基于LabVIEW的三轴微弱磁场检测系统-论文.pdf

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1、2015年第34卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)73DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)07--0073--03基于LabVIEW的三轴微弱磁场检测系统刘亚，罗志会，徐校明，马雪佳，潘礼庆(三峡大学磁电子与纳磁探测研究所，湖北宜昌443002)摘要：针对微弱磁场检测的需求，基于LabVIEW虚拟仪器技术开发三轴微弱磁场检测系统。采用3DMagiC(PNI12927)芯片来驱动三轴磁传感器，STC12LE2052AD

2、单片机对传感装置进行参数配置和通信控制，并基于LabVIEW编写多功能可视化系统软件。在屏蔽筒中，对检测系统的灵敏度和线性度进行标定，通过软件方式对系统误差进行预补偿，实现对15nT级磁场的实时测量。地磁场测量的结果验证了该方法的可行性。关键词：微弱磁场；LabVIEW；三轴磁传感器；可视化系统；误差补偿；实时测量中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)07-0073--03T1hreeaxisweakRmagneticfieldOletectionsystembas

3、edonLabVIEWLIUYa，LUOZhi—hui，XUXiao—ming，MAXue-jia，PANLi—qing(ResearchInstituteforMagneto-electronics&Nano-magneticFieldDetection，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang43002，China)Abstract：Accordingtorequirementofweakmagneticfielddetection，LabVlEWvirtualinstr

4、umenttechnologydevelopedthreeaxisofweakmagneticfielddetectionsystem，using3DMagiC(PNI12927)chiptodrivethethreeaxismagneticsensor，configurationparametersandcommunicationcontrolonsensingdevicearecarriedoutbySTCI2LE2052ADMCU．andmuhi—functionvisualizationsyst

5、emsoftwareiScompiledbasedonLabVIEW．Bycalibratingthesensitivityandlinearityofthedetectionsystem，thesystematicerorofwhichispre—compensatedbymeansofsoftware，real—timemeasurementofmagneticfieldatthelevelof15nTisrealized．Ceomagneticfieldmeasurementresultsveri

6、fythefeasibilityofthemethod．Keywords：weakmagneticfield；LabVIEW；three—axismagneticsensor；visualizationsystem；errorcompensation；real—timemeasurement0引言磁化的方法加以消除。但是控制电路复杂，体积较大，应用随着电子行业的迅猛发展，各种磁性材料和磁器件的成本高。采用PNI公司开发精密电感式传感器SEN—应用越来越普遍，对微弱磁场测量精度也提出了更高的要R65，匹配

7、3DMagiC专用驱动芯片，其输出的数字量可直求。当前，根据测量系统敏感元件的工作原理分类主要有接送入微处理器，不需要信号调理，避免了在传感器与微处磁通门传感器、磁阻传感器和电感式传感器等。磁通门传理器之间构建A／D转换接口。该传感器组件省去了信号感器由一套环绕磁芯的线圈组成，高导磁铁芯在交变磁场调理，大大简化电路，具有体积小、精度高、稳定性好、价格的饱和激励下，基于磁感应强度与磁场强度的非线性关系低等特点J。来测量微弱磁场。磁通门传感器分辨率最高可达10T，本文基于LabVIEW虚拟仪器技术设计三轴微

8、弱磁场但缺点是体积偏大、易碎、响应速度较慢(上限响应频率约矢量检测系统，能实时显示、存储、回放、分析磁场的大小和为1kHz)．2J。磁阻传感器主要由铁磁材料如镍铁导磁合方向，功能易扩展，界面友好，应用前景广阔。金制成，这种合金薄膜的电阻值随外界磁场的变化而变1系统硬件设计化，通过电桥电路将电阻变化转换为电压变化。这种传感在构建三轴磁传感器系统时，3DMagiC芯片外接3只器的迟滞误差和零点温度漂移可通过对传感器正反向交替磁传感器，通过SPI