一种基于巨磁电阻的空间平面电磁场强测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电磁探测设备技术领域，具体为一种基于巨磁电阻的空间平面电磁场强测试仪。
【背景技术】
[0002]在我们生活的自由空间中存在着大量的电磁场，它们能够叠加，反射、折射，穿透物体，甚至人体。电磁波对人体健康存在威胁，能够诱发各种癌症、白血病，导致婴儿发生畸形。然而空间电磁场看不见摸不着，我们更不能根据主观感觉知道它的强度，它就像一个隐形杀手一样潜伏在我们身边，对我们的健康造成威胁。因此对于空间中电磁波强度进行测试是十分必要的，国家规定其人体安全值为833.3毫高斯。目前电磁场强测试仪器大多采用专用磁场探头和电场探头，如电感线圈等，测量精度较低的同时价格也十分昂贵，性价比不尚O
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的是提供一种基于巨磁电阻的空间平面电磁场强测试仪，以解决目前市场上大多数电磁强度测试仪精度和灵敏度不够高，不能进行数字显示，结构复杂，容易发生故障的问题，本装置以DSP数字信号处理芯片作为控制内核，以对电磁场极其敏感的巨磁电阻作为信号采集模块，对环境中的辐射强度进行快速准确高效地测量，同时可以进行数码显示，并通过报警器发出相应的报警提示音。
[0004]为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于巨磁电阻的空间平面电磁场强测试仪，包括:主控模块、信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、按键输入模块、显示模块、报警模块;主控模块包括DSP数字信号处理芯片；信号采集模块包括巨磁电阻；信号放大模块包括AD828AN高速运算放大电路;模数转换模块包括PCF8591模数转换电路;按键输入模块包括电场磁场切换按键、最大值保持按键;显示模块包括LCD1602液晶屏;报警模块包括报警器、指示灯。信号采集模块与信号放大模块是电气连接;信号放大模块与模数转换模块是电气连接;模数转换模块与DSP是电气连接;显示模块与DSP是电气连接；电场磁场切换按键、最大值保持按键与DSP是电气连接;报警器、指示灯与DSP是电气连接。
[0005]所述DSP数字信号处理芯片负责接收PCF8591模数转换电路信号，依据有关算法对磁场强度和电场强度进行换算，计算和控制信号输出。
[0006]所述巨磁电阻负责测量空间平面电磁场强，当电磁辐射强度越大时，巨磁电阻模块输出的模拟电压越高，巨磁电阻内部的磁性材料电阻率在有外磁场作用和没有外磁场作用时差别非常大，它可以对微弱的磁场进行有效测量。
[0007]所述AD828AN高速运算放大电路负责对巨磁电阻输出的模拟电压信号进行放大，将过低的不便于处理的快速变化的微弱电压信号进行线性高速放大，以便于模数转换模块和芯片的后续处理。
[0008]所述PCF8591模数转换电路负责对运算放大后的电压信号进行模数转换，将模拟的电压信号转换为数字信号，以利于DSP芯片的处理和运算。
[0009]所述电场磁场切换按键负责对电场测量模式和磁场测量模式进行切换，最大值保持按键可以使LCD液晶屏保持显示所测量到的电场强度和磁场强度的最大值。
[0010]所述LCD1602液晶屏负责对所测得的空间平面电磁场强度等数据进行实时显示，显示值为国际单位制的十进制数字量，可以分别显示磁场大小和电场大小，还可以保持显示所测场强的最大值。
[0011]所述报警器负责在所测场强超出正常范围时发出相应报警和提示音，指示灯同时做出相应报警闪烁动作。
[0012]本实用新型通过巨磁电阻来测量空间平面电磁场的强度，巨磁电阻在辐射环境当中能够感应输出一定大小的电压;物质的电阻在磁场的作用下发生改变的现象，称为磁阻效应，一般的磁性金属和合金材料都有这种性质，但电阻率只会发生微小的变化，巨磁电阻的磁阻效应十分明显，电阻率变化是普通材料的十余倍，因此，利用巨磁电阻的这种性质能够精确地检测空间电磁场强的变化。巨磁电阻输出电压的大小与被测场强大小成正比关系，被测场强越强，输出电压越高。巨磁电阻的输出电压首先经AD828AN高速运算放大电路进行线性放大，放大后的信号被输送给PCF8591模数转换电路，模数转换电路及时地将输入的模拟电压转换为处理器所能处理的数字信号;DSP接收到数字信号后进行相应的运算处理，负责完成电场强和磁场强之间的换算，并将数字量处理成能够在LCD上显示的数据，然后根据需要在LCD液晶屏上显示出电场强度或者磁场强度；电场磁场切换按键能够实现电场测量模式和磁场测量模式的切换，DSP根据所选的模式来完成电场、磁场之间的数据转化和输出工作，最大值保持按键可以使LCD1602液晶屏保持固定显示一段时间内所测量到的电场强度和磁场强度的最大值；当电磁福射强度超过规定的环境安全值后，DSP会立即发出信号使报警器发声报警，指示灯闪烁，对人们进行提醒。
[0013]本实用新型的优点是:实现对微弱空间平面电磁场强快速准确和高效的测量，整台测试仪体积十分小巧，便于随身携带，采用高效的探测传感器，测量结果精确可靠，设备结构简单，成本低廉，性能稳定，抗干性强;可以分别实现对电场强度和磁场强度的测量，并通过LCD屏进行数字显示，并能够对峰值进行保持显示;解决了现有测试设备精度不够，反应较慢，无法进行精确数值显示的问题。可以对生活环境或者工作场所中的电磁辐射进行精确高效地测量，使人们能够远离电磁辐射，避免辐射伤害。
【附图说明】
[0014]附图1是本实用新型的结构框图；
【具体实施方式】
[0015]下面根据附图对本实用新型进行详细说明:
[0016]结构框图如图1所示，便携式多功能电磁场强测试仪，包括:主控模块、信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、按键输入模块、显示模块、报警模块;主控模块包括DSP数字信号处理芯片;信号采集模块包括巨磁电阻;信号放大模块包括AD828AN高速运算放大电路;模数转换模块包括PCF8591模数转换电路;按键输入模块包括电场磁场切换按键、最大值保持按键;显示模块包括LCD1602液晶屏;报警模块包括报警器、指示灯。信号采集模块与信号放大模块是电气连接;信号放大模块与模数转换模块是电气连接;模数转换模块与DSP是电气连接;显示模块与DSP是电气连接；电场磁场切换按键、最大值保持按键与DSP是电气连接;报警器、指示灯与DSP是电气连接。本实用新型通过巨磁电阻来测量空间平面电磁场的强度，巨磁电阻在辐射环境当中能够感应输出一定大小的电压;物质的电阻在磁场的作用下发生改变的现象，称为磁阻效应，一般的磁性金属和合金材料都有这种性质，但电阻率只会发生微小的变化，巨磁电阻的磁阻效应十分明显，电阻率变化是普通材料的十余倍，因此，利用巨磁电阻的这种性质能够精确地检测空间电磁场强的变化。巨磁电阻输出电压的大小与被测场强大小成正比关系，被测场强越强，输出电压越高。巨磁电阻的输出电压首先经AD828AN高速运算放大电路进行线性放大，放大后的信号被输送给PCF8591模数转换电路，模数转换电路及时地将输入的模拟电压转换为处理器所能处理的数字信号;DSP接收到数字信号后进行相应的运算处理，负责完成电场强和磁场强之间的换算，并将数字量处理成能够在LCD上显示的数据，然后根据需要在LCD液晶屏上显示出电场强度或者磁场强度；电场磁场切换按键能够实现电场测量模式和磁场测量模式的切换，DSP根据所选的模式来完成电场、磁场之间的数据转化和输出工作，最大值保持按键可以使LCD1602液晶屏保持固定显示一段时间内所测量到的电场强度和磁场强度的最大值;当电磁辐射强度超过规定的环境安全值后，DSP会立即发出信号使报警器发声报警，指示灯闪烁，对人们进行提醒。
[0017]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于巨磁电阻的空间平面电磁场强测试仪，其特征在于包括:主控模块、信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、按键输入模块、显示模块、报警模块;主控模块包括DSP;信号采集模块包括巨磁电阻;信号放大模块包括AD828AN高速运算放大电路;模数转换模块包括PCF8591模数转换电路;按键输入模块包括电场磁场切换按键、最大值保持按键；显示模块包括LCD1602液晶屏;报警模块包括报警器、指示灯;信号采集模块与信号放大模块是电气连接;信号放大模块与模数转换模块是电气连接;模数转换模块与DSP是电气连接；显示模块与DSP是电气连接；电场磁场切换按键、最大值保持按键与DSP是电气连接;报警器、指示灯与DSP是电气连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于巨磁电阻的空间平面电磁场强测试仪，包括：主控模块、信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、按键输入模块、显示模块、报警模块；主控模块包括DSP数字信号处理芯片；信号采集模块包括巨磁电阻；信号放大模块包括AD828AN高速运算放大电路；模数转换模块包括PCF8591模数转换电路；按键输入模块包括电场磁场切换按键、最大值保持按键；显示模块包括LCD1602液晶屏；报警模块包括报警器、指示灯。本实用新型实现对空间平面电磁场强快速精确高效的测量，设备结构简单，成本低廉，性能稳定，抗干性强；可以实现对电场强度、磁场强度的切换和峰值保持，同时具有LCD数字显示和报警功能。
【IPC分类】G01R29/08
【公开号】CN205333744
【申请号】CN201620035648
【发明人】宋刘德
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月13日