基于运动定向测量的磁场图像增强技术研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

自从法拉第发现电磁感应以来，磁场的利用在人类的生产和生活中无处不在，扮演着极为重要的作用。但是磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，不能被人眼直接观测到，人们对磁场的分布范围，强度大小等很难有直观的印象，所以磁场测量技术便应运而生。而随着电子科技的不断发展，磁场强度的采集在很多领域都是最为关键的因素，比如地球物理、空间技术、军事工程、工业、工业探伤等场所，磁场强度的测量都非常重要，所以磁场测量装备在这些领域的应用非常广泛，磁场的检测测量也变得越来越重要。随着信息技术的进步，当前的磁场测量系统正在向模块化、智能化、人性化的方向发展，对磁场测量工具提出了更多的要求。然而在市场上磁场测量系统大多只能进行一个点的磁场测量，不能直观反映出整个磁场范围内磁场强度的分布，给操作人员带来很大的麻烦，需要一种能够显示磁场强度分布的测量系统，这种测量系统将减轻实验人员的操作强度，更直观的研究磁场强度的分布。

本次的设计是基于运动定向测量的磁场图像增强技术，整个系统硬件部分主要由霍尔传感器、步进电机、导轨、ad转换器、单片机等组成，软件部分将采用虚拟仪器labview软件来完成对下位机发送来的数据进行接收、处理和建模显示，旨在用较低的成本完成对磁场的测量和对磁场强度分布的建模，减小实验人员不必要的操作，提高磁场测量的准确性，同时自动存储测量数据，保证数据的安全。

现在工业、工程、信息技术、电力电子等技术的飞速发展，对于磁场强度的检测来说显得尤为重要。另外由于现代信息技术、电子技术、通讯技术等与磁场相关的教育学科在大中专院校以及本科的发展成熟，所以需求一款低成本、直观显示磁场强度分布的磁场测量仪器，并且实用于实验室、教学等一些相对正常的环境条件。本磁场强度测量仪的微控器采用高性能单片机、霍尔传感器、步进电机等简单器件，便于操作和维护，极大的方便了广大使用者的使用，并且使用磁场图像增强将以往看不见、摸不着的磁场转化为能够直观了解的磁场强度三维分布图，这将大大提高对磁场的研究和学习效率。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的磁场测量增强装置除了能够测量平面内每一个位置的磁场强度，更重要的是对数据进行处理，构建三维模型，直观反映出磁场的分布状态。本次设计通过单片机来控制电机，带动霍尔传感器进行测量，测得的数据经过模数转换芯片采集，经由单片机通过串口发送到上位机labview；然后labview再对数据进行读取、储存和建模显示。具体的技术方案如下：

硬件方面：选用的主要控制芯片为stc89c52，因为stc89c52能在大范围的高低温中正常工作，并且价格便宜，性能稳定。满足使用需求；测量方面，选择霍尔传感器实现对磁场的测量，霍尔传感器灵敏度高，线性和稳定性好，体积小，能够较好的满足设计需求。它由步进电机驱动，在平面内进行数据的采集，经由ad转换芯片输入单片机中；发送部分则单片机直接通过串口发送到上位机中进行处理。

软件方面:上位机使用虚拟仪器labview，labview经过串口读取数据，然后经过数据处理获得传感器所在的位置和磁场强度等信息，进行三维建模和数据保存。

3. 研究计划与安排

第一至第二周：根据设计要求，查阅相关资料。

第三周：确定设计方案，撰写开题报告与外文翻译。

第四周：确定系统硬件电路。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 吴建平,李吉,葛青.基于avr单片机的电磁场监测仪设计[j].中国测试 ,2011,37(01):47-51.

[2] 姜智鹏,赵伟,屈凯峰. 磁场测量技术的发展及其应用.电测与仪器，2008.

[3] 郭舒生.霍尔传感器的研究及其电路设计[d].合肥工业大学,2006.