專利名稱：便攜式低功耗特斯拉計的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種特斯拉計，尤其是便攜式低功耗的特斯拉計。
二背景技術：
現有的特斯拉計的電路設計未考慮功耗，一般采用交流電源，不易制成便攜式儀器。
三
發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種便攜式低功耗的特斯拉計，以便于隨身攜帶及現場測量。
本實用新型的實現方案是便攜式低功耗的特斯拉計，由霍爾傳感器、A/D轉換電路、運算放大器及恒流源電路、顯示電路、單片機PIC16F874作為主控制芯片組成，其特征是顯示電路采用LCD顯示電路，另設有變換成5V工作電壓的直流電源變換芯片，霍爾傳感器的輸出端分別接至兩個運算放大單元的正向輸入端，運算放大器的輸出連接A/D轉換電路的輸入端。以ICL7135作為A/D轉換。
其工作過程是這樣的當進行磁場強度測量時，霍爾傳感器輸出的電壓經運算放大調理后接至ICL7135A/D轉換芯片的模擬輸入端進行A/D轉換，PIC16F874單片機實時采集轉換后的數據并將其進行處理，然后通過SPI口將結果輸出到LCD顯示模塊進行顯示。
迭層電池電壓接至低功耗的電壓轉換芯片MAX667，轉換后輸出的5V電壓接入模擬開關，模擬開關的作用是配合單片機PIC16F874實現系統(tǒng)的定時自動關機。
顯示部分采用帶驅動芯片的三位半液晶顯示屏，PIC16F874通過SPI口其與通信。
基于一節(jié)9伏迭層電池供電，采用低功耗的PIC系列單片機PIC16F874作為主控制芯片，完成數據的處理及控制，其內置看門狗電路，工作可靠穩(wěn)定。采用砷化鎵材料的霍爾傳感器作探頭，用三位半的LCD顯示屏作測量數據輸出顯示。
本實用新型的特點是這是一種便攜式低功耗的特斯拉計。采用一節(jié)9伏迭層電池供電，具備定時自動關機、低電壓提示、量程選擇、數據鎖定、置零等功能。整機體積較小，采用按鈕操作，操作簡便，很適合隨身攜帶及現場測量，可廣泛應用于對恒定磁場、脈沖磁場、交變磁場和旋轉磁場等各場合磁場強度大小及方向的測量。
四

圖1為本實用新型硬件結構框圖；圖2為本實用新型恒流源產生電路圖；圖3為本實用新型信號放大電路圖；圖4為本實用新型A/D轉換電路圖；圖5為本實用新型電源管理模塊電路圖；圖6為本實用新型微處理器PLC16F874的電路圖.
五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明如圖1所示，本實用新型主要由PIC16F874芯片、ICL7135A/D轉換芯片、霍爾傳感器、運算放大器及恒流源產生電路、LCD顯示模塊、電源管理模塊等組成。其工作過程是這樣的當進行磁場強度測量時，霍爾傳感器輸出的電壓經運算放大調理后接至ICL7135A/D轉換芯片的模擬輸入端進行A/D轉換，PIC16F874單片機實時采集轉換后的數據并將其進行處理，然后通過SPI口將結果輸出到LCD顯示模塊進行顯示。
圖2為恒流源產生電路恒流源產生電路提供霍爾傳感器工作所需的恒定電流。采用1.23V的LM385提供基準電壓。
圖3為本實用新型信號放大電路圖霍爾傳感器的電壓輸出端分別接至MAX419的兩個運算放大單元的正向輸入端。根據需要可通過調整電阻R7、R8、R9的阻值得到不同的放大倍數，經過調理后的電壓信號作為A/D轉換的輸入接至ICL7135的輸入端口。
圖4為本實用新型的A/D轉換模塊電路圖本系統(tǒng)使用了A/D轉換芯片ICL7135，它是一種常用的四位半雙積分單片集成ADC芯片，分辨率相當于14位二進制數，轉換精度高，轉換誤差為±1LSB；芯片采用了自動校零技術，可保證零點在常溫下的長期穩(wěn)定性。7135工作的外圍電路及與單片機的連接如圖4、圖6所示，其中由輸出電壓為1.23V的LM385組成的電路模塊為7135提供基準參考電壓，CD4001組成的振蕩電路為7135提供125kHz的工作時鐘。由于顯示模塊為三位半，故只取7135轉換輸出的高四位，其與微處理器PLC16F874的連接見圖4、圖6。
圖5為本實用新型的電源管理模塊電路圖干電池電壓接至MAX667，MAX667是一個低功耗的電壓轉換芯片，轉換后輸出的5V電壓接入模擬開關MAX4616，模擬開關的作用是配合PIC16F874實現系統(tǒng)的定時自動關機。MAX660實現負電壓產生，其產生的負電壓分別接至MAX419和ICL7135負電源端。電源管理部分接法見圖5。
顯示部分采用帶驅動芯片的三位半液晶顯示屏，PIC16F874通過SPI口其與通信。
權利要求1.便攜式低功耗的特斯拉計，由霍爾傳感器、A/D轉換電路、運算放大器及恒流源電路、顯示電路、單片機PIC16F874作為主控制芯片組成，其特征是顯示電路采用LCD顯示電路，另設有變換成5V工作電壓的直流電源變換芯片，霍爾傳感器的輸出端分別接至兩個運算放大單元的正向輸入端，運算放大器的輸出連接A/D轉換電路的輸入端。
2.由權利要求1所述的便攜式低功耗的特斯拉計，其特征是直流電源變換芯片為電壓轉換芯片MAX667，采用迭層電池為電源，連接低功耗的電壓轉換芯片MAX667，轉換后輸出的5V電壓接入模擬開關。
3.由權利要求1所述的便攜式低功耗的特斯拉計，其特征是顯示部分采用帶驅動芯片的三位半液晶顯示屏，PIC16F874通過SPI口其與通信。
專利摘要便攜式低功耗的特斯拉計，由霍爾傳感器、A/D轉換電路、運算放大器及恒流源電路、顯示電路、單片機PIC16F874作為主控制芯片組成，顯示電路采用LCD顯示電路，另設有變換成5V工作電壓的直流電源變換芯片，霍爾傳感器的輸出端分別接至兩個運算放大單元的正向輸入端，運算放大器的輸出連接A/D轉換電路的輸入端。本實用新型是一種便攜式低功耗的特斯拉計。采用一節(jié)9伏迭層電池供電，具備定時自動關機、低電壓提示、量程選擇、數據鎖定、置零等功能。整機體積較小，采用按鈕操作，操作簡便，很適合隨身攜帶及現場測量，可廣泛應用于對恒定磁場、脈沖磁場、交變磁場和旋轉磁場等各場合磁場強度大小及方向的測量。
文檔編號G01R33/07GK2611917SQ0321940
公開日2004年4月14日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權日2003年1月17日
發(fā)明者吳金勇, 虞致國, 潘紅兵, 張俊, 徐健健 申請人:南京大學