传感器的信号经过电路处理后传入单片机中,再通过RS-232接口输入到计算机进行计算处理,计算机终端采用VC编制的界面来显示罗盘的方位角和翻滚、俯仰角.系统采用了低功耗的置位/复位电路来保证磁阻传感器的灵敏度.最终电子罗盘的方位角精度达到0.5°,方位角分辨率达到0.1°.     

数显扭矩扳手的改进

针对目前用于扭矩扳手的绕线式和滑环式传感器的不足,使用了一种新的非接触式扭矩传感器。在处理传感器输出的两列电压信号时,选用了一个双稳态触发器将两列存在相位差的电压信号转换成一列电压信号,最终将该电压信号输入到单片机中。测量占空比,然后通过转换计算出实际的扭矩值并在显示屏中显示出来。实验结果表明,改进后的扭矩扳手的精确度...     

基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路

为了提高磁场测量精度,提出一种基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路。该电路由前置放大器、开关同步检波、积分电路和闭环反馈电路组成。首先通过选取较小的前置放大器增益,以降低对传感器输出噪声的放大;然后利用积分器对放大后信号进行积分,得到积分电压;最后,将积分电压进行V/I转换,并将电流接入HMC1001偏置电流带,实现闭环反馈,以抵消外部待测磁场,当电路平衡时,传感器工作于零场,积分输出电压正比于待测磁场。与开环结构对比实验结果表明:在相同的灵敏度条件下,闭环式信号调理电路噪声功率谱密度为40 pT/√ Hz @1 Hz,并且与开环式的信号调理电路相比,它的输出信号信噪比提高了15.55 dB。     

机床主轴轴承温度的检测与保护

首先通过温度传感器来测量机床主轴温度,由温度变送器输出电压信号,将电压信号送人测温电路的取样部分,然后将电压信号经低通滤波电路滤除高频干扰,再经V/F转换电路将其转换为频率信号送入80C51单片机接口,经单片机计算处理后输出的数值存储在单片机的RAM中供温度计量计算调用,同时输出信号再经MC14489驱动数码管显示。     

机床主轴轴承温度的检测与保护

首先通过温度传感嚣来测量机床主轴温度,由温度变送器输出电压信号,将电压信号送人测温电路的取样部分,然后将电压信号经低通滤波电路滤除高频干扰,再经V/F转换电路将其转换为频率信号送入80C51单片机接口,经单片机计算处理后输出的数值存储在单片机的RAM中供温度计量计算调用,同时输出信号再经MC14489驱动数码管显示。     

磁致伸缩力传感器输出特性及其影响因素分析

为揭示磁致伸缩力传感器的物理机制,研究了磁致伸缩传感器输出电压与核心元件磁特性的关系。基于磁致伸缩材料的逆磁致伸缩效应,使用片状Fe-Ga和Fe-Co合金设计一种新型的力传感器,根据霍尔效应原理和Jiles-Atherton模型推导了力传感器输出电压模型,通过传感器输出特性测试平台对传感器输出特性进行测试,实验结果表明在偏置磁场6kA/ｍ、 外力2N时,Fe-Ga合金力传感器的最大输出电压为112mV,Fe-Co合金力传感器最大输出电压为58mV,与输出电压模型具有较好的一致性,从物理机制层面上分析磁致伸缩力传感器输出电压的影响因素,确定力传感器的输出电压主要由偏置磁场、外力、以及传感器核心元件磁致伸缩(λ/ λｓ)和Ms/ λｓ1/ 2决定,并且传感器的输出电压与(λ/ λｓ2)１/2成正比,与(Ms/ λｓ１/2)成反比,揭示了磁致伸缩力传感器输出特性的物理机制。     

基于MSP430的热式风速传感器设计

基于热扩散原理设计了一款热式风速传感器,它是以Flow Sens FS5为感应元件,将其接入传感器电路之中,通过模拟采集电路转换为电压信号。将电压信号经差动放大电路放大之后,再经过信号滤波电路进行滤波,使电压的幅值比较稳定。最后由MSP430F149单片机的A/D定时采集电压信号,单片机处理采集数据并在液晶上显示风速值。     

基于HMC1001的铁磁金属检测系统设计

针对金属检测,根据惠斯顿电桥原理,将磁场转换成微弱的电压信号,将电压信号通过差分放大电路进行放大,从而获得可以处理的电压信号,通过对电路进行优化使传感器工作更加稳定和准确.实验表明:在一定范围内存在铁磁类金属时,磁阻传感器HMC1001可以检测铁磁类金属引起的磁场变化,设计可以广泛用于食品、制药、日化等行业.     

基于磁阻传感器的微型姿态测试电路

设计了一种基于磁阻传感器的姿态测试电路.详细介绍了系统的硬件设计,硬件电路包括:电源设计、微型置位/复位脉冲信号产生电路、磁阻传感器及输出信号的适配电路.本文介绍了两种高灵敏度磁阻传感器HMC1022和HMC1021Z的工作原理和使用方法.为了达到项目高精度、小体积的要求,设计了一种新型的、低功耗的使用单稳态触发器74HC123和IRF7105来产生置位/复位脉冲的电路,保证了磁阻传感器在高灵敏度下正常工作.本系统充分利用了HONEYWELL磁阻传感器高精度、高响应度、微小体积、重复性好、工作温度范围宽的突出特点.     

用于差动电容传感器的高分辨率电路的研究

本文提出了一种用于差动电容传感器的电路 ,采用弱信号检测技术 ,将被测微小电容变化量转换成直流电压信号 .输出电压与差动电容变化量成线性关系 ,经过单片机处理后能自动补偿偏差电容和电路的漂移 .实验表明 ,最小被测电容变化量可达 8f F,灵敏度可达 3.82× 10 1 1 V/ F.实验结果和理论分析具有良好的一致性     

基于磁阻传感器的铁磁体探测系统设计

简要介绍了铁磁体在地磁场中的模型,针对磁异信号的检测,设计了一种基于各项异性磁阻传感器的三轴测试系统。硬件电路主要包括：磁阻传感器、置位／复位电路、信号调理电路、A／D转换电路及控制电路。该系统由Honeywell公司HMC1001和1002组成三轴测量传感器,利用FPGA作为控制器实现对磁异信号的采集。试验结果表明,系统能够对移动目标铁磁体进行有效检测,并可达到较高的检测精度。     

一种各向异性磁阻传感器在车辆探测中的应用

介绍了一种基于各向异性磁阻（AMR）传感器HMC1002的物理机理,并说明其测量原理和外围信号处理电路。研制了基于AMR传感器HMC1002的车辆探测器。当车辆驶过探测器上方时,车辆的存在将会引起周围磁场的变化,AMR传感器输出将发生相应的变化,根据AMR传感器的输出可判断周围空间内车辆的运动状态,对该探测器的特性进行了实验研究,实验结果表明：当车辆分别沿南北向通过AMR传感器时,传感器输出变化规律不同;当车辆分别以不同的速度通过AMR传感器时,传感器输出变化规律也不同,该探测器可实现车辆探测。     

基于双霍尔传感器的磁性小球悬浮控制系统研究

本文设计并实现了一种基于双线性霍尔传感器结构的磁性小球悬浮控制系统,在电磁驱动器底端及顶端中心位置各同向布置一个线性霍尔传感器,通过传感器信号调理电路,将两路传感器的输出信号作减法处理,消除了电磁驱动器磁场对传感器输出信号的影响。试验表明,磁性小球到电磁驱动器底端距离为16.46~42.46 mm时,调理电路输出电压值与磁性小球到电磁驱动器底端距离的负三次方成正比。基于PID控制策略,设计了一个磁性小球悬浮控制系统,选取合适的PID控制器参数,试验表明,系统的超调量和响应速度能够符合设计要求,磁性小球实现了在25 mm位置处的稳定磁悬浮,系统的位置控制精度达到±0.125 mm。     

基于AD698的线性差动式位移传感器解码电路设计

线性差动式位移传感器(LVDT)由于其灵敏度高、线性度好、分辨率高、寿命长、可靠性高等优点,已广泛应用于机载测试系统中;为了设计出精度高,稳定性好,能够满足机载测试需求的LVDT传感器解码电路,分析了LVDT传感器磁芯位移与输出电压信号的关系,研究了AD698的内部解调原理,设计出了基于AD698的信号解码电路;该电路通过外围元器件产生传感器所需的激励信号,并对激励信号和传感器输出信号进行解调得到与传感器磁芯位移成正比的直流电压;最后通过实验验证该电路具有结构简单、稳定性高、精度高的优点,能够满足机载测试的要求,且该电路已经过高低温和振动试验,并成功应用于机载测试采集系统中。     

基于CPLD的炮口磁信息采集控制系统

本文以出炮口的磁信息作为迫弹引信解除保险的第二环境信息,以CPLD器件作为主控制器,以HMC1021为传感器搭建了磁信号采集系统.根据炮管附近的磁场分布特点,首先给出了系统的整体设计方案框图,按照方案,设计了硬件电路,传感器采集到的磁信号经过放大滤波以及AD转换后送至CPLD,CPLD负责控制AD转换以及对磁信号的识别...     

压阻式高温压力传感器温度补偿与信号调理设计与测试

设计制作了一种集成信号调理电路的高温压阻式压力传感器,包含倒装式的压敏敏片、无源电阻温度补偿电路和信号调理电路组成;压敏芯片的制作采用SOI材料和MEMS标准工艺,温度补偿和信号调理电路采用高温电子元件;试验表明,无源电阻温度补偿具有显著的效果;此外,采用了高温信号调理电路来提高传感器的输出灵敏度,通过温度补偿来降低输出灵敏度;与传统的经验算法相比,所提出的无源电阻温度补偿技术具有更小的温度漂移,在220℃条件下传感器输出灵敏度为4.93 mV/100 kPa,传感器灵敏度为总体测量精度为±2%FS;此外,由于柔性传感器的输出电压可调,因此不需要使用一般的电压转换器随动压力变送器,这大大降低了测试系统的成本,有望在恶劣环境下的压力测量中得到高度应用。     

电阻应变式力传感器低频冲击频率测量电路设计

针对采用压电式力传感器、冲击力传感器测量冲击频率存在成本高、安装不便等问题,设计了一种电阻应变式力传感器低频冲击频率测量电路。该电路根据电阻应变式力传感器的工作原理,首先采用放大电路将传感器输出信号放大,然后运用电压比较电路产生方波信号,最后采用单稳态触发电路对方波信号整形,从而得到标准的方波信号。实际应用表明,该电路工作稳定,测量精度较高。     

谐振式MEMS磁传感器接口电路设计

介绍了一种谐振式微系统（MEMS）磁传感器的接口电路,电路由驱动电路和信号检测处理电路组成。驱动电路采用直接数字频率合成器（DDS）产生磁传感器驱动信号,同时为检测电路提供同步信号;信号检测处理电路对磁传感器输出信号和 DDS 产生的同步信号进行同步解调,最终得到所需的磁场信号。最后对电路的性能和测试结果进行分析和总结。     

磁致伸缩位移传感器双磁环间测量盲区的影响分析

为减小双磁环磁致伸缩位移传感器磁环间的测量盲区,对传感器在测量盲区内的输出信号进行了分析。从双磁环偏置磁场与磁环间距的关系进行研究,建立了双磁环磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算了不同偏置磁场强度的双磁环在不同间距与放置方向时传感器的输出电压,并通过实验进行了验证。结果表明,磁环规格相同时,测量盲区的大小与磁环放置方向无关,磁环偏置磁场强度越小,磁环间的测量盲区越小,磁场叠加影响的电压幅值变化量也越小。且在传感器的测量盲区内,电压输出信号将会受到偏置磁场与电压输出波形叠加的影响,这两种因素都会导致传感器检测失效。该研究结果为多磁环位移传感器磁环的选型及减小传感器磁环间的测量盲区提供理论基础。