Ｓ盯／ＲＥＳＥＴ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｌｏｗ ｃｏｓｔ，ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｓｉｚｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＨＭＣｌ０２１ ｃａｎ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ—
ｌｙ ｏｆｆｓｅｔ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎｔｍｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｔｅｎｌｐｅｒａｔｕｒｅ ｄ“ｆｔ．
产品中，而使实施成本降低。根据地面标记器所要
测量的磁场特点，选用可测１维磁场强度的Ｈｏｎ— ｅｙｗｅｌｌ磁阻传感器ＨＭＣｌ０２１，它的测量范围是±
６９ａｕｓｓ（在空气中１９ａｕｓｓ一１０ｅ），可以测量
ｍｇａｕｓｓ精度的磁场。既能满足高精度，高可靠性 的要求，又能降低仪器的成本、功耗和体积。
磁阻传感器磁阻传感器的基础电气元件是惠 斯顿电桥，图１所示为用四个玻莫合金薄膜电阻制
其次，要根据实际的需要决定我们的侧重点， 首先满足系统中最关键的性能指标，再综合考虑频
谱效率、功率效率和误码率这三方面的因素。在 ＧＳＭ系统中，出于商业方面的考虑，需要重点考 虑功率效率以减小手机的体积和功耗。ＧＳＭ中选 取ＧＭｓＫ作为基带信号的调制样式，ＧＭｓＫ具有 幅度恒定、误码率性能良好等优点，具有很高的功 率效率。ｃＤＭＡ下行链路采用的ＱＰｓＫ是一种折 衷的调制样式，它具有比较平均的频谱效率和功率 效率。ＣＤＭＡ上行链路采用的ｏＱＰＳＫ是ＱＰＳＫ 的一种变异方式。（）ＱＰＳＫ和ＱＰＳＫ的频谱效率相 同，但ｏＱＰｓＫ有更好的功率效率。
在磁阻传感器芯片上放置电流带对薄膜进行再 充磁。这种充磁过程是纯电子式的，不需外接笨重 的线圈。
在每次测量时，驱动置位脉冲得到电桥输出 Ｖ。，再驱动复位脉冲得到Ｖ～，计算两次读数相
减的结果‰一［‰。。，一儿（。，］／２作为电桥的
输出。利用这种方法可消除因温度漂移和电路参数 漂移等共模信号造成的影响，从而得出一个与绝对 磁场成正比例的输出。且因此可使用低成本的电子 元件，并且不需要对传感器的平衡输出进行精调。 图２是置复位脉冲的发生电路。
地面标记器中的应用 -仪器仪表学报2004,25(z3)
地面标记器是漏磁通法管道腐蚀缺损检测系统的重要组成部分.Honeywell公司的一维磁阻传感器HMC1021由于其高可靠性、高灵敏度、低成本、低功 耗和小尺寸等特点成为地面标记器传感器的理想选择.而且它具有独特的置/复位功能,能有效消除因温度漂移和电路参数漂移等共模信号造成的影响.
３周浩敏．信号处理技术基础．北京航空航天大学出版社
万方数据
磁阻传感器HMC1021应用
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
吴刚， 李一博， Wu Gang， Li Yibo 天津大学
电子测量技术 ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY 2005，(3) 1次
２磁阻传感器的原理与应用
磁阻传感器的特点地面标记器所要测量的磁
场是ＰＩＧ在管道外的漏磁，其磁场范围在地球磁
场范围内，线圈、磁通门、磁阻效应都比较适合的
这个范围的磁场测量。相比而言，磁阻传感器具有
以下优势：
尺寸小；高灵敏度，使传感器可据被测铁磁物 体～段较长的距离；由于内阻抗小，使其对电磁噪
声和干扰不敏感；由于是固态溶液，无转动部件， 使其具有高度可靠性；由于部件能方便的装入插板
引证文献(1条) 1.闵俊锋 利用地磁场确定弹道修正弹的滚转姿态[学位论文]硕士 2006
本文链接：/Periodical_dzcljs200503011.aspx
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参考文献(2条) 1.Tamara bratland.ROBERT BICKING.BHARAT B PANT 磁性传感器的选择和应用 2002 2.1-and 2-Axis Magnetic Sensors HMC1021/1022 Honeywell用户手册
相似文献(2条)
1.期刊论文 吴刚.李一博.胡晓莉.靳世久.Wu Gang.Li Yibo.HU Xiaoli.Jin Shijiu 磁阻传感器在"管道机器人"的
磁阻传感器的置／复位功能［２］ 当玻莫合金薄 膜受到外加磁场作用时，沿此方向电阻有最大的变 化值。当受到强磁场干扰时（大于２０高斯）薄膜磁 化极性会受到破坏，传感器特性也会改变。针对这 一破坏性的磁场，需对敏感元件施加一个瞬态的强 恢复磁场来恢复或保持传感器特性。这一操作是施 加一个置位或复位脉冲。桥输出信号的极性取决于 薄膜内部的磁化的方向，并对称于零磁场的输出。
１０Ｖ
图２置／复位脉冲发生电路
由单片机发出１００Ｈｚ的时钟，经电压比较器 ９ ３ １后，脉冲幅度变为。一１０Ｖ。ＩＲＦ７１０５是集成
一个Ｎ沟道和一个Ｐ沟道Ｍ（＿）ｓ管的集成芯片，通过 外接的两个电容和时钟脉冲的控制产生置／复位脉冲。
信号处理电路设计地面标记器的中央控制处 理器选用Ｃ８０５１Ｆ系５１内核，与Ｍｃ孓５１指令集完全兼 容，其内部集成了高速Ａ／Ｄ转换器，是完全集成 的混合系统级芯片（Ｓｏｃ）。对传感器输出信号进 行放大、滤波、采样电路的原理框图见图３。
参考文献
１ Ｊｈｏｎｇ Ｓａｍ Ｉ．ｅｅ，Ｌｅｏｎａｒｄ Ｅ Ｍｍｅｒ．ＣＤＭＡ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎ— ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｈａｎｄｂｏｏｋ １９９８ Ｊ．Ｓ Ｌｅｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ
２ Ａｇｉｌｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ ＭｏｄｕＩａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ ２００１ Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
２０
磁阻传感器ＨＭＣｌ０２１应用
磁阻传感器ＨＭＣｌ０２１应用
吴 刚 李一博 天津大学
摘要 一维磁阻传感器ＨＭＣｌ０２ｌ由于其高可靠性，高灵敏度，低成本，低功耗和小尺寸等特点成为小磁场测量的 理想选择器件。它具有独特的置／复位功能，能有效消除因温度漂移和电路参数漂移等共模信号造成的影响。
关键词磁阻传感器地面标记器
对于长距离管道的漏磁通腐蚀检测，每间隔一 定距离（１～２公里）在管道上方安装一个地面标 记器是非常必要的。它的主要任务就是通过判别磁 信号的幅度和波形确定ＰＩＧ通过其正下方时的准 确时间。该时间值将会作为ＰＩＧ纪录结果的定位 值，是对ＰＩＧ记录数据进行分析从而实现管道腐
万方数据
蚀精确定位的重要依据。
Ｍａ磬ｌｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉＶｅ瓯ｍｓｏｒ ＨＭ［Ｃ１０２１ ａＩＩｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｗｕ Ｇａｎｇ Ｌｉ Ｙｉｂｏ
Ａ随血譬ｃｔ ＭＲ ｓｅｎｓｏｒ ｏｆ ＨｏｎｅｙｗｅＵ ｂｅｃｏｎｌｅｓ ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｃｈｏｉｃｅ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｓｍａｌｌ ｎｌａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ，ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｈ培ｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，
ＫＩ羽阳ｒｄｓ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ａ＿ｂｏｖｅ Ｇｍｕｎｄ Ｍａｒｋｅｒ（ＡＧＭ）
磁场测量可以分为三个范围。在不同的范围 中，能在其环境中处于最佳工作状态的磁性传感器 的类型也不同。第一个磁场范围远大于地球磁场 （如永久磁铁或大电流附近），其范围为１００奥斯特 （ｏｅ）或更高。第二个磁场范围约等于地球磁场或 ｏ．６０ｅ。第三个磁场范围远远小于地球磁场，它们 在１ｍｏｅ或更低范围内。表１给出了用于不同磁场 范围的传感器的类型［¨。
表ｌ用于不同磁场范围的传感器类型
线圈
蒸 黼熊㈣ 麓黪鬻㈣瀚勰㈣ 鬻壤甥㈣ ㈣
磁通Ｉ’ｌ
霉 蒸瓣㈥ 罐鳞戮㈣溅鬻㈥
霍尔效应
糍㈥黼鞲㈣ ㈥
磁阻
ＳＯＵｌＤ
ｉ｜ｌｉ蠹ｌ｜｜ｉｌ麓囊§ 翁燃
㈧ 缫搿㈥ 麓㈣
（１ ０ｅ）
１ 应用背景
’漏磁通法（ＭＦＬ）在管道无损检测技术 （ＮＤＴ）当中是非常常用的一种方法，特别是对长 距离输油管线的检测，应用最为广泛。用漏磁通法 对管道进行腐蚀状况检测的检测器通常被称为“管 道机器人”（ＰＩＧ），地面标记器是埋在管道上方对 ＰＩＧ的行进过程进行精确时间标记的定位仪器。
成的带有一个供电电压Ｖｂ的惠斯顿电桥，供电电
压致使电流通过电
阻器。电桥的四个
电阻是相同的，当
施加外磁场时，其
中处于相对位置的
两个电阻器产生增 量△Ｒ，另外两个电
阻器产生减少量
（４）
△Ｒ。这样，电桥输 图１磁阻传感器的惠斯顿电桥
电子测量技术·２００５年第三期
２１
出的表达式为： △ｙ。。一Ｖ。卜卜一Ｕ。卜＿一（△Ｒ／Ｒ）Ⅵ。
2.会议论文 吴刚.李一博.胡晓莉.靳世久 磁阻传感器在"管道机器人"的地面标记器中的应用 2004
地面标记器是漏磁通法管道腐蚀缺损检测系统的重要组成部分.Honeywell公司的一维磁阻传感器HMC1021由于其高可靠性、高灵敏度、低成本、低功 耗和小尺寸等特点成为地面标记器传感器的理想选择.而且它具有独特的置/复位功能,能有效消除因温度漂移和电路参数漂移等共模信号造成的影响.
３ ３Ｖ— Ｈａｐｐ
ＬＰＦ
Ｖｒｅ’
ｖ孟
一Ｉ置，复位脉冲发‘
ｌ电路（见图２）
Ｊ１０．８Ｊｔ 『ＡＤＣ
ＣｙｇｌｌａＩ ；０５ｌＦｘ
』乙
１００Ｈｚ
图３信号处理电路原理图 由于单片机的ＡＤＣ内部参考电压为２．４Ｖ，
因此，传感器放大电路的设计就必须满足输出电压 。一２．４Ｖ的要求；另外，传感器的输出信号为差动 信号，对噪声不敏感，所以先对信号进行差动放 大，参考电压为１．２Ｖ。传感器输出的差动信号变 化是ｍＶ级的，这就需要放大器的精度高，输入 输出偏移小，ＡＤ６２７是一个理想的选择。信号经 差动放大后，再进行低通滤波和二级放大，就可以 送人单片机进行采样处理了。
参考文献
１ ＴＡＭＡＲＡ ＢＲＡＴＬＡＮＤ，ＲＯＢＥＲＴ ＢＩＣＫＩＮＧ，ＢＨＡＲ— ＡＴ Ｒ ＰＡＮＴ．磁性传感器的选择和应用．仪器仪表与 传感器．２００２．１ｌ