一種新型弱磁場精密測量電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及磁場的測量，特別涉及一種新型弱磁場精密測量電路。
【背景技術】
[0002]弱磁場是指磁場等級在地磁場附近(0.50e)或較弱于地磁場的磁場強度大小。而絕大多數(shù)的磁場均位于弱磁場區(qū)間。隨著科學技術的發(fā)展，人們在磁場測量方面作了大量的工作，設計出了各種不同的磁場傳感器，并廣泛的應用于磁場測量之中。在探測磁場的大小、方向以及在探礦、地下鉆孔、位置檢測、無損探傷，磁場成像、航海系統(tǒng)等方面往往需要測得一個準確度很高的磁場值。
[0003]由于弱磁場等級較低，信號較小，同時噪聲干擾與磁場信號相近，相對誤差較大，變化較大，因此合適的磁場測量及誤差處理電路是目前的重點。
[0004]現(xiàn)在常見的弱磁場測量方法，主要有磁通門法、霍爾效應法、巨磁阻效應法。但此三種方法均有明顯的缺點:
[0005]磁通門法:磁通門法的繞制方法十分復雜，同時性能較好的磁通門其體積較大，成本較高，更重要的是磁通門必須靜置測量，否則誤差較大
[0006]霍爾效應法:霍爾效應法對mT級磁場敏感，對高斯及以下磁場不敏感，即其弱磁場敏感性不好
[0007]巨磁阻效應法:巨磁阻效應是制作磁盤的方法之一，在測量磁場中，因為其材料具有十分顯著的磁滯特性，導致其記憶效應明顯，誤差較大。
[0008]隨著技術的不斷進步，磁場測量傳感器也必將朝著低成本，低誤差，操作簡單，體積較小的方式前進，那些不利于測量或成本較高的方法將會得到改進甚至淘汰，而克服了上述缺點的測量方法也將得到更為廣闊的發(fā)展空間。
【實用新型內容】
[0009]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種新型弱磁場精密測量電路
[0010]為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案，一種新型弱磁場精密測量電路，包括磁阻式傳感器、放大電路、濾波電路、測量電路、offset電路和set/reset電路，所述磁阻式傳感器的輸出端與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與濾波電路連接，濾波電路的輸出端與數(shù)據處理電路連接，offset電路、set/reset電路分別與磁阻式傳感器連接。
[0011]進一步，所述set/reset電路包括NMOS管、PMOS管、第一電容、第二電容、第三電容和第一電阻；所述PMOS管的源極與NMOS管的漏極連接，所述NMOS管的源極與第三電容的一端連接，第三電容的另一端與PMOS管的漏極連接，PMOS管的漏極經第一電阻與+5V電源連接，PMOS管的源極與NMOS管的漏極與第一電容的一端連接，第一電容的另一端與磁阻式傳感器的set/reset端連接，第一電容與第二電容并聯(lián)，NMOS管的柵極與PMOS管的柵極與脈沖電源連接，NMOS管的源極接地。
[0012]進一步，所述offset電路包括第一滑動變阻器和第二滑動變阻器；所述第一滑動變阻器的兩個固定接線柱分別接+IV電源和-1V電源，滑片接磁阻式傳感器的第一 offset帶；所述第二滑動變阻器的兩個固定接線柱分別接+IV和-1V電源，滑片接磁阻式傳感器的第二 offset 帶。
[0013]進一步，所述放大電路包括第一放大模塊、第二放大模塊、第三放大模塊和第四放大模塊，所述第一放大模塊包括第一放大器，所述第一放大器為INA128，第一放大器的正向輸入端與磁阻式傳感器的第一正輸出端連接，第一放大器的反向輸入端與磁阻式傳感器的第一負輸出端連接，第一放大器的8腳與I腳通過電阻連接，第一放大器的正電源端接+12V電源，負電源端接-12V電源，負電源端通過電容接地，第一放大器的參考端通過電容與正電源端連接，參考端接地；所述第二放大模塊包括第二放大器，所述第二放大器為INA128，所述第二放大器的正向輸入端與第一放大器的輸出端連接，第二放大器的反向輸入端通過電阻接地，第二放大器的正電源端接+12V電源，第二放大器的參考端通過電容與正電源端連接，參考端接地，第二放大器的負電源端接-12V電源，負電源端通過電容接地，第二放大器的輸出端與濾波電路連接，第二放大器的8腳與I腳通過電阻連接；所述第三放大模塊包括第三放大器，所述第三放大器為INA128，第三放大器的正向輸入端與磁阻式傳感器的第二正輸出端連接，第三放大器的反向輸入端與磁阻式傳感器的第二負輸出端連接，第三放大器的8腳與I腳通過電阻連接，第三放大器的正電源端接+12V電源，負電源端接-12V電源，負電源端通過電容接地，第三放大器的參考端通過電容與正電源端連接，參考端接地；所述第四放大模塊包括第四放大器，所述第四放大器為INA128，所述第四放大器的正向輸入端與第三放大器的輸出端連接，第四放大器的反向輸入端通過電阻接地，第四放大器的正電源端接+12V電源，第四放大器的參考端通過電容與正電源端連接，參考端接地，第四放大器的負電源端接-12V電源，負電源端通過電容接地，第四放大器的輸出端與濾波電路連接，第四放大器的8腳與I腳通過電阻連接。
[0014]本實用新型的有益效果在于:
[0015]本實用新型的電路結構緊湊，其惠斯通電橋，“offset”帶電阻，“set/reset”帶電阻均設置于同一塊傳感器芯片內，三部分電路相互聯(lián)系，共同工作。本實用新型的誤差極低，通過兩條帶電阻的設置，消除了可能存在的環(huán)境誤差，系統(tǒng)誤差和隨機誤差，實現(xiàn)了弱磁場的精密測量的目的。本電路操作簡單，去除了繁雜的軟件誤差處理，解決了記憶效應等冋題。
【附圖說明】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明:
[0017]圖1為精密測量電路框圖；
[0018]圖2為精密測量電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0020]如圖1、2所述，一種新型弱磁場精密測量電路，包括磁阻式傳感器、放大電路、濾波電路、測量電路、offset電路和set/reset電路，所述磁阻式傳感器的輸出端與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與濾波電路連接，濾波電路的輸出端與測量電路連接，offset電路、set/reset電路分別與磁阻式傳感器連接。
[0021]所述set/reset電路用于輸出振蕩脈沖，驅動set/reset帶電阻工作，set/reset帶電阻在通以適當大小，適當周期的峰值電流時可以使磁阻內部磁疇重排，消除軟磁材料磁滯效應帶來的“記憶誤差”。所述set/reset電路包括NMOS管、PMOS管、第一電容、第二電容、第三電容和第一電阻；所述PMOS管的源極與NMOS管的漏極連接，所述NMOS管的源極與第三電容的一端連接，第三電容的另一端與PMOS管的漏極連接，PMOS管的漏極經第一電阻與+5V電源連接，PMOS管的源極與NMOS管的漏極與第一電容的一端連接，第一電容的另一端與磁阻式傳感器的set/reset端連接，第一電容與第二電容并聯(lián)，NMOS管的柵極與PMOS管的柵極與脈沖電源連接，NMOS管的源極接地。在本實施例中，NMOS管和PMOS管采用同型號的MOS管。
[0022]所述offset電路用于產生適當大小、方向的電流以驅運轉offset帶電阻工作，offset帶電阻在通以適當大小、方向的電流時可以產生相應方向的磁場，此磁場應與環(huán)境磁場反向，實現(xiàn)“回零”的功能。所述offset電路包括第一滑動變阻器和第二滑動變