基于“MCS―51单片机”的磁感应强度测试仪的设计
摘 要本文以“MCS-
51单片机”系统为核心,设计了磁感应强测试仪。系统由磁化电路
和测量电路两部分组成。磁化电路中,利用恒压源配合开关控制下
的九个串联固定电阻分档实现磁化电流的给定;测量电路中,测试
线圈的感应电动势经波形变换、绝对值电路后,送入与单片机接口
的A/D转换电路对信号进行采集。软件设计采用C语言和汇编语言混
合编程,设计了在测量过程中对数据的采集、处理、存储和测量结
果显示等程序模块。模块化的编程使得程序具有可读性强、易于维
护和方便升级的特点。
【关键词】磁感应强度 磁化电路 测量电路 MCS-51单片机
1 总体设计
本系统框图主要由磁化电路和测量电路两部分组成。其中,磁化电
路由磁化电源、励磁线圈和可变电阻等组成,其作用是对试品进行
磁化。根据安培环路定理,磁化电流的大小与磁场强度成正比,因
此由可变电阻获取与电压成正比的电流信号提供给测试回路,从而
可以算出H;测试线圈的感应电动势经波形变换、绝对值电路后,
送入与单片机接口的A/D转换电路对信号进行采集,经计算得到磁
感应强度B。单片机的作用是将采集到的数据进行处理和输出显示
。系统框图如图1所示。
2 硬件电路设计
2.1 励磁电流给定的磁化电路设计
由5V恒压源通过双向开关接通可变电阻和励磁线圈回路,获得励磁
电流。电路见图2,可变电阻由开关短路改变其回路阻值决定,所
以各挡励磁电路恒定。本设计采用将事先测试好的磁化电流值直接
以常数的形式存入储存器中以备数据处理之用。试品经测试可知:
在N1=1匝时,磁化电流达到40A时,磁场可达到饱和。所以当磁化