磁記憶檢測儀的硬件設計

　　便攜式磁記憶檢測儀主要由傳感器、單片機、運算放大器、LCD顯示器和相應軟件組成(見圖1

　　便攜式磁記憶檢測儀以單片機PIC16LF873A為核心，用HMC1052兩軸磁阻傳感器檢測法向分量Hp(y)的X分量和Y分量，經過信號放大后，送單片機PIC16LF873A的A/D轉換通道，獲得的數據經計算得到Hp(y)值，送LCD顯示。為檢測方便，設置了兩個檢測通道，作為應力集中線Hp(y)符號比較的依據。置位/復位電路對磁阻傳感器施加置位/復位電流，避免地球磁場對測量結果影響。

　　單片機采用PIC16LF873A，它有4KB FLASH 存儲器，192字節RAM、128字節EEPROM、10位A/D轉換器等，幾乎不需要外圍擴展電路就可以直接使用。RA口設置成A/D轉換功能，用于處理雙通道磁阻傳感器信號。RB口的中斷功能用于鍵盤處理，設有校驗、置位/復位、通道1、通道2和ON/OFF5個功能鍵。RC口中的六個引腳，用于LCD顯示器控制。采用兩個SMS0801B兩線制串行LCD顯示器，電源由單片機RC口的一個引腳供電，這樣便于對LCD顯示器控制，降低系統功耗。顯示器可以顯示每個通道的磁場強度(單位是Gs)、鍵盤信息、電池電壓低和超量程等信息。EEPROM用于保存修正值。

磁阻傳感器HMC1052

　　磁阻傳感器HMC1052是利用磁原理，測量工件表面散射磁場法向分量Hp(y)沿坐標X-Y分量，通過數值計算、誤差校正，得到Hp(y)值。HMC1052是一個雙軸線性磁傳感器，每個傳感器有一個由磁阻薄膜合金組成的惠斯通橋。當橋路加上供電電壓，傳感器將磁場強度轉換為電壓輸出。其輸出電壓以電源電壓的一半為基準。磁場范圍是±6Gs，靈敏度是1.0mV/V/Gs。HMC1052包含兩個敏感元件，其敏感軸X和Y互相垂直。HMC1052采用10引腳小型表貼封裝，尺寸只有3mm×3mm×1mm。

磁阻傳感器外圍電路

　　磁阻傳感器在制造過程中，選定沿著薄膜長度方向為軸，當玻膜合金薄膜受到強磁場干擾時(大于20Gs)薄膜磁化極性會受到破壞，對這個磁場需要對傳感器施加一個瞬態強磁場來恢復或保持傳感器特性，這個過程需要一個置位或復位脈沖。圖2中S/R+和S/R-就是用于置位的元件，其標準阻值是4Ω。 

磁記憶檢測儀的軟件設計

　　軟件是便攜式磁記憶檢測儀另一個核心部分，主要完成系統初始化、數據采集、數據顯示、鍵盤處理和校驗等功能。

　　·主程序：完成系統的初始化工作，進行各傳感器的置位和復位，然后進入睡眠狀態。

　　·通道按鍵中斷服務子程序：向檢測數據通道供電，采集Y數據和X數據測量時，法向分量Hp與X、Y數據的關系是：Hp=√X2+Y2。Hy的符號與測量基準方向Y的符號相同。對PIC16LF873A單片機，10位A/D轉換器0Gs對應1.5V電壓和數字量為512，+5Gs對應

　　3V電壓和數字量為1023，-5Gs對應0V電壓和數字量為0。每個數字對應電壓2.9mV和9.765mGs。Hy值的符號與Y分量符號相同。數字量≥512的數據，進行以下運算：實際數據=(Y數據-512)×0.009765Gs-修正值。數字量≤512的數據，進行以下運算：實際數據=-(511-Y數據)×0.009765Gs-修正值。LCD顯示器可以顯示8位數字，顯示位為Hp符號，有效數字是7位。可以連續測量，直到再一次按鍵，返回主程序。

　　·校驗按鍵中斷服務子程序：將傳感器置于磁屏蔽中，各通道測量出0Gs值，將測量結果作為修正值存入EEPROM中。
　　
實驗和數據分析

　　實驗方式：便攜式磁記憶檢測儀與俄羅斯TSCM-2FM應力集中檢測儀同時對工件相同點進行應力檢測，便攜式磁記憶檢測儀的檢測結果如表1。

　　應力集中線的位置與俄羅斯TSCM-2FM應力集中檢測儀檢測的結果相同。經過實驗檢測，便攜式磁記憶檢測儀可以實時顯示被測工件的磁場Hp值的大小和符號，雙通道配合使用，磁感應強度為零的連接線為應力集中線。