[发明专利]一种基于巨磁阻抗效应的磁场梯度传感器

摘要

本发明公开了一种基于巨磁阻效应的磁场梯度传感器，包括稳压模块、升压模块、置位/复位脉冲产生模块、巨磁阻芯片模块、单片机处理模块；本发明新型磁传感器可对弱磁场梯度信息进行测量，梯度信息可用于目标识别和定位；本发明基于巨磁阻效应的磁场梯度传感器使用技术成熟的集成芯片，测量结果通过单片机可以直接输出，成本低廉、稳定性好、响应迅速、结构简单；本发明针对磁传感器芯片的材料性能，利用电路产生脉冲电流，对巨磁阻芯片进行置位/复位操作，保证芯片工作在高灵敏度的状态下。

主权项

一种基于巨磁阻效应的磁场梯度传感器，包括稳压模块、升压模块、置位/复位脉冲产生模块、巨磁阻芯片模块、单片机处理模块；所述的稳压模块采用LM294芯片，1号引脚为电源输入，通过电容C8和电容C9连接到电源端VS，电容C8的大小为100uF，正极接电源端VS，负极接地GND，电容C9为0.1uF，和C8并联，一端接电源VS，一端接地GND，3号输出引脚通过电容C10和C11将5V电压VC输出，C10大小为10uF，正极接3号输出，负极接地；C11为0.1uF，与C10并联，一端接3号输出引脚，一端接地GND，2号引脚TAB空置，4号引脚接地；所述的升压模块采用MAX662芯片，1号和2号引脚分别接入电容C7的正负端，C7为0.22uF，3号引脚和4号引脚分别接入电容C2，C2为0.22uF，7号引脚和8号引脚接地；5号引脚通过2uF的保护电容C6连接5V电压输入，C6的负极接入地端，6号引脚输出20V电压，电阻R1和电阻R2，R1和R2为二极管，型号为1N5819，两者串联，正极与6号输出引脚相连，负极输出20V电压，电容C4和电容C5大小都为1uF，一端接入6号输出引脚，一端接地；所述的置位/复位脉冲产生模块3采用BTS7970芯片，单片机处理模块产生脉冲信号，脉冲信号通过2.2K的电阻R5接入BTS7970的2号引脚，1号引脚接地，20V电压直接接入7号引脚，5号引脚为转换速率设定，通过电阻R7设定转化速率，电阻R7为2.2K，一端与5号引脚相连，一端接地；6号引脚通过电阻R8和电容C12对电流进行诊断，R8为1K，电容C12为0.01uF，两者并联接入6号引脚，负极都接入地GND；4号和8号引脚输出电流，通过0.47uF的电容C13进行积分，转化成脉冲电流，为芯片提供电流，稳压芯片LM2940的5V输出通过2.2K的电阻R6接入3号引脚，R6的一端接5V的Vcc，另一端接3号引脚；4号引脚空置；所述的巨磁阻芯片模块为两个，两个巨磁阻芯片模块均采用HMC1001芯片，分别设为1号HMC1001芯片和2号HMC1001芯片，稳压模块1中LM2940稳压芯片所产生的5V电压为两个HMC1001芯片的电桥提供参考电压，分别施加到两个HMC1001芯片的7引脚，两个HMC1001芯片的4号引脚均接地；脉冲信号通过电容C13积分的置位/复位脉冲电流先流入1号HMC1001芯片的1号引脚，为信号的正极，3号引脚是负极，将置位/复位脉冲电流输出后，接入2号HMC1001芯片的1号引脚，而2号HMC1001芯片的负极3号引脚接地；1号HMC1001芯片和2号HMC1001芯片的5号和8号引脚都是信号输出端，5号为输出信号正极，8号为负极；1号HMC1001芯片的信号输出5、8引脚单片机的A4、A5端口，2号芯片的信号输出5、8引脚单片机的A6、A7端口，2号引脚和6号引脚空置；把置位/复位信号输入至将1号HMC1001芯片的S/R+端，即1号引脚，并将其3号引脚的S/R‑端与2号HMC1001芯片的1号引脚S/R+端相连接，最后将2号HMC1001芯片的3号引脚S/R‑端与地线相连；两个HMC1001芯片的OUT+和OUT‑连接至单片机的ad转换端口，完成数据的读取；所述的单片机处理模块负责提供置位/复位脉冲产生模块所需的PWM波形及置位/复位脉冲产生模块输出信号的采集。