一种高精度磁性参数测试仪设计.pdf

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1、92传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第3期一种高精度磁性参数测试仪设计陈毅，徐勇，张毅磊，罗坚(1．湖南大学，湖南长沙410082；2．中南大学，湖南长沙410012)摘要：设计了一种高精度磁性参数测试仪。该仪器以TMS320F2812为处理器，采用12位串行A／DTLC2588进行数据采集。使用复化Newton—Cotes数字积分算法快速求取磁通值，不仅可以很好地解决模拟积分器带来的零漂问题，而且也提高了积分精度。采用软件实现IIR数字滤波和

2、系统零点的自动修正和补偿。同时通过数字压控恒流源和开关电源技术实现充退磁。与传统的磁性参数测试仪相比，该测试仪具有测试精度高、数据重复性好、性能稳定等特点。关键词：剩磁；矫顽力；复化牛顿一柯特斯算法；DSP数字滤波中图分类号：TM936文献标识码：A文章编号：1000--9787(2014)03--0092--041D一esl■gn0tna’hi●glh-preci●s●ionmagnet·i-cparamet·erst·est·i■nst·rument·CHENYi，XUYong，ZHANGYi—lei，LUOJia

3、n(1．HunanUniversity，Changsha410082，China；2．CentralSouthUniversity，Changsha410012，China)Abstract：Ahigh—precisionmagneticparameterstestinstrumentisdesigned．TheinstrumentusesTMS320F2812asprocessorand12bitserialA／DTLC2588isusedfordataacquisition．CompoundNewton-Cotes

4、digitalintegrationalgorithmisusedtoquicklyobtainfluxvalue，itcannotonlysolvezerodriftproblemsbroughtbyanalogintegrator，butalsoimprovesprecisionofintegration．IIRdigitalfilteringandself-correctingandcompensationofsystemzeropointareachievedbysoftware．Meanwhile，throu

5、ghdigitalvoltage—controlledconstantcurrentsourceandswitchingpowersupplytechnologytorealizedemagnetization．Comparedwithtraditionalmagneticparameterstestinstrument，theinstrumenthassomeadvantages，suchashightestprecision，gooddatarepeatabilityandstableperformance．Key

6、words：remanence；coercivity；compoundNewton—Cotesalgorithm；DSPdistalfiltering0引言路，很好地解决了系统初值不为零和补偿系统在测试过程在特定磁化装置产生的磁化场作用下，磁性材料被磁中所带来的误差。化到饱和，当磁化场减弱为零时，样品上仍然能保留较强剩1数字积分理论和算法磁的材料被称为永磁材料。传统的磁性参数测试仪测试永利用A／D将磁感应线圈中由磁通量变化所感应出的磁材料采用模拟积分器的原理实现对感应信号的积分，同模拟电动势转换为电压数字量，然后经过D

7、SP采用合适的时采用硬件电路实现对积分器的调零和补偿。模拟积分器数字积分算法完成整个积分运算’。因此，A／D的转换的零漂是难以克服的，硬件调零和补偿也增加了系统的复精度和数字积分算法决定了测试结果的精度。本系统中采杂程度。因此，传统磁性参数测试仪具有测试误差较用l2位采样芯片TLC2558，可以最高支持400kSPS的采大，性能不稳定、手动操作不便、系统结构复杂等缺陷。样。要提高积分算法的准确度，就需要缩小积分子区间长本文以TMS320F2812处理器为核心，通过使用复化度，即增加A／D采样的点数来实现。但是由于一般系

8、统硬Newton—Cotes数字积分算法，不仅可以解决模拟积分器零件与成本的限制，是不能任意提高采样率的，因此，可以采漂的问题，而且提高了积分运算精度。同时在DSP上用高阶积分算法来提高积分精确度。然而，高阶公式由于使用巴特沃斯数字滤波器对采集信号进行滤波，相比于模稳定性差而不宜使用，因此，采用复化积分求积法是一个很拟滤波器有更高