CN114966490A - 一种磁场记录仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁场测量技术领域，具体为一种磁场记录仪，包括外壳、前置板、主控板和显示板，前置板和主控板安装在外壳内部，显示板安装在外壳外部，前置板上安装有三分量磁场传感器和温度传感器，主控板上安装有信号处理模块、磁场数据采集模块和数据存储模块，显示板上安装有指示灯。三分量磁场传感器一次测量出空间三维磁场的分布情况，测量迅速准确，并且测量得到的磁场信息通过信号处理模块、磁场数据采集模块和数据存储模块进行处理和保存，方便后期信息的上传与分析，具备很好的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及磁场测量技术领域，尤其涉及一种磁场记录仪。
背景技术
磁场是一个矢量场，因此该测量仪需要准确测量磁场的三个分量，同时考虑到温漂，需要测量周围的环境温度。磁场测量在军事、资源勘探、生命医学、科学研究等领域有着广泛的应用。与地磁场有关的磁场测量应用更加广泛。
磁场测量和一般测量系统一样，包括传感器、信号调理电路、采集设备和应用软件组成，霍尔传感器将磁信号转换为电压信号输出，电压信号经过信号调理电路得到大小合适有用的信号，再经过A/D转换将模拟信号转换为数字信号，在微处理器的控制下存储到存储芯片中，用于后期的显示、分析处理。
随着科学技术的发展和各种高新技术的引入，越来越多的电磁场研究更加偏向于三维动态磁场的分布，而传统的磁场测量的特斯拉计、高斯计等仪器，难以满足多点和动态磁场的测量要求。截止目前，常用的脉冲磁场测量方法主要有霍尔效应法、电磁感应法、磁光效应法和磁阻效应法等。但电磁感应法的探头一般都是面积相对较大线圈，测量精度不高；磁光效应法的优点是测试精度较高，反应速度快，但是需要前期校准，且测试设备复杂。
目前在精确的磁场测量系统主要依赖进口，价格昂贵，而且大多数系统只能测量单个点的一维磁场或二维磁场，空间三维磁场的分布情况更是需要通过多次测量和复杂的数据处理才能得到，无法实现快速测量。
发明内容
本发明的目的是为了解决由于大多数系统只能测量单个点的一维磁场或二维磁场，空间三维磁场的分布情况更是需要通过多次测量和复杂的数据处理才能得到的问题，而提出的一种磁场记录仪。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种磁场记录仪，包括外壳、前置板、主控板和显示板，前置板和主控板安装在外壳内部，显示板安装在外壳外部，前置板上安装有三分量磁场传感器和温度传感器，主控板上安装有信号处理模块、磁场数据采集模块、数据存储模块和主控芯片，显示板上安装有指示灯。
可选的，外壳为无磁外壳。
可选的，磁场记录仪还包括电池板，电池板上安装有储能电池、电源管理模块和电池充电及保护模块。
可选的，磁场记录仪还包括串口板，串口板上安装有数据通信模块、充电指示灯、电源开关、USB接口和U盘指示灯。
可选的，显示板上还安装有信息显示模块。
可选的，三分量磁场传感器的型号为AD22151YR。
可选的，温度传感器的型号为LM35。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明中，磁场记录仪，包括外壳、前置板、主控板和显示板，前置板和主控板安装在外壳内部，显示板安装在外壳外部，前置板上安装有三分量磁场传感器和温度传感器，主控板上安装有信号处理模块、磁场数据采集模块和数据存储模块，显示板上安装有指示灯，三分量磁场传感器一次测量出空间三维磁场的分布情况，测量迅速准确，并且测量得到的磁场信息通过信号处理模块、磁场数据采集模块和数据存储模块进行处理和保存，方便后期信息的上传与分析。
附图说明
图1为本发明实施例中的磁场记录仪的正视图；
图2为本发明实施例中的磁场记录仪的侧视图；
图3为本发明实施例中的磁场记录仪的剖视图；
图4为本发明实施例中的手持控制仪的立体图。
具体实施方式
结合图1-3所示，本发明的实施例提供一种磁场记录仪包括外壳1、前置板2、主控板3和显示板4，前置板2和主控板3安装在外壳1内部，显示板4安装在外壳1外部，前置板2上安装有三分量磁场传感器和温度传感器，主控板3上安装有信号处理模块、磁场数据采集模块、数据存储模块和主控芯片，显示板4上安装有指示灯。三分量磁场传感器一次测量出空间三维磁场的分布情况，测量迅速准确，并且测量得到的磁场信息通过信号处理模块、磁场数据采集模块和数据存储模块进行处理和保存，方便后期信息的上传与分析。主控芯片采用高精度霍尔磁传感器芯片，能够将感应到的外界磁场信号转换成电信号传输至信号调理电路进行下一步处理。主控芯片内嵌控制软件，控制整个电路的运行，处理速度快。值得注意的是，本实施例的主控芯片采用的型号是TI公司的16位微控制器MSP430F5438A。主控电源采用低纹波的低压差线性稳压芯片SP6201，该芯片同时为主控芯片提供复位信号，确保主控芯片工作正常。
进一步地，外壳1为无磁外壳1，不影响三分量磁场传感器的采集工作。
进一步地，磁场记录仪还包括电池板6，电池板6安装在外壳1的内部，电池板6上安装有储能电池、电源管理模块和电池充电及保护模块。储能电池给前置板2上的三分量磁场传感器和温度传感器，还有主控板3上的信号处理模块、磁场数据采集模块、数据存储模块和主控芯片供电，方便磁场记录仪能在野外进行采集工作。同时，电源管理模块能保证储能电池的电压稳定，在不工作时进入待机状态节省电能。电池充电及保护模块则可以保护储能电池充电稳定。电池充电及保护模块采用专用锂电池充电芯片TP5000,实现恒流、恒压充电、充电指示等功能。能实现欠压缓冲、充满自停。
进一步地，磁场记录仪还包括串口板5，串口板5为外壳1的后面板，串口板5上安装有数据通信模块51、充电指示灯52、电源开关53、USB接口54和U盘指示灯55。串口板5上的原件用于与外部设备进行连接来实现信息的交换，通过数据通信模块51和USB接口54实现无线或者有线数据交换。而充电指示灯52和U盘指示灯55则分别提供是否在充电和是否有U盘接入的信息，电源开关53则控制储能电池与各个原件的电路通断。数据通信模块51采用成都亿佰特公司生产的工作在4MHz频段E-TTL无线通讯模块，记录仪的主控芯片通过RS2接口(TTL电平)与该模块连接。该无线通讯模块具备最高115200bps的有线通讯波特率、最高20Kbps空中通讯速率、100mW发射功率、支持256个地址以及跳频通讯等功能。具有抗干扰能力强、模块可靠性高、性能稳定等优点，主要技术指标优于同类产品。USB接口54采用了南京沁恒公司生产的U盘接口芯片，该芯片内置了USB通讯协议的基本固件，内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，内置了FAT文件系统的管理固件，是应用最广泛的U盘接口芯片之一。主控芯片通过SPI总线与该芯片进行高速通讯。
进一步地，显示板4上还安装有信息显示模块，能够显示当前的磁场信息。
值得注意的是，本实施例的三分量磁场传感器的型号为AD251YR，温度传感器的型号为LM35。当然，根据实际需要也可以采用其他型号的三分量磁场传感器和温度传感器。
结合图4所示，本实施例还提供了一种手持控制仪，与上述的磁场记录仪配套使用，包括三防壳体7、显示屏8和控制板，显示屏8嵌设在三防壳体7的上表面，控制板装在三防壳体7的内部，控制板包括板体、储能电源、处理器和数据通讯模块，储能电源、处理器和数据通讯模块都安装在板体上，储能电源电连接处理器和数据通讯模块。
进一步地，数据通讯模块为无线数据通讯模块。无线数据通讯模块的无限通讯频段为433MHz。
进一步地，控制板还包括数据记录模块，数据记录模块与数据通讯模块电连接。
进一步地，手持控制仪还包括防水护套和护手带，防水护套套设在三防壳体7的外部。护手带连接在三防壳体7的背部。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种磁场记录仪，其特征在于，包括外壳、前置板、主控板和显示板，所述前置板和所述主控板安装在所述外壳内部，所述显示板安装在所述外壳外部，所述前置板上安装有三分量磁场传感器和温度传感器，所述主控板上安装有信号处理模块、磁场数据采集模块、数据存储模块和主控芯片，所述显示板上安装有指示灯。
2.根据权利要求1所述的一种磁场记录仪，其特征在于，所述外壳为无磁外壳。
3.根据权利要求1所述的一种磁场记录仪，其特征在于，还包括电池板，所述电池板上安装有储能电池、电源管理模块和电池充电及保护模块。
4.根据权利要求1所述的一种磁场记录仪，其特征在于，还包括串口板，所述串口板上安装有数据通信模块、充电指示灯、电源开关、USB接口和U盘指示灯。
5.根据权利要求1所述的一种磁场记录仪，其特征在于，所述显示板上还安装有信息显示模块。
6.根据权利要求1所述的一种磁场记录仪，其特征在于，所述三分量磁场传感器的型号为AD22151YR。
7.根据权利要求1所述的一种磁场记录仪，其特征在于，所述温度传感器的型号为LM35。
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