[实用新型]一种对磁传感器进行检测和标定的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁变量的测量装置的测试或校准，具体涉及一种对磁传感器进行检测和标定的系统。

背景技术

国际上地磁卫星计划的首要目的就是获得全球磁场数据，为矿产资源的调查、地磁导航和航空航天安全服务。

矿产资源直接关系着国家的经济动脉，而富有磁性的铁矿和金矿是需求急迫的金属矿，磁法勘探是矿产资源普查的一种重要手段。地磁导航的原理是通过地磁传感器测得的实时地磁数据与储存在计算机中的地磁基准图进行匹配来定位，由于地磁场为矢量场，理论上只要确定某点的地磁场矢量即可实现定位；因为地磁导航是利用地球本身的物理场，不会受到卫星的失效、天气状况和人工电磁干扰等因素的影响，因而是国防急迫需求的导航技术。空间环境的检测也急需磁测卫星，地球空间主要的灾害性空间天气有：磁暴、电离层暴、热层暴、磁层亚暴、磁层粒子暴等；灾难性的空间天气过程不仅会极大地影响人类的航天活动，造成卫星和星载仪器的故障，威胁航天员的安全，而且会造成短波通信中断、电力系统崩溃、输油管道出现高压等不良现象。

为了获得精确的磁场数据，磁传感器的测量准确性至关重要。因此，地磁卫星上天前如何标定磁传感器的测量精度，保证测量仪器正常使用，成为亟待解决的问题。目前解决这个问题方法是：建立零磁空间来实现。但实现完全无磁环境的要求非常苛刻，零磁空间难以屏蔽外界电磁干扰，极易受到周边磁环境变化的影响。而且进行磁场标定时，很难产生大动态范围、高线性度的稳定磁场。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种对磁传感器进行检测和标定的系统，通过产生大动态范围、高线性度磁场信号，解决高精度磁传感器的测试和标定问题。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种对磁传感器进行检测和标定的系统，包括计算机、主控制板和零磁空间，所述计算机的输出端口与所述主控制板的输入端口形成电学连接，所述零磁空间中设有螺线管，所述螺线管内处于同一轴线方向分别设置有标准磁传感器和待测磁传感器；所述主控制板上设有可控恒流源，所述可控恒流源的输出连接至所述螺线管。

上述技术方案中，计算机构成输入模块，可以采用PC机，提供人机交互界面；主控制板构成控制模块；零磁空间中的螺线管构成执行模块。上述技术方案一改现有磁传感器标定系统非绝对零磁空间、线性度差等特点，通过精密控制磁场实现磁传感器的准确标定。使用时，通过计算机的人机交互界面发送控制命令，经所述主控制板转换输出恒定电流，该电流可使所述零磁空间中螺线管轴线方向产生均匀磁场。在计算机界面上选择不同的控制命令，可在所述零磁空间中螺线管轴线方向产生不同的均匀磁场，且成一定的线性关系。此时，读取所述标准磁传感器轴线方向磁场分量，可以标定所述待测磁传感器轴线方向磁场值。

进一步的技术方案，所述可控恒流源为压控恒流源，所述主控制板上设有微处理器和电压产生电路，微处理器接收计算机的控制信号，控制电压产生电路产生设定的电压，电压产生电路的输出连接控制所述压控恒流源。

上述技术方案中，所述电压产生电路包括接口逻辑控制电路、数模转换（DAC）模块、晶振、多时钟信号分频器和低通滤波器，所述晶振经多时钟信号分频器给各电路提供时钟信号，所述接口逻辑控制电路由微处理器控制，输出端连接至数模转换模块，数模转换模块的输出电压经低通滤波器滤波后连接至压控恒流源的控制端。

优选的技术方案，所述数模转换模块为三角积分（ΔΣ）调制的数模转换模块。由此可产生大动态范围的电压信号。

优选的技术方案，所述压控恒流源为豪兰德电流源。可将电压信号转换为与负载、工作频率无关的线性电流信号。

采用重建滤波器代替普通的低通RC滤波器，对输出进行平滑滤波，可消除采样引起的混叠噪声和数模转换精度不够引起的毛刺噪声。

具体实现时，所述主控制板包括晶振、多时钟信号分频器、微处理器MCU、串口通信模块、接口逻辑控制电路、DAC、低通滤波器和压控恒流源。所述晶振为所述多时钟信号分频器提供基准时钟，所述多时钟信号分频器分别为所述微处理器MCU、DAC、低通滤波器等提供时钟信号，所述串口通信模块接收PC机的控制命令，传给所述微处理器进行处理，微处理器根据不同的控制命令产生相应的控制信号，控制信号经接口逻辑控制电路后输入给所述DAC，产生控制电压，电压信号经低通滤波后由所述压控恒流源转换为电流输出。