基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115877280A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211538362.7(22)申请日2022.12.01(71)申请人西北工业大学地址710000陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人刘奇李斌景朝宇(74)专利代理机构上海思真远达专利代理事务所(特殊普通合伙)31481专利代理师戚淼(51)Int.Cl.G01R33/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统(57)摘要本发明公开了基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，属于磁感探测领域，包括安装板，所述安装板上端四角分别固定安装有铜螺柱三，且四组所述铜螺柱三两两关于安装板中心轴对称，所述安装板上方通过铜螺柱三固定连接有基板，所述安装板前端固定连接有接插件；本发明能够实现磁信号的采集、内部存储、数据读取，加入了姿态传感器，可检测设备的动态情况，同时电子硬件设计满足使用要求和技术指标，结构设计满足技术指标要求，功耗控制得当，连续工作时间长，具有很高的实用价值。CN115877280ACN115877280A权利要求书1/2页1.基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，包括安装板(1)，其特征在于，所述安装板(1)上端四角分别固定安装有铜螺柱三(12)，且四组所述铜螺柱三(12)两两关于安装板(1)中心轴对称，所述安装板(1)上方通过铜螺柱三(12)固定连接有基板(2)，所述安装板(1)前端固定连接有接插件(4)。2.根据权利要求1所述的基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，其特征在于，所述安装板(1)上端活动连接有电池(13)，所述基板(2)上端固定连接有四组铜螺柱一(10)，所述基板(2)上方通过铜螺柱一(10)活动连接有探头控制电路板(3)，所述基板(2)上端左下角固定连接有探头座腔体(8)，所述探头座腔体(8)内部固定连接有三组磁通门探头(9)，且三组所述磁通门探头(9)之间为两两垂直正交的位置关系。3.根据权利要求2所述的基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，其特征在于，所述探头座腔体(8)制作材料选用非金属工程塑胶材料PSU，且所述探头座腔体(8)内部正交交错分布三组孔，所述探头座腔体(8)底部有两个螺纹孔，用于把探头座腔体(8)固定在基板(2)上，三组所述磁通门探头(9)可与正交孔配合，互不干涉，并在一端预留线缆出线槽，同时三组所述磁通门探头(9)采集的数据分别代表X轴磁场值、Y轴磁场值、Z轴磁场值，探头座腔体(8)出线槽出来的信号线缆，水平向右连接到探头控制电路板(3)。4.根据权利要求3所述的基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，其特征在于，所述探头控制电路板(3)采用FR‑4材料双层板设计，共由两块板组成，底层、顶层两层电路PCB板之间通过插排针连接，组装时通过辅助工装保证层与层之间间距，顶层PCB外形尺寸为70.5×22mm，所述探头控制电路板(3)上有四个通孔，基板(2)上对应有四个通孔，所述探头控制电路板(3)通过四颗铜螺柱与基板(2)连接，且所述探头控制电路板(3)PCB设计符合GJB362‑87印制板通用规范要求，底层PCB与顶层PCB间隔为2.5mm。5.根据权利要求3所述的基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，其特征在于，所述基板(2)上端左上角固定连接有L型支架(7)，所述L型支架(7)三组侧壁分别固定连接有四组铜螺柱二(11)，所述L型支架(7)三组侧壁通过铜螺柱二(11)分别活动连接有姿态传感器(6)，所述基板(2)上端靠近后侧固定连接有数据采集模块(5)。6.根据权利要求5所述的基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，其特征在于，所述L型支架(7)的两个侧面和台阶面作为安装面，两两正交，所述L型支架(7)的三个正交安装面上分别有四个螺纹孔用于固定姿态传感器(6)，且所述L型支架(7)的底面有四个螺纹孔，对应基板(2)上的四个通孔，用于进行安装固定。7.根据权利要求6所述的基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，其特征在于，所述姿态传感器(6)具体型号为国产MEMS加速度传感器JFMZ1002，其采用集成X‑Y‑Z三轴方案，与数据采集模块(5)一同集成在电路板上，通过单片机自带AD采集输出模拟信号，计算得到产品整体的姿态角数据，所述数据采集模块(5)设计采用全国产芯片。8.根据权利要求5所述的基于三轴磁通门传感器的磁小模块系统，其特征在于，所述接插件(4)外部连接有单片机，所述单片机用于下发采集指令，并对采集的数据进行处理，其具体处理步骤如下：步骤一：工作人员为单片机设置串口中断，当单片机接收到上位机的发送指令时，触发中断，进入到中断服务函数，等待上位机发送RTC初始化时间；步骤二：接收到上位机发送的