基于单片机的磁滞回线测试仪.pdf

本文介绍了一种以单片机为主控制器的磁滞回线测试仪的设计与实现。磁滞回线测试仪是用于测试材料磁特性的重要测量设备，它能够测量并显示材料在不同磁场下的磁化曲线和磁滞回线，进而分析出材料的矫顽磁力、剩磁等参数。这对于研究材料的磁性能及应用领域具有重要意义。 在现代工业生产和科技发展中，铁磁性材料的应用非常广泛。为了最大化发挥这些材料的性能，深入研究其磁性特点及变化是至关重要的。然而，市场上此类测量仪器较少，因此本文设计的磁滞回线测试仪具有较高的实用价值和应用前景。 测试仪的工作原理基于改变铁磁材料的磁场来测量材料的磁滞回线。通过单片机控制，交流电经变压器转换为适当的正弦交流信号，加载在待测铁磁材料的线圈上产生磁场。随后，单片机会采集、放大、转换励磁线圈回路中的信号，并进行处理，以计算出材料的剩磁、矫顽磁力等参数。 测试仪的特点包括体积小、重量轻、成本低、操作简单、可靠性高以及具有良好的人机交互界面。测试仪使用LCD12864显示屏，可实时显示磁滞回线和相关参数。对于超出测量范围的电压，测试仪还设有声光报警功能。 在硬件电路设计方面，测试仪包括励磁电路和精密整流滤波电路。励磁电路主要功能是将交流电通过变压器转换为所需的正弦交流信号，并调整信号的大小以改变待测样品的磁场。精密整流滤波电路负责采集产生的磁场电压信号，通过整流滤波后将模拟信号转换为数字信号，供单片机进行进一步的处理和分析。 在励磁电路设计中，系统信号输入采用交流220V/50Hz的交流电，经过变压器转变成5V/50Hz的交流信号，该信号作为励磁电流加载到待测样品的磁化线圈上，产生样品的磁场。同时，系统会采集励磁电流回路中的电压，并通过取样电阻和电容的组合电路进行整流滤波，得到精确的电压信号。 设计的磁滞回线测试仪能够根据采集到的电压值和磁场强度之间的关系计算出样品的磁感应强度（B）和磁场强度（H），从而绘制出B-H曲线，即磁滞回线，并在LCD12864显示屏上显示出来。通过按键操作，可以对显示页面的信息进行控制，包括查看磁滞回线和相关参数等。 文章中提到的STC89C5A60S2单片机是该测试仪的主控制器，它是基于51内核的单片机，具有高速、高可靠性的特点，非常适合于此类数据采集和处理的应用场景。测试仪的设计和实现，不仅展示了单片机在电子测量仪器中的应用，也提供了硬件开发、硬件程序编写等方面的参考。 此外，测试仪设计过程中也涉及到中图分类号TH89和TP368.2，这些分类号分别代表了测试仪器类别和微型计算机类别，表明了本文的研究属于仪器仪表和计算机应用技术的交叉领域。文中还提及了文献标识码B，这代表文章属于应用技术类文献。 文章还提供了相关的实验结果，表明该测量系统运行稳定、安装方便，并具有较好的测量精度，对于现代化建设和工业生产中对铁磁性材料的性能分析具有重要的应用价值。作者简介部分提供了文章作者的背景信息，包括他们的研究方向和所涉及的学术项目。 总而言之，基于单片机的磁滞回线测试仪的设计充分展示了在工业生产、科研实验等领域对铁磁性材料特性分析的需求。该测试仪不仅具备传统磁滞回线测试仪器的功能，还在操作简便、成本控制、用户交互和精度稳定性等方面有所创新，为相关领域的研究和应用提供了有力的工具。