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1 引言
隨著科技的發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)在越來越多的領域發(fā)揮著重要的作用，目前已成為產品技術水平的標志之一。其中Linux因為其擁有開放性、多用戶、多任務、良好的用戶界面、豐富的網絡功能、可靠的系統(tǒng)安全和良好的可移植等特性被廣泛的應用到儀器測量設備中。
傳統(tǒng)的磁場測量設備(持斯拉計、高斯計)普遍存在精度低(典型測量精度為1．5％)、操作不便等缺點。本文提出一種基于嵌入式Linux的中頻磁場測量系統(tǒng)，它不但可以滿足當前磁場測量數據采集的需要，還因為其嵌入了操作系統(tǒng)Linux，使具有可靠性好、升級方便的特點，既提高了磁場測量的準確性，又為儀器的功能升級帶來便利�？蓱糜趯嶒炇覂x器，醫(yī)療儀器，姿態(tài)控制，安全檢測等需磁場檢測的領域。
2 磁場測量系統(tǒng)的硬件結構
磁場測量系統(tǒng)在硬件結構上采用ARM9作為控制器，與信號放大、整流濾波、程控放大等硬件構成了整個磁場測量系統(tǒng)。而且，測量系統(tǒng)還搭配了USB、RS232、以太網通信接口，系統(tǒng)通訊能力強，可實現網絡連網功能。其硬件結構如圖1所示。
ARM9嵌入式處理器采用三星公司的$3C2410。S3C2410是基于ARM920T內核的16／32位RISC嵌入式微處理器，主要面向手持設備以及高性價比，低功耗的應用。它采用5級流水線和全性能的MMU，同時該芯片集成了大量的功能擴展單元，例如LCD控制器、I2C總線、觸摸屏接口、USB接口等。強大的芯片功能簡化了系統(tǒng)設計，不但縮小了系統(tǒng)體積，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。
USB、RS232和以太網接口可為系統(tǒng)提供不同的通信方式，適合不同測量環(huán)境和條件，以太網接口還可實現系統(tǒng)聯網功能。
在磁場測量系統(tǒng)中，可使用觸摸屏簡便地對系統(tǒng)進行控制，實現不同顯示方式切換、參數設置和測量數據保存等功能。
磁場測量電壓信號部分，由磁場傳感器得到微弱的電壓信號，經放大整流等措施后輸入控制系統(tǒng)。
報警輸出可實現用戶自設定報警的上下限值，方便用戶測量現場的監(jiān)控。
3 磁場測量系統(tǒng)前端信號處理模塊
磁場測量系統(tǒng)前端傳感器采用的測量方法為電磁感應法。電磁感應法是將測量線圈置入交變磁場中，根據法拉第電磁感應定律在線圈的引線間會產生感應電動勢，并且感應電動勢的大小與穿過線圈的磁通量的大小成正比。感應電動勢e為：
測量系統(tǒng)前端信號處理模塊的結構如圖2所示。
(1)為了實現多路磁場傳感器的信號輸入，設計中采用片選芯片74HCl5進行通道的選擇。通過對74HCl53控制端S0，Sl輸入不同的數據組合(00，1O，0l，11)，輸出端lY和2Y就可實現不同輸入通道的選擇。
(2)在整個系統(tǒng)的電路設計中，前置放大電路的主要作用是將傳感器輸出的、和磁場強度成正比的微弱電壓信號放大。根據其要求，設計的前置放大電路采用了差動放大的方式，電路如圖3所示。它具有高共模抑制比、輸入阻抗高、輸出阻抗低、失調小、溫漂小、線性好等優(yōu)點。
