CN204287456U - 一种新型磁场传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型磁场传感器，包括磁敏元件、精密电流源、及比例运算放大电路。精密电流源输出恒定电流，精密电流源的输出端连接磁敏元件，磁敏元件连接比例运算放大电路。磁敏元件包括真空玻璃管，真空玻璃管内封装有应变片、及轻质导线，应变片一端设有正电极引线，应变片另一端连接轻质导线，轻质导线连接有负电极引线。应变片由可磁化的簧片和箔式电阻应变片薄膜贴合而成。应变片在磁场的环境下发生形变，带动箔式电阻应变片薄膜，其电阻值也会发生变化，磁场越强，形变越大，电阻值的变化越大。磁场强度物理信号即可被转化成电阻信号。再与精密电流源、及比例运算放大电路配合，将磁场强度物理信号转化为电压信号。

Description

一种新型磁场传感器

技术领域

本实用新型涉及一种新型磁场传感器。

背景技术

磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。自然界和人类社会生活的许多地方都存在磁场或与磁场相关的信息。在当今的信息社会中，磁场传感器已成为信息技术和信息产业中不可缺少的基础元件。目前，人们已研制出利用各种物理、化学和生物效应的磁场传感器，并已在科研、生产和社会生活的各个方面得到广泛应用，承担起探究种种信息的任务。早先的磁场传感器，是伴随测磁仪器的进步而逐步发展的。在众多的测磁方法中，大都将磁场信息变成电信号进行测量。在测磁仪器中“探头”或“取样装置”就是磁场传感器。

目前的磁场传感器精度不够高，靠干扰能力不够强。

实用新型内容

本实用新型提出了一种新型磁场传感器，本磁场传感器结构简单，体积小巧，抗干扰能力强，精度高的磁场传感器，方便用来检测磁场的强弱。

本实用新型采用如下技术方案：

一种新型磁场传感器，包括磁敏元件、精密电流源、及比例运算放大电路，精密电流源输出恒定电流，精密电流源的输出端连接磁敏元件，磁敏元件连接比例运算放大电路；

所述磁敏元件包括真空玻璃管，真空玻璃管内封装有应变片、及轻质导线，应变片一端设有正电极引线，应变片另一端连接轻质导线，轻质导线连接有负电极引线；

所述应变片由可磁化的簧片和箔式电阻应变片薄膜贴合而成。

本实用新型一种新型磁场传感器，所述精密电流源包括二极管、稳压管、及三极管，三极管分为PNP型三极管、及NPN型三极管；

二极管的阳极经第一电阻连接高电平，二极管的阴极连接PNP型三极管的基极，PNP型三极管的发射极经第二电阻接高电平，PNP型三极管的集电极连接稳压管的阴极；

二极管的阴极还连接NPN型三极管的集电极，NPN型三极管的基极经电容连接高电平，NPN型三极管的发射极连接稳压管的门极，NPN型三极管的发射极经第三电阻连接稳压管的阳极，第三电阻与稳压管的阳极的连接点为精密电流源的输出端。

进一步地，所述第三电阻为精密电阻，其阻值为100Ω。

更进一步地，所述稳压管为LM336，其稳定电压为2.5V。

本实用新型一种新型磁场传感器，所述比例运算放大电路包括集成运算放大器、及精密可调电位器，磁敏元件的正电极引线连接精密电流源的输出端，磁敏元件的负电极引线接地，集成运算放大器的同相输入端经保护电阻连接磁敏元件的正电极引线，集成运算放大器的反相输入端经第二精密电阻接地，精密可调电位器并联在集成运算放大器反相输入端、及输出端之间。

进一步地，所述第二精密电阻的阻值为1kΩ。

更进一步地，所述集成运算放大器为LM358集成运算放大器。

采用如上技术方案取得的有益技术效果为：

集成运算放大器的反相输入端经第二精密电阻接地，精密可调电位器并联在集成运算放大器反相输入端、及输出端之间。运算放大电路的放大倍数精密可调。

应变片在磁场的环境下发生形变，带动箔式电阻应变片薄膜，其电阻值也会发生变化，磁场越强，形变越大，电阻值的变化越大。磁场强度物理信号即可被转化成电阻信号。再与精密电流源、及比例运算放大电路配合，将磁场强度物理信号转化为电压信号。新型磁场传感器原理简单合理，成本低廉，体积小巧，抗干扰能力强，可以有效抑制温漂，具有很高的线性度和精度。

附图说明

图1为新型磁场传感器的磁敏元件结构示意图。

图2为新型磁场传感器电路原理图。

具体实施方式

结合附图1至2对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：

一种新型磁场传感器，包括磁敏元件、精密电流源、及比例运算放大电路。精密电流源输出恒定电流，精密电流源的输出端连接磁敏元件，磁敏元件连接比例运算放大电路。磁敏元件包括真空玻璃管3，真空玻璃管3内封装有应变片2、及轻质导线4，应变片2一端设有正电极引线1，应变片2另一端连接轻质导线4，轻质导线4连接有负电极引线5。应变片由可磁化的簧片和箔式电阻应变片薄膜贴合而成。

精密电流源包括二极管、稳压管、及三极管，三极管分为PNP型三极管、及NPN型三极管；二极管D1的阳极经第一电阻R1连接高电平，二极管D1的阴极连接PNP型三极管Q1的基极，PNP型三极管Q1的发射极经第二电阻R2接高电平，PNP型三极管Q1的集电极连接稳压管D2的阴极；二极管D1的阴极还连接NPN型三极管Q2的集电极，NPN型三极管Q2的基极经电容C1连接高电平，NPN型三极管Q2的发射极连接稳压管D2的门极，NPN型三极管Q2的发射极经第三电阻R3连接稳压管D2的阳极，第三电阻与稳压管的阳极的连接点为精密电流源的输出端。

其中，第三电阻R3为精密电阻，其阻值为100Ω。稳压管D2为LM336，其稳定电压为2.5V。精密电流源输出电流值I＝2.5/R3＝25mA。

比例运算放大电路包括集成运算放大器、及精密可调电位器。R4即为磁敏元件，磁敏元件R4的阻值随着磁场强度的增强而增大，而流经磁敏元件R4的电流由于精密电流源供电不会发生变化，因此磁敏元件R4两端的电压值也相应线性增大。磁敏元件的正电极引线连接精密电流源的输出端，磁敏元件的负电极引线接地，集成运算放大器的同相输入端经保护电阻R5连接磁敏元件的正电极引线，集成运算放大器的反相输入端经第二精密电阻R6接地，精密可调电位器R7并联在集成运算放大器反相输入端、及输出端之间。

第二精密电阻的阻值为1kΩ。集成运算放大器为LM358集成运算放大器。电压放大倍数为A＝1+R7/R6。运算放大电路的放大倍数精密可调。

应变片在磁场的环境下发生形变，带动箔式电阻应变片薄膜，其电阻值也会发生变化，磁场越强，形变越大，电阻值的变化越大。磁场强度物理信号即可被转化成电阻信号。再与精密电流源、及比例运算放大电路配合，将磁场强度物理信号转化为电压信号。新型磁场传感器原理简单合理，成本低廉，体积小巧，抗干扰能力强，可以有效抑制温漂，具有很高的线性度和精度。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (7)

1.一种新型磁场传感器，其特征在于，包括磁敏元件、精密电流源、及比例运算放大电路，精密电流源输出恒定电流，精密电流源的输出端连接磁敏元件，磁敏元件连接比例运算放大电路；

所述磁敏元件包括真空玻璃管，真空玻璃管内封装有应变片、及轻质导线，应变片一端设有正电极引线，应变片另一端连接轻质导线，轻质导线连接有负电极引线；

所述应变片由可磁化的簧片和箔式电阻应变片薄膜贴合而成。

2.根据权利要求1所述的一种新型磁场传感器，其特征在于，所述精密电流源包括二极管、稳压管、及三极管，三极管分为PNP型三极管、及NPN型三极管；

二极管的阳极经第一电阻连接高电平，二极管的阴极连接PNP型三极管的基极，PNP型三极管的发射极经第二电阻接高电平，PNP型三极管的集电极连接稳压管的阴极；

二极管的阴极还连接NPN型三极管的集电极，NPN型三极管的基极经电容连接高电平，NPN型三极管的发射极连接稳压管的门极，NPN型三极管的发射极经第三电阻连接稳压管的阳极，第三电阻与稳压管的阳极的连接点为精密电流源的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种新型磁场传感器，其特征在于，所述第三电阻为精密电阻，其阻值为100Ω。

4.根据权利要求2所述的一种新型磁场传感器，其特征在于，所述稳压管为LM336，其稳定电压为2.5V。

5.根据权利要求1所述的一种新型磁场传感器，其特征在于，所述比例运算放大电路包括集成运算放大器、及精密可调电位器，磁敏元件的正电极引线连接精密电流源的输出端，磁敏元件的负电极引线接地，集成运算放大器的同相输入端经保护电阻连接磁敏元件的正电极引线，集成运算放大器的反相输入端经第二精密电阻接地，精密可调电位器并联在集成运算放大器反相输入端、及输出端之间。

6.根据权利要求5所述的一种新型磁场传感器，其特征在于，所述第二精密电阻的阻值为1kΩ。

7.根据权利要求5所述的一种新型磁场传感器，其特征在于，所述集成运算放大器为LM358集成运算放大器。