[实用新型]一种磁通门磁力仪背景场的自动补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用于磁通门磁力仪的背景场自动补偿装置。

背景技术

磁通门磁力仪是适合在零磁场和弱磁场下应用的测量磁场的仪器。当用于测量强磁场背景下的微弱变化磁场时，如观测地磁场的变化即地磁场的“相对观测”，需要通过对主要磁场（背景场或地磁基本场）实行补偿，使磁力仪探头铁芯工作在零场附近，使其分辨率、动态范围和线性特性都能满足记录地磁场分量变化的要求。补偿方法是在探头铁芯上增加一个补偿线圈，通以补偿电流，铁芯中产生一个与探头轴向外磁场大小相等、方向相反的“补偿磁场”，使探头铁芯近似工作于零场状态，如图1所示。

目前一些磁通门磁力仪主要采用手动调整的背景磁场补偿方式，即采用分压电阻来控制补偿电流的大小，通过手动调节电位器或分档测量开关来改变分压电阻值。这些补偿方法均需实地操作，不适宜于远程控制，比如井下磁力仪的补偿或网络化的远程监控等情况；且操作不便，精度低；有的操作繁琐，需反复测量和设置，补偿效率低。有的磁通门虽然采用数字设置补偿值的方法，但需要对背景磁场的预先测量，不能实行自动化操作，补偿精度也较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动补偿磁通门磁力仪背景磁场的装置，实现对背景磁场的高精度自动补偿、使其能够满足用于深井观测和远程监控的需要。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种磁通门磁力仪背景场的自动补偿装置，包括A/D转换器（模数转换器）、MCU（Micro Control Unit，微控制单元）和D/A转换器（数模转换器）；所述A/D转换器与磁通门磁力仪的传感器探头电连接，D/A转换器与磁通门磁力仪的传感器探头中的补偿线圈电连接，所述MCU分别与所述A/D转换器和D/A转换器电连接；所述A/D转换器从所述磁通门磁力仪的传感器探头采集磁通门磁力仪测量值并实时转换为数字信号供所述MCU运算处理，经MCU运算处理得到的数字补偿信号通过所述D/A转换器转换为模拟电压信号并耦合给所述补偿线圈。

本实用新型的有益效果是：所述MCU根据磁通门磁力仪测量值运算处理得到数字补偿信号，再将其发送给磁力仪的探头补偿线圈，从而实现了磁通门磁力仪对背景磁场的自动补偿，克服了手动调整的背景磁场补偿方式的缺点，与手动调整的背景磁场补偿方式相比，提高了补偿效率和精度，不再需要人工进行现场实地操作，从而使其能够满足用于深井观测以及远程监控和智能化测量。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述A/D转换器为24位A/D转换器。

采用上述进一步方案的有益效果是，模数转换精度高。

进一步，所述A/D转换器为ADI公司（Analog Device Instrument，美国模拟器件公司）的AD7732 A/D转换器或其它高精度的24位A/D。

采用上述进一步方案的有益效果是，工作稳定，兼容性高，模数转换精度高。

进一步，所述D/A转换器为16位D/A转换器。

采用上述进一步方案的有益效果是，数模转换精度高。

进一步，所述D/A转换器为Maxim公司（Maxim Integrated Products，美国美信集成产品公司）的MAX5442 D/A转换器或其它16位以上高精度D/A。

利用上述本名实用新型的磁通门磁力仪背景场的自动补偿装置，本实用新型还提供了一种磁通门磁力仪背景场的自动补偿方法，包括以下步骤：

步骤A：设定补偿阀值，并执行步骤B；

步骤B：从磁通门磁力仪的传感器探头采集磁通门磁力仪测量值，并执行步骤C；

步骤C：将步骤B中采集的测量值的大小与补偿阀值的大小进行比较，若测量值的大小小于补偿阀值的大小，则执行步骤E，否则执行步骤D；

步骤D：生成补偿信号，并将其传送给磁通门磁力仪的探头补偿线圈，并执行步骤B；

步骤E：结束对磁通门磁力仪背景场的自动补偿。

结合上述本名实用新型的磁通门磁力仪背景场的自动补偿装置，本实用新型又提供了一种更具体的磁通门磁力仪背景场的自动补偿方法，包括以下步骤：

步骤100：设定补偿阀值                                                ，并将所述MCU中的寄存器置“0x8000”，寄存器操作数位设定为最高位，并执行步骤200；

步骤200：对所述磁通门磁力仪的传感器探头的输出进行A/D转换，得到转换结果，并执行步骤300；