【正文】 吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）1摘要三分量磁通門地磁場檢測裝置是應(yīng)用磁通門傳感器對地磁場進(jìn)行測量的矢量檢測裝置。與其它類型測磁儀器相比，磁通門傳感器具有分辨率高，測量弱磁場范圍寬，體積小、重量輕、功耗低，經(jīng)濟(jì)性好，能夠直接測量磁場的失量和適于在高速運(yùn)動系統(tǒng)中使用等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。本文分析了磁通門傳感器的工作原理，詳細(xì)論述了如何采用數(shù)字檢波計和單片機(jī)程序。檢測裝置主要由三分量磁通門傳感器、單片機(jī)最小系統(tǒng)、A/D 數(shù)據(jù)采集電路和串口電路構(gòu)成。三分量磁通門傳感器檢測到磁場的矢量大小，輸出信號經(jīng)過有源濾波器和放大器處理后得到三路幅度與磁場各分量大小成正比的正弦信號。A/D 同時對三路信號進(jìn)行 4 倍頻采樣，將兩個周期的采樣數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)，然后單片機(jī)通過串行端口將數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機(jī)，最后由計算機(jī)完成數(shù)據(jù)的處理和分析。關(guān)鍵詞 三分量 地磁場 數(shù)字檢波 數(shù)據(jù)采集 串行端口吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）2The Design of Geomagic Field Detection Device Based on Threeponent Fluxgate SensorsAbstratThe threeponent fluxgate geoamagic field detection device is a kind of vector detection device which can measure the geoamagic field with other instruments which can measure geomagic field,the fluxgate sensor has the virtue of small size,light weight, low power consumption and good economy,is used widely in different fields.This paper introduces the working principle of the fluxgate sensor and the digital demodulation method in detail. The design of hardware circuit of the threeponent fluxgate geomagic field detection device and progamming of MCU are also introduced in this paper. The detection device consists of threeponent fluxgate sensors, MCU system, A/D data acquisition circuit and port munication circuit. The magic vector is detected by the threeponent fluxgate sensors,signals output from the senors are processed by active filters and there are three sinusoidal signals,whose amplitude are proportional to the magnitude of geomagic field ponent. The A/D convertor produces 4 points sampling signals, and transmits data of two cycles to CPU, then CPU send the data to puter via the port. Finally,the data is processed and analyzed by puter.Keywords three ponents geomagic field Digital demodulation 吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）3Data Acquisition Com Port目錄摘要 .....................................................................................................................1ABSTRAT ...........................................................................................................21 緒論 ...............................................................................................................1 研究三分量磁通門地磁場檢測裝置的目的和意義 .............................1 各種測磁儀器 .........................................................................................2 磁通門測磁儀器的研究現(xiàn)狀 .................................................................52 檢測裝置的工作原理 ...................................................................................6 磁通門傳感器的工作原理 .....................................................................6 檢測裝置的工作原理 .............................................................................8 地磁檢測裝置的主要功能 ...................................................................123 三分量磁通門地磁場檢測裝置的硬件電路設(shè)計 ...................................12 前置檢測電路的設(shè)計 ...........................................................................12 分頻電路和信號轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計： ...........................................13 驅(qū)動電路的設(shè)計： .......................................................................13 選頻放大電路的設(shè)計： ...............................................................14 16 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 4 倍頻采樣的硬件設(shè)計 .........................................16 根據(jù) A/D 采集電路的設(shè)計要求選擇合適的 A/D： ...................16 A/D 采集電路的設(shè)計： ................................................................17 內(nèi)部電源的設(shè)計 ...................................................................................184 三分量磁通門地磁場檢測裝置的的軟件設(shè)計 .........................................19 STC89C54RD+單片機(jī)介紹 ................................................................19 A/D 的軟件控制 ..................................................................................20 程序流程圖 .........................................................................................21 示例程序 .............................................................................................21 串口發(fā)送的硬件設(shè)計 .........................................................................235 測試結(jié)果及分析 .......................................................................................24吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）4 分頻器電路測試 .................................................................................24 功率驅(qū)動電路的測試 ...........................................................................25 信號轉(zhuǎn)換電路測試 ...............................................................................25 帶通濾波器的測試 ...............................................................................266 對三分量測量的通道差異進(jìn)行校正的方案設(shè)計 ...................................28 方案 1：通過硬件電路的調(diào)試進(jìn)行校正 ..........................................28 方案 2：通過軟件編程對測量結(jié)果進(jìn)行校正 ..................................29總結(jié) ...................................................................................................................30參考文獻(xiàn)及參考資料 .......................................................................................31致謝 ...................................................................................................................33英文翻譯 ...........................................................................................................34英文翻譯原文 ...................................................................................................37吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）11 緒論 研究三分量磁通門地磁場檢測裝置的目的和意義在介紹三分量磁通門地磁場檢測裝置之前，首先介紹一下它的研究目的和意義。檢測裝置主要是通過檢測地磁場的大小來尋找鐵磁性物質(zhì)的。鐵磁性物質(zhì)中很重要的一類就是鐵。我國是最早發(fā)現(xiàn)和使用鐵的國家，同時鐵也是世界上發(fā)現(xiàn)并使用最早的一種金屬材料。世界鐵資源豐富，據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查所和礦業(yè)局 1996 年 1 月的統(tǒng)計，世界鐵礦石資源量超過 8000 億噸，折合金屬量超過 2300 億噸。1995 年世界鐵礦石儲量 1 500 億噸、儲量基礎(chǔ) 2300 億噸，折合鐵金屬量分別為650 億噸、1000 億噸。我國鐵金屬儲量 億噸，應(yīng)在俄羅斯、澳大利亞、加拿大、巴西之后居世界第 5 位。截至 1996 年底，全國共查明鐵礦產(chǎn)地 1834 處。累計探明鐵礦石儲量 億噸，按全國鐵礦石平均含鐵品位 33%計算，鐵金屬量為 億噸?？鄢龤v年開采與損失，尚保有鐵礦石儲量 億噸，鐵金屬 億噸。根據(jù) 80 年代中期地質(zhì)科研部門對我國鐵礦資源的預(yù)測，將全國大陸劃分為 17 個預(yù)測區(qū)，共有有望航磁異常區(qū) 1084 處，預(yù)測資源潛力 606億 t。其中 11 個預(yù)測區(qū)分布在東經(jīng) 105176。線以東地區(qū)，有望航磁異常區(qū) 754處，預(yù)測資源潛力為 317 億 t，東部地區(qū)找礦程度較高，預(yù)測資源多以隱伏礦或盲礦體分布在已知礦帶的深部和周邊部。東經(jīng) 105176。線以西地區(qū)，包括 6 個預(yù)測區(qū)，有望航磁異常 330 處，預(yù)測資源潛力為 289 億 t，西部地區(qū)找礦