探头可更换的智能磁场测量仪的研制

键，显示下一个数据。参数存储器X24128与霍尔器件封装在一起，通过串行总线和主机相连。2．2定标电路设计及工作原理定标电路主要由一个压控恒流源和提供控制电压的D／A转换电路组成。压控恒流源[4]由两个高阻型双运算放大器LM358构成，其原理图如图3所示。从图中可得出：Ｉout=—４ＶIN(mA)式中，VIN由16位D／A转换器MAX541提供，可在0～2．5V之间以0．04mV的分辨率调节。那么恒流源电流可在0～10mA之间以0．161μA的分辨率调节，完全可以满足一般霍尔器件的恒流工作要求。
　　
　　图4
　　
　　2．3信号处理与采集电路为了对不同类型磁场进行高精度测量，本系统信号处理电路由程控放大电路、数字调零电路、峰值检测与保持电路组成。处理后信号的采集由MAXlll通道1完成。2．3．1数字调零电路由于制作工艺的原因，霍尔器件总有不等位电势存在。为了适应自动测量的需要，不等位电压的补偿由数字调零电路实现，其原理图如图4所示。该电路实际上是由两个运算放大器构成的加减运算电路。在系统初始化时，对不同量程进行调零，并将对应的补偿电压数值存在RAM中；测量过程中量程转换或手动选择量程后，可直接查询相应的数值，由D／A转换器输出补偿电压。由于采用了高精度的A／D和D／A转换器，调零后的不等电位小于0．1mV。
　　
　　图5
　　
　　2．3．2峰值检测与保持电路为了测量脉冲磁场
　　
　　
　　
　　和交变磁场的峰值，本系统含有由采样保持器LF398[5]和逻辑控制电路组成的正负峰值检测保持电路。正峰值检测保持电路原理图如图5所示。LF398的控制端8的逻辑值E＝(A+B)*D，当E为高时LF398处于跟随状态，输出电压等于输入电压；当E为低时LF398处于保持状态，输出保持不变。峰值保持电路的工作过程是：当进行数据采集时，使P2．0置低电平，P2．1置高，这样LF398的控制端完全取决于LM319比较器的输出端。LM319的输出电平可由LF398的输出电压Vo和输入电压Vin比较的结果决定。当输入电压Vin高于输出电压Vo时，LF398的逻辑控制被置成高电平，使LF398处于跟随状态；当输入电压Vin达到峰值而下降时，LF398的逻辑控制端被置成低电平，使LF398处于保持状态，从而实现了对“峰值”的保持。在采样状态，为了使保持下来的峰值不被下一个不同的峰值冲掉，当检测到P1．2被置成低电平(LF398已经取得峰值)时，使P2．1脚置低电平，从而封锁了输入信号。在测量稳恒磁场和交变磁场时，为了提高准确度，常需要转换量程。每次转换量程后，先把P2．0和P2．1置高，使LF398处于跟随状态，延时50μs，使得LF398的输出和输入相等；然后将P2．0置低，进入峰值检测状态，即可完成量程转换。负峰值检测电路只是在正峰值检测电路之前加了一个反相器，逻辑控制部分由P1．3、P2．2、P2．3完成。保持下来的峰值经一个模拟开关CD4051后由MAXlll的通道1检测。2．4频翠测量由于AT89C52含有三个定时计数器，测量频率非常简单方便，只需对调零后的输出信号进行适当的放大，其后经过一个过零滞回比较器整形后得到方波信号，再通过一个四分频器输入到AT89C52的计数器T1和外部中断INT0即可。为了更加准确地测量频率，当信号频率高于5kHz时用测频法，即关中断INT0，把定时器TO设定一个时间to，开计数器T1，计数器溢出一次，则把内存中某个单元加1；若to时间内计数值为N1，

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