PIC单片机的便携式磁记忆检测仪

　　便携式磁记忆检测仪以单片机PIC16LF873A为核心，用HMC1052两轴磁阻传感器检测法向分量Hp(y)的X分量和Y分量，经过信号放大后，送单片机PIC16LF873A的A/D转换通道，获得的数据经计算得到Hp(y)值，送LCD显示。为检测方便，设置了两个检测通道，作为应力集中线Hp(y)符号比较的依据。置位/复位电路对磁阻传感器施加置位/复位电流，避免地球磁场对测量结果影响。

　　单片机采用PIC16LF873A，它有4KB FLASH 存储器，192字节RAM、128字节EEPROM、10位A/D转换器等，几乎不需要外围扩展电路就可以直接使用。RA口设置成A/D转换功能，用于处理双通道磁阻传感器信号。RB口的中断功能用于键盘处理，设有校验、置位/复位、通道1、通道2和ON/OFF5个功能键。RC口中的六个引脚，用于LCD显示器控制。采用两个SMS0801B两线制串行LCD显示器，电源由单片机RC口的一个引脚供电，这样便于对LCD显示器控制，降低系统功耗。显示器可以显示每个通道的磁场强度(单位是Gs)、键盘信息、电池电压低和超量程等信息。EEPROM用于保存修正值。

磁阻传感器HMC1052

　　磁阻传感器HMC1052是利用磁原理，测量工件表面散射磁场法向分量Hp(y)沿坐标X-Y分量，通过数值计算、误差校正，得到Hp(y)值。HMC1052是一个双轴线性磁传感器，每个传感器有一个由磁阻薄膜合金组成的惠斯通桥。当桥路加上供电电压，传感器将磁场强度转换为电压输出。其输出电压以电源电压的一半为基准。磁场范围是±6Gs，灵敏度是1.0mV/V/Gs。HMC1052包含两个敏感元件，其敏感轴X和Y互相垂直。HMC1052采用10引脚小型表贴封装，尺寸只有3mm×3mm×1mm。

磁阻传感器外围电路

　　磁阻传感器在制造过程中，选定沿着薄膜长度方向为轴，当玻膜合金薄膜受到强磁场干扰时(大于20Gs)薄膜磁化极性会受到破坏，对这个磁场需要对传感器施加一个瞬态强磁场来恢复或保持传感器特性，这个过程需要一个置位或复位脉冲。图2中S/R+和S/R-就是用于置位的元件，其标准阻值是4Ω。 

磁记忆检测仪的软件设计

　　软件是便携式磁记忆检测仪另一个核心部分，主要完成系统初始化、数据采集、数据显示、键盘处理和校验等功能。

　　·主程序：完成系统的初始化工作，进行各传感器的置位和复位，然后进入睡眠状态。

　　·通道按键中断服务子程序：向检测数据通道供电，采集Y数据和X数据测量时，法向分量Hp与X、Y数据的关系是：Hp=√X2+Y2。Hy的符号与测量基准方向Y的符号相同。对PIC16LF873A单片机，10位A/D转换器0Gs对应1.5V电压和数字量为512，+5Gs对应

　　3V电压和数字量为1023，-5Gs对应0V电压和数字量为0。每个数字对应电压2.9mV和9.765mGs。Hy值的符号与Y分量符号相同。数字量≥512的数据，进行以下运算：实际数据=(Y数据-512)×0.009765Gs-修正值。数字量≤512的数据，进行以下运算：实际数据=-(511-Y数据)×0.009765Gs-修正值。LCD显示器可以显示8位数字，最高显示位为Hp符号，有效数字是7位。可以连续测量，直到再一次按键，返回主程序。

　　·校验按键中断服务子程序：将传感器置于磁屏蔽中，各通道测量出0Gs值，将测量结果作为修正值存入EEPROM中。
　　
实验和数据分析

　　实验方式：便携式磁记忆检测仪与俄罗斯TSCM-2FM应力集中检测仪同时对工件相同点进行应力检测，便携式磁记忆检测仪的检测结果如表1。

　　应力集中线的位置与俄罗斯TSCM-2FM应力集中检测仪检测的结果相同。经过实验检测，便携式磁记忆检测仪可以实时显示被测工件的磁场Hp值的大小和符号，双通道配合使用，磁感应强度为零的连接线为应力集中线。