[发明专利]一种创造动态磁场环境的磁记忆实验装置

权利要求书

1.一种创造动态磁场环境的磁记忆实验装置，包括内部软件系统和外部硬件系统，外部硬件系统本包括单片机，力传感器，磁传感器，A/D转换器，D/A转换器，信号放大器，通电螺旋管，滑动变阻器，复位系统，外部中断系统，外接参数存储器；其结构要点单片机的输出端口与D/A转化器相连，接入放大器和滑动变阻器后，再与通电螺旋管部分的输入端口相连；传感器的检测信号输出端口与A/D转换器的检测信号输入端口相连，A/D转换器的检测信号输出端口与单片机的检测信号输入端口相连，单片机的复位信号输入端口与复位中断控制部分的复位信号输出端口相连，单片机的中断信号输入端口与复位中断控制部分的中断信号输出端口相连，单片机的存储信号输出端口与存储器扩展部分的存储信号输入端口相连。单片机的内部软件系统包括：系统主程序，中断服务程序，及作为中断服务程序的双通道数据采集子程序，单片机控制螺旋线圈子程序。

系统程序首先将R0寄存器指针指向磁信号实验数据存放首地址DB，将R1寄存器指针指向力信号实验数据存放首地址DF，通过P2.5引脚开启螺线管，启动IN0通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R0指向区，R0指针指向下一存储单元，启动IN1通道进行A/D转换，延时等待一段时间，将转换后的数值放入R1指向区，R1指针指向下一存储单元，数据循环采集50次，这样就可以将50个磁信号以及力信号数据分别存入DB、DF为首地址的存储区中。

2.根据权利要求1所述一种创造动态磁场环境的磁记忆实验装置，其特征在于所述单片机采用80C51芯片。

3.根据权利要求1所述一种创造动态磁场环境的磁记忆实验装置，其特征在于所述力传感器采用箔式应变片，将箔式应变片接入电桥中，经过一个放大器整形，作为力传感器。

4.根据权利要求1所述一种创造动态磁场环境的磁记忆实验装置，其特征在于所述单片机的P2.5口经过D/A转换器接入放大器，放大器将信号放大后，经过一个滑动变阻器与一个电流表接入螺旋线圈；通过滑动变阻器调节改变螺旋管电流大小，进而控制外界磁场强度；本发明利用通电螺旋管产生磁场，将通电螺旋管接入D/A转化器，通过单片机控制通过电流的大小，从而改变磁场H的大小，当铁磁性试件感应到外界磁场H时，霍尔元件所检测到的磁信号为：

B＝μ₀(H+M)

其中B为磁感应强度，H为通电螺旋管的磁场强度，M为磁化强度，μ₀为真空磁导率。当应力增加时，试件的磁物理特性发生改变，M发生变化；当通电螺旋管工作时，外界磁场H增加。通过此设备可以研究外界磁场对铁磁性金属材料表面磁信号的影响。

单片机输出口产生1mA电流，经过D/A转换，放电电路后，经过滑动变阻器调控，可产生0～100mA电流，通电螺旋管的匝数为20匝：

H＝IN

其中N为通电螺旋管的匝数，I为通电螺旋管的电流，根据公式，通电螺旋管可产生的磁场强度为0～2A/m，完全适用于应力磁记忆检测试验。

当通电螺旋管工作时，可以测得外界磁场强度分别为35μT，60μT。

5.根据权利要求1所述一种创造动态磁场环境的磁记忆实验装置，本发明所述设置开关K1控制系统的复位；复位系统采用开关K1外接一个电容和一个电阻组成外接复位系统，其中将开关与一个10uF电容并联后分别与80C51单片机RES口、经过一个10K电阻与地分别相连，从而组成复位系统，即当K1键被按下时，系统复位从新工作。