CN205720613U - 一种灵敏隧道磁阻磁力计及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种灵敏隧道磁阻磁力计及检测系统，磁力计包括USB接口，USB接口芯片，MCU微处理器，TMR传感器模块，晶振电路，其中，所述的TMR传感器模块检测待测元件的微弱磁场，输出采集到的微弱磁场到所述的MCU微处理器；所述的MCU微处理器与所述的USB接口芯片连接，所述的微处理器对接收到的微弱磁场进行处理分析；所述的晶振电路与所述的MCU微处理器连接，所述的晶振电路为所述的MCU微处理器提供基本的时钟信号；所述的USB接口的读写控制端与所述的USB接口芯片连接。本实用新型具有小尺寸、低成本、灵活易弯曲的、用户可配置等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及到一种磁场测量装置，尤其涉及到一种灵敏隧道磁阻磁力计及检测系统。
背景技术
微弱磁场检测是一种非常重要的技术。磁力计用来检测邻近设备的磁场的强度和方向。许多电子设备利用磁力计进行测量并用于特殊的应用，比如金属探测，航空装备，移动通信设备。
然而，便携式设备，比如手机，移动电话可以安装电子罗盘，可以计算地球磁场的方向等，这些信息可以给使用者提供正确的南北方向。移动通信设备可以在不同的环境和地点使用，环境的改变影响到磁力计的检测，更进一步地，随着移动通信设备或者移动通信设备元件的移动，磁场干扰影响了磁力计的检测。
US2010/307016描述了一个检测地磁场的磁力计，确定移动设备对磁力计的精度的影响。一方面，涉及到地磁场的参数的第一实例是通过使用磁力计检测到的数据决定的，磁力计的数据部分基于移动设备相对于地球的位置关系。第二实例是通过使用地磁场的模型产生的数据决定的，模型的数据也可以是部分地基于移动设备相对于地球的位置关系。参数的第一实例可以与第二实例进行比较，一个参数的精度标准可以是基于比较的结果。
上述磁场测量技术中有的装置灵敏度不高，结构复杂等，从而限制了其使用范围。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种灵敏隧道磁阻磁力计及检测系统，具有小尺寸，低成本，高灵敏度等优点。
本实用新型提出了一种灵敏隧道磁阻磁力计，包括依次连接的USB接口，USB接口芯片，MCU微处理器，TMR传感器模块，以及与所述MCU微处理器连接的晶振电路，其中，所述的TMR传感器模块检测待测元件的微弱磁场，输出采集到的微弱磁场到所述的MCU微处理器；所述的微处理器对接收到的微弱磁场进行处理分析；所述的晶振电路为所述的MCU微处理器提供基本的时钟信号；所述的USB接口的读写控制端与所述的USB接口芯片连接。
所述的晶振电路采用CSTCE16MOV53芯片。
所述的USB接口芯片为FT231X芯片。
所述的MCU微处理器为ATMega328P芯片。
USB接口芯片连接两个LED，其中一个指示连接的电源的状态，另一个指示USB总线的数据通讯状态。
优选地，还包括有PCB，所述的TMR传感器模块焊接在所述的PCB上，所述的MCU微处理器通过屏蔽双绞线与所述的PCB连接。
所述的屏蔽双绞线的一端通过PVC管与所述的PCB的一端连接，外侧包覆一层热缩管。
优选地，所述的USB接口芯片与所述MCU微处理器集成在所述屏蔽双绞线的同一端且被绝缘外壳覆盖。
优选地，所述的PCB上设置有刻度值。
优选地，还包括一个模数转换器，所述的模数转换器设置在所述的PCB上，所述的模数转换器与所述的TMR传感器模块连接。
优选地，还包括一个电压调节器，所述的电压调节器与所述USB接口连接，为所述的TMR传感器模块和所述的模数转换器提供稳定的电压。
本实用新型还提供了一种灵敏隧道磁阻磁力计检测系统，包括一计算机和上述的灵敏隧道磁阻磁力计，其中所述USB接口与所述的计算机相连，所述MCU微处理器用于通过所述USB接口芯片以及所述USB接口将处理分析后的数据传输给所述计算机，所述计算机用于存储和显示接收到的数据。
本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计与现有技术相比，具有小尺寸、低成本灵活易弯曲的、用户可配置等优点，Z轴灵敏度的范围为+/-1000Oe。使用本实用新型的磁力计，用户可以发开自己的应用程序，既可以作为一个磁力计，也可以作为一个开发工具，进行二次开发。
附图说明
图1为本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计的电子设计图；
图2为本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计的结构示意图；
图3为本实用新型的PCB的示意图；
图4为本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计测量地磁场的数据显示图；
图5为本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计测量地磁场的实时显示图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提出一种灵敏隧道磁阻磁力计，包括依次连接的USB接口，USB接口芯片，MCU微处理器，TMR传感器模块以及与MCU微处理器连接的晶振电路，其中：
所述的TMR传感器模块检测待测元件的微弱磁场，输出采集到的微弱磁场到所述的MCU微处理器；
所述的MCU微处理器与所述的USB接口芯片连接，所述的微处理器对接收到的微弱磁场进行处理分析；
所述的晶振电路与所述的MCU微处理器连接，所述的晶振电路为所述的MCU微处理器提供基本的时钟信号；
所述的USB接口的读写控制端与所述的USB接口芯片连接。
本实用新型中的TMR传感器为单轴的TMR传感器。
灵敏隧道磁阻磁力计还包括有PCB，TMR传感器模块焊接在PCB上，其灵敏方向为PCB的横轴方向，其分辨率为0.1mG。所述的晶振电路采用CSTCE16MOV53芯片。
所述的USB接口芯片为FT231X。
所述的MCU微处理器为ATMega328P。
ATmega328P是一个基于AVR增强型的RISC结构的低功耗CMOS 8位微控制器。通过执行在一个时钟周期内的强大的指令，ATmega328P达到接近1MIPS/MHz的运算量，并允许系统设计者优化功耗和处理速度。
本实用新型还设置有两个LED灯，LED分别与USB芯片的两个引脚相连，通过外围的电路设计实现LED的闪烁，其中一个LED1指示连接的电源的状态，而另一个LED2指示USB总线的数据通讯状态。
其中，本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计通过USB供电，这样方便用户的使用。此外，本实用新型的磁力计既可以作为一个磁力计，也可以作为一个开发工具，允许用户进行二次开发，作为外触发器输入或者外差分的模拟输入。
如图2所示为本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计的结构示意图，MCU微处理器与PCB通过屏蔽双绞线连接，屏蔽双绞线就是指在普通双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属层蔽层。屏蔽层可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。在本实用新型中，屏蔽双绞线的长度为一米，也可以根据实际的测量需要选择。
屏蔽双绞线的一端通过PVC管与PCB的一端连接，外侧包覆一层热缩管，通过加热固定连接处。
如图3所示为本实用新型的PCB的示意图，在PCB一侧设置通孔，屏蔽双绞线的四股线分别穿过设置在PCB一侧的通孔，与PCB的四个焊盘连接，具体地，每根线对应两个通孔，分别正反穿过这两个通孔，然后与焊盘焊接，起到固定作用。这样设置的目的是为了防止双绞线与PCB的连接能够更加稳固，不容易脱。此外，在PCB上设置有刻度值，这样能够精确测量。
本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计还可以包括一个模数转换器，所述的模数转换器设置在所述的PCB上，所述的模数转换器与所述的TMR传感器模块连接。
本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计还可以包括一个电压调节器，所述的电压调节器与USB接口连接，为所述的TMR传感器模块和所述的模数转换器提供稳定的电压。其中，电压调节器的另一端连接到电源线或者TMR的Vcc引脚，也连接到模数转换器的电压参考输入端，这样就可以避免由于USB供电会带来的工作电压不稳定的可能。
本新型还公开了一种灵敏隧道磁阻磁力计的检测系统，包括一计算机和上述的灵敏隧道磁阻磁力计，所述的USB接口通过USB总线与计算机连接，所述的计算机用于存储和显示采集到的数据。如图4和图5所示为本实用新型的灵敏隧道磁阻磁力计测量地磁场的数据显示图和实时显示图，通过本实用新型的一种灵敏隧道磁阻磁力计的USB接口与计算机，通过编程读取软件，在计算机上显示了地磁场的磁场信号值。
以上实施例仅说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：包括依次连接的USB接口、USB接口芯片、MCU微处理器、TMR传感器模块以及与所述MCU微处理器连接的晶振电路，其中，所述的TMR传感器模块检测待测元件的微弱磁场，输出采集到的微弱磁场到所述的MCU微处理器；所述的MCU微处理器对接收到的微弱磁场进行处理分析；所述的晶振电路为所述的MCU微处理器提供基本的时钟信号；所述的USB接口的读写控制端与所述的USB接口芯片连接。
2.根据权利要求1所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的晶振电路采用CSTCE16MOV53芯片。
3.根据权利要求1所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的USB接口芯片为FT231X芯片。
4.根据权利要求1所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的MCU微处理器为ATMega328P芯片。
5.根据权利要求1所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的USB接口芯片连接两个LED，其中一个指示连接的电源的状态，另一个指示USB总线的数据通讯状态。
6.根据权利要求1所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的磁力计还包括有PCB，所述的TMR传感器模块焊接在所述的PCB上，所述的MCU微处理器通过屏蔽双绞线与所述的PCB连接。
7.根据权利要求6所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的屏蔽双绞线的一端通过PVC管与所述的PCB的一端连接，外侧包覆一层热缩管。
8.根据权利要求6所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的USB接口芯片与所述MCU微处理器集成在所述屏蔽双绞线的同一端且被绝缘外壳覆盖。
9.根据权利要求6所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：所述的PCB上设置有刻度值。
10.根据权利要求6所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：还包括一个模数转换器，所述的模数转换器设置在所述的PCB上，所述的模数转换器与所述的TMR传感器模块连接。
11.根据权利要求10所述的一种灵敏隧道磁阻磁力计，其特征在于：还包括 一个电压调节器，所述的电压调节器与所述USB接口连接，为所述的TMR传感器模块和所述的模数转换器提供稳定的电压。
12.一种灵敏隧道磁阻磁力计的检测系统，其特征在于：所述的检测系统包括一计算机和所述权利要求1-11中的任一项所述的灵敏隧道磁阻磁力计，其中所述USB接口与所述的计算机相连，所述MCU微处理器用于通过所述USB接口芯片以及所述USB接口将处理分析后的数据传输给所述计算机，所述计算机用于存储和显示接收到的数据。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109298455A (zh) * | 2018-07-31 | 2019-02-01 | 中国地质大学（武汉） | 应用于无人机航空磁测平台的三轴tmr磁力仪 |
| CN110426659A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-11-08 | 大唐东北电力试验研究院有限公司 | 一种便携式弱磁场测量系统 |
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