專利名稱:一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)及檢測(cè)系統(tǒng)，磁力計(jì)包括USB接口，USB接口芯片，MCU微處理器，TMR傳感器模塊，晶振電路，其中，所述的TMR傳感器模塊檢測(cè)待測(cè)元件的微弱磁場(chǎng)，輸出采集到的微弱磁場(chǎng)到所述的MCU微處理器；所述的MCU微處理器與所述的USB接口芯片連接，所述的微處理器對(duì)接收到的微弱磁場(chǎng)進(jìn)行處理分析；所述的晶振電路與所述的MCU微處理器連接，所述的晶振電路為所述的MCU微處理器提供基本的時(shí)鐘信號(hào)；所述的USB接口的讀寫控制端與所述的USB接口芯片連接。本實(shí)用新型具有小尺寸、低成本、靈活易彎曲的、用戶可配置等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)及檢測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種磁場(chǎng)測(cè)量裝置，尤其涉及到一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)及檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微弱磁場(chǎng)檢測(cè)是一種非常重要的技術(shù)。磁力計(jì)用來檢測(cè)鄰近設(shè)備的磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。許多電子設(shè)備利用磁力計(jì)進(jìn)行測(cè)量并用于特殊的應(yīng)用，比如金屬探測(cè)，航空裝備，移動(dòng)通?目設(shè)備。
[0003]然而，便攜式設(shè)備，比如手機(jī)，移動(dòng)電話可以安裝電子羅盤，可以計(jì)算地球磁場(chǎng)的方向等，這些信息可以給使用者提供正確的南北方向。移動(dòng)通信設(shè)備可以在不同的環(huán)境和地點(diǎn)使用，環(huán)境的改變影響到磁力計(jì)的檢測(cè)，更進(jìn)一步地，隨著移動(dòng)通信設(shè)備或者移動(dòng)通信設(shè)備元件的移動(dòng)，磁場(chǎng)干擾影響了磁力計(jì)的檢測(cè)。
[0004]US2010/307016描述了一個(gè)檢測(cè)地磁場(chǎng)的磁力計(jì)，確定移動(dòng)設(shè)備對(duì)磁力計(jì)的精度的影響。一方面，涉及到地磁場(chǎng)的參數(shù)的第一實(shí)例是通過使用磁力計(jì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)決定的，磁力計(jì)的數(shù)據(jù)部分基于移動(dòng)設(shè)備相對(duì)于地球的位置關(guān)系。第二實(shí)例是通過使用地磁場(chǎng)的模型產(chǎn)生的數(shù)據(jù)決定的，模型的數(shù)據(jù)也可以是部分地基于移動(dòng)設(shè)備相對(duì)于地球的位置關(guān)系。參數(shù)的第一實(shí)例可以與第二實(shí)例進(jìn)行比較，一個(gè)參數(shù)的精度標(biāo)準(zhǔn)可以是基于比較的結(jié)果。
[0005]上述磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)中有的裝置靈敏度不高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等，從而限制了其使用范圍。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)及檢測(cè)系統(tǒng)，具有小尺寸，低成本，高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型提出了一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，包括依次連接的USB接口，USB接口芯片，M⑶微處理器，TMR傳感器模塊，以及與所述M⑶微處理器連接的晶振電路，其中，所述的TMR傳感器模塊檢測(cè)待測(cè)元件的微弱磁場(chǎng)，輸出采集到的微弱磁場(chǎng)到所述的MCU微處理器;所述的微處理器對(duì)接收到的微弱磁場(chǎng)進(jìn)行處理分析;所述的晶振電路為所述的MCU微處理器提供基本的時(shí)鐘信號(hào);所述的USB接口的讀寫控制端與所述的USB接口芯片連接。
[0008]所述的晶振電路采用CSTCE16M0V53芯片。
[0009]所述的USB接口芯片為FT231X芯片。
[0010]所述的MCU微處理器為ATMega328P芯片。
[0011 ] USB接口芯片連接兩個(gè)LED，其中一個(gè)指示連接的電源的狀態(tài)，另一個(gè)指示USB總線的數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選地，還包括有PCB，所述的TMR傳感器模塊焊接在所述的PCB上，所述的M⑶微處理器通過屏蔽雙絞線與所述的PCB連接。
[0013]所述的屏蔽雙絞線的一端通過PVC管與所述的PCB的一端連接，外側(cè)包覆一層熱縮管。
[0014]優(yōu)選地，所述的USB接口芯片與所述M⑶微處理器集成在所述屏蔽雙絞線的同一端且被絕緣外殼覆蓋。
[0015]優(yōu)選地，所述的PCB上設(shè)置有刻度值。
[0016]優(yōu)選地，還包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述的PCB上，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述的TMR傳感器模塊連接。
[0017]優(yōu)選地，還包括一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器，所述的電壓調(diào)節(jié)器與所述USB接口連接，為所述的TMR傳感器模塊和所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供穩(wěn)定的電壓。
[0018]本實(shí)用新型還提供了一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)，包括一計(jì)算機(jī)和上述的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其中所述USB接口與所述的計(jì)算機(jī)相連，所述MCU微處理器用于通過所述USB接口芯片以及所述USB接口將處理分析后的數(shù)據(jù)傳輸給所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)用于存儲(chǔ)和顯示接收到的數(shù)據(jù)。
[0019]本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有小尺寸、低成本靈活易彎曲的、用戶可配置等優(yōu)點(diǎn)，Z軸靈敏度的范圍為+/-lOOOOe。使用本實(shí)用新型的磁力計(jì)，用戶可以發(fā)開自己的應(yīng)用程序，既可以作為一個(gè)磁力計(jì)，也可以作為一個(gè)開發(fā)工具，進(jìn)行二次開發(fā)。
【附圖說明】

[0020]圖1為本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)的電子設(shè)計(jì)圖；
[0021 ]圖2為本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型的PCB的示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)測(cè)量地磁場(chǎng)的數(shù)據(jù)顯示圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)測(cè)量地磁場(chǎng)的實(shí)時(shí)顯示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，包括依次連接的USB接口，USB接口芯片，MCU微處理器，TMR傳感器模塊以及與MCU微處理器連接的晶振電路，其中:
[0027]所述的TMR傳感器模塊檢測(cè)待測(cè)元件的微弱磁場(chǎng)，輸出采集到的微弱磁場(chǎng)到所述的MCU微處理器；
[0028]所述的MCU微處理器與所述的USB接口芯片連接，所述的微處理器對(duì)接收到的微弱磁場(chǎng)進(jìn)行處理分析；
[0029]所述的晶振電路與所述的MCU微處理器連接，所述的晶振電路為所述的MCU微處理器提供基本的時(shí)鐘信號(hào)；
[0030]所述的USB接口的讀寫控制端與所述的USB接口芯片連接。
[0031 ]本實(shí)用新型中的TMR傳感器為單軸的TMR傳感器。
[0032]靈敏隧道磁阻磁力計(jì)還包括有PCB，TMR傳感器模塊焊接在PCB上，其靈敏方向?yàn)镻CB的橫軸方向，其分辨率為0.lmG。所述的晶振電路采用CSTCE16M0V53芯片。
[0033]所述的USB接口芯片為FT231X。
[0034]所述的MCU微處理器為ATMega328P。
[0035]ATmega328P是一個(gè)基于AVR增強(qiáng)型的RISC結(jié)構(gòu)的低功耗CMOS 8位微控制器。通過執(zhí)行在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)的強(qiáng)大的指令，ATmega328P達(dá)到接近lMIPS/MHz的運(yùn)算量，并允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者優(yōu)化功耗和處理速度。
[0036]本實(shí)用新型還設(shè)置有兩個(gè)LED燈，LED分別與USB芯片的兩個(gè)引腳相連，通過外圍的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)LED的閃爍，其中一個(gè)LEDI指示連接的電源的狀態(tài)，而另一個(gè)LED2指示USB總線的數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)。
[0037]其中，本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)通過USB供電，這樣方便用戶的使用。此夕卜，本實(shí)用新型的磁力計(jì)既可以作為一個(gè)磁力計(jì)，也可以作為一個(gè)開發(fā)工具，允許用戶進(jìn)行二次開發(fā)，作為外觸發(fā)器輸入或者外差分的模擬輸入。
[0038]如圖2所示為本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，M⑶微處理器與PCB通過屏蔽雙絞線連接，屏蔽雙絞線就是指在普通雙絞線與外層絕緣封套之間有一個(gè)金屬層蔽層。屏蔽層可減少輻射，防止信息被竊聽，也可阻止外部電磁干擾的進(jìn)入，使屏蔽雙絞線比同類的非屏蔽雙絞線具有更高的傳輸速率。在本實(shí)用新型中，屏蔽雙絞線的長度為一米，也可以根據(jù)實(shí)際的測(cè)量需要選擇。
[0039]屏蔽雙絞線的一端通過PVC管與PCB的一端連接，外側(cè)包覆一層熱縮管，通過加熱固定連接處。
[0040]如圖3所示為本實(shí)用新型的PCB的示意圖，在PCB—側(cè)設(shè)置通孔，屏蔽雙絞線的四股線分別穿過設(shè)置在PCB—側(cè)的通孔，與PCB的四個(gè)焊盤連接，具體地，每根線對(duì)應(yīng)兩個(gè)通孔，分別正反穿過這兩個(gè)通孔，然后與焊盤焊接，起到固定作用。這樣設(shè)置的目的是為了防止雙絞線與PCB的連接能夠更加穩(wěn)固，不容易脫。此外，在PCB上設(shè)置有刻度值，這樣能夠精確測(cè)量。
[0041]本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)還可以包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述的PCB上，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述的TMR傳感器模塊連接。
[0042]本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)還可以包括一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器，所述的電壓調(diào)節(jié)器與USB接口連接，為所述的TMR傳感器模塊和所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供穩(wěn)定的電壓。其中，電壓調(diào)節(jié)器的另一端連接到電源線或者TMR的Vcc引腳，也連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓參考輸入端，這樣就可以避免由于USB供電會(huì)帶來的工作電壓不穩(wěn)定的可能。
[0043]本新型還公開了一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)，包括一計(jì)算機(jī)和上述的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，所述的USB接口通過USB總線與計(jì)算機(jī)連接，所述的計(jì)算機(jī)用于存儲(chǔ)和顯示采集到的數(shù)據(jù)。如圖4和圖5所示為本實(shí)用新型的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)測(cè)量地磁場(chǎng)的數(shù)據(jù)顯示圖和實(shí)時(shí)顯示圖，通過本實(shí)用新型的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)的USB接口與計(jì)算機(jī)，通過編程讀取軟件，在計(jì)算機(jī)上顯示了地磁場(chǎng)的磁場(chǎng)信號(hào)值。
[0044]以上實(shí)施例僅說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:包括依次連接的USB接口、USB接口芯片、M⑶微處理器、TMR傳感器模塊以及與所述MCU微處理器連接的晶振電路，其中，所述的TMR傳感器模塊檢測(cè)待測(cè)元件的微弱磁場(chǎng)，輸出采集到的微弱磁場(chǎng)到所述的MCU微處理器;所述的MCU微處理器對(duì)接收到的微弱磁場(chǎng)進(jìn)行處理分析;所述的晶振電路為所述的MCU微處理器提供基本的時(shí)鐘信號(hào);所述的USB接口的讀寫控制端與所述的USB接口芯片連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的晶振電路采用CSTCE16M0V53 芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的USB接口芯片為FT231X芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的MCU微處理器為 ATMega328P 芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的USB接口芯片連接兩個(gè)LED，其中一個(gè)指示連接的電源的狀態(tài)，另一個(gè)指示USB總線的數(shù)據(jù)通訊狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的磁力計(jì)還包括有PCB，所述的TMR傳感器模塊焊接在所述的PCB上，所述的M⑶微處理器通過屏蔽雙絞線與所述的PCB連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的屏蔽雙絞線的一端通過PVC管與所述的PCB的一端連接，外側(cè)包覆一層熱縮管。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的USB接口芯片與所述MCU微處理器集成在所述屏蔽雙絞線的同一端且被絕緣外殼覆蓋。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:所述的PCB上設(shè)置有刻度值。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:還包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述的PCB上，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述的TMR傳感器模塊連接。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其特征在于:還包括一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器，所述的電壓調(diào)節(jié)器與所述USB接口連接，為所述的TMR傳感器模塊和所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供穩(wěn)定的電壓。12.—種靈敏隧道磁阻磁力計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的檢測(cè)系統(tǒng)包括一計(jì)算機(jī)和所述權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的靈敏隧道磁阻磁力計(jì)，其中所述USB接口與所述的計(jì)算機(jī)相連，所述M⑶微處理器用于通過所述USB接口芯片以及所述USB接口將處理分析后的數(shù)據(jù)傳輸給所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)用于存儲(chǔ)和顯示接收到的數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01R33/09GK205720613SQ201620173275
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月8日
【發(fā)明人】詹姆斯·G·迪克, 何藝成, 郭海平
【申請(qǐng)人】江蘇多維科技有限公司