基于磁阻效应的地磁场探测研究

发布时间：2023-03-21 20:29

　　地磁场是存在于地球表面以及近地空间的微弱磁场。作为一种天然的磁场,它在军事导航、通讯、地质勘探、地震预报等众多领域有着重要的作用。基于此,准确高效的测量地磁场也就显得至关重要。本文以各向异性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance,AMR)传感器作为地磁场感知探头,构建了微弱磁信号提取放大集成电路并结合单片机控制和滤波软件设计,研究设计了具有低功耗、便携、低成本等优势的地磁场探测系统,最终实现了一款基于各向异性磁阻效应可有效测量地磁场的传感探测系统。主要研究内容包括以下几个方面:首先,介绍了各向异性磁阻效应、惠斯通电桥等的工作原理,探讨了采用AMR传感单元(HMC1021Z和HMC1022)作为地磁场探测的工作原理。讨论并验证测量地磁场的可行性和相关方案。其次,进行探测系统部分电路设计,系统主要由磁场探测单元、置位/复位单元、信号处理单元、单片机控制及显示单元和电源模块组成。针对信号噪声影响采取了软件和硬件相结合方式进行滤波,可以有效的消除mV级别噪声的干扰。在信号放大电路设计上,从芯片选择到供电的不同做了多种方案进行对比分析,最后选择了AD623单电源供电放大...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 地磁场及其应用简介
    1.2 常见磁场测量方法简介
    1.3 地磁场的测量
        1.3.1 地磁场简介
        1.3.2 描述地磁场的物理量
        1.3.3 地磁场的测量
    1.4 磁阻传感器简介
        1.4.1 磁电阻效应
        1.4.2 磁阻传感器
    1.5 电子罗盘设计
        1.5.1 电子罗盘简介
        1.5.2 电子罗盘种类
        1.5.3 电子罗盘的设计
    1.6 本论文的研究意义
    1.7 论文的主要内容
第二章 三轴地磁场探测系统电路设计
    2.1 HMC1021Z/HMC1022介绍
    2.2 三轴地磁场探测系统电路设计
        2.2.1 磁信号检测电路设计
        2.2.2 置位/复位电路设计
        2.2.3 电源和电压变换电路设计
        2.2.4 信号调理电路设计
        2.2.5 模数转换电路
        2.2.6 单片机控制和数显电路
    2.3 系统软件设计
    2.4 本章小结
第三章 地磁场探测研究
    3.1 传感器标定
    3.2 地磁场探测
    3.3 结果分析
    3.4 本章小结
第四章 地磁场探测系统在电子罗盘中的应用
    4.1 二维磁阻电子罗盘设计
    4.2 电子罗盘测试
    4.3 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果



本文编号：3767244