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基于单片机的数字磁通门传感器

张莹  
【摘要】:磁通门是一种用于测量微弱磁场(如地磁场)的传感器。它的测量范围宽,并能测量磁场分量,可应用于许多领域。传统磁通门传感器主要采用模拟电路进行信号处理。它在测量外部磁场时受温度的影响比较大。本文在分析传统磁通门传感器的基础上研究了一种新的数字磁通门传感器。 这种传感器采用单片机C8051F064作为处理器。单片机C8051F064性能优异,具有高速、稳定的特点。采用单片机C8051F064的16位A/D转换器对传统磁通门传感器输出信号进行采样,采样后的数字信号在单片机内通过程序来完成相敏整流、低通滤波等功能,得到最终的反映被测磁场大小的直流电压输出量,然后通过串口把输出量送给计算机。串口采用RS232标准接口。这样就实现了将环境磁场强度信号转变为输出的数字信号。文中介绍了具体的软硬件设计,进行了电路板和元器件的焊接、程序的调试。最终设计了实验的方法,使用该传感器对地球磁场水平分量进行了测量。得到了比较满意的结果。如果想要进一步减小误差的话,可以采用闭环电路。 文中的实验结果表明采用单片机来设计数字磁通门传感器是可行的。它减化了硬件电路的开销,大大改善了传统磁通门传感器的温度性能,提高了输出信号的稳定性。由于单片机价格低廉,同使用FPGA,DSP的数字磁通门传感器相比较,降低了成本。


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