本实用新型涉及霍尔传感器测量电路，尤其是涉及一种磁法涂层测厚的测量电路。
背景技术：
金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。
由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。
目前，霍尔效应的传感器可分为单极开关传感器，双极开关传感器，线性传感器和无极传感器。开关传感器主要用于电路的断开闭合控制，而线性传感器可用于位移的定量检测。
现有用于涂层测厚的磁性方法，主要是通过测量磁路磁阻的变化来间接地测量涂层的厚度，即当探头与涂层接触时，探头与磁性金属基体构成一条闭合磁路，由于非磁性涂层的存在，往探头内线圈通入高频正弦激励信号时，磁路磁阻变化，可以通过这一变化来计算得到涂层的厚度。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供用于实现利用磁性方法测量磁性基体上非磁性涂层的一种磁法涂层测厚的测量电路。
本实用新型设有电源电压转换模块、测量模块、AD转换模块和外围辅助模块；
所述电源电压转换模块采用电源芯片，所述电源芯片采用MCP1252电源芯片，在电源芯片中，1号管脚和7号管脚之间通过1000Ω的电阻相连；2号管脚为电源芯片的输出端，3号管脚接电池的正极；4号和8号管脚双接地；5号管脚与6号管脚之间通过1μF电容相连；2号输出管脚接10μF电容后接地，电池的正负极之间接10nF电容；
所述测量模块采用SS496B芯片，在SS496B芯片中，1号管脚为正极输入端，正极输入端与电源芯片的输出端相连，2号管脚为负极输入端，负极输入端与模拟电源地线相连；
所述AD转换模块采用ADS1255芯片，在ADS1255芯片中，1号管脚接模拟电源电压、0.1μF电容和10μF电容；2号管脚接GND；3号管脚通过30Ω电阻后接GND；4号管脚通过30Ω电阻后接模拟电源电压，3号管脚和4号管脚之间接3个电容；5号管脚接GND；6号管脚串联300Ω电阻后接开关；7号管脚串联300Ω电阻后接SS496B芯片的3号管脚；8号管脚、9号管脚、10号管脚接电池电源和2个接地滤波电容；11号管脚接GND；12号管脚、13号管脚接7.68MHz的无源晶振电路；14号管脚、17号管脚、18号管脚串联100Ω电阻后接PIC对应的管脚；15号管脚、16号管脚、19号管脚、20号管脚直接接入PIC对应的管脚，其中19号管脚和20号管脚为预留管脚；
所述外围辅助模块包括单刀双掷开关以及辅助芯片工作所需要的滤波去噪电容/电阻，单刀双掷开关1号管脚接滑动变阻器的移动端，滑动变阻器自身阻止20K，串联一个10K的电阻后一边接模拟电压，一边接GND，组成一个可调节的分压电路，滑动变阻器的移动端可根据需要调节移动端电压的大小，单刀双掷开关的3号管脚直接接地。
本实用新型包括电源电压转换模块、测量模块、AD转换模块、外围辅助模块；电源电压转换模块将电池所提供的电压进行升压，稳压；测量模块对测量芯片供电，并将所产生的模拟交由AD转换芯片处理；AD转换模块将收集到的模拟电压信号转换成数字信号交由PIC微处理器、外围辅助模块集滤波、分压、切换功能，保持其他模块稳定工作。整个测量电路可将因涂层厚度引起的穿过霍尔芯片特定方向的磁感应强度的变化转化成数字信号，交由PIC微处理器，可以得到涂层的厚度。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路框图。
图2为本实用新型实施例的电源电压转换模块电路图。
图3为本实用新型实施例的外围辅助模块开关电路图。
图4为本实用新型实施例的测量模块、AD转换模块电路图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型实施例设有电源电压转换模块1、测量模块2、AD转换模块3、外围辅助模块A；电源电压转换模块1将电池4所提供的电压进行升压，稳压；测量模块2对测量芯片供电，并将所产生的模拟交由AD转换模块3处理；AD转换模块3将收集到的模拟电压信号转换成数字信号交由PIC微处理器5、外围辅助模块A集滤波、分压、切换功能，保持其他模块稳定工作。整个测量电路可将因涂层厚度引起的穿过霍尔芯片特定方向的磁感应强度的变化转化成数字信号，交由PIC微处理器5，得到涂层的厚度。
参见图2，所述电源电压转换模块采用电源芯片，所述电源芯片采用MCP1252电源芯片，在电源芯片中，1号管脚和7号管脚之间通过1000Ω的电阻相连；2号管脚为电源芯片的输出端，3号管脚接电池的正极；4号和8号管脚双接地；5号管脚与6号管脚之间通过1μF电容相连；2号输出管脚接10μF电容后接地，电池的正负极之间接10nF电容；
参见图4，所述测量模块采用SS496B芯片，在SS496B芯片中，1号管脚为正极输入端，正极输入端与电源芯片的输出端相连，2号管脚为负极输入端，负极输入端与模拟电源地线相连；
所述AD转换模块采用ADS1255芯片，在ADS1255芯片中，1号管脚接模拟电源电压、0.1μF电容和10μF电容；2号管脚接GND；3号管脚通过30Ω电阻后接GND；4号管脚通过30Ω电阻后接模拟电源电压，3号管脚和4号管脚之间接3个电容；5号管脚接GND；6号管脚串联300Ω电阻后接开关；7号管脚串联300Ω电阻后接SS496B芯片的3号管脚；8号管脚、9号管脚、10号管脚接电池电源和2个接地滤波电容；11号管脚接GND；12号管脚、13号管脚接7.68MHz的无源晶振电路；14号管脚、17号管脚、18号管脚串联100Ω电阻后接PIC对应的管脚；15号管脚、16号管脚、19号管脚、20号管脚直接接入PIC对应的管脚，其中19号管脚和20号管脚为预留管脚；
参见图3，所述外围辅助模块包括单刀双掷开关以及辅助芯片工作所需要的滤波去噪电容/电阻，单刀双掷开关1号管脚接滑动变阻器的移动端，滑动变阻器自身阻止20K，串联一个10K的电阻后一边接模拟电压，一边接GND，组成一个可调节的分压电路，滑动变阻器的移动端可根据需要调节移动端电压的大小，单刀双掷开关的3号管脚直接接地。
本实用新型中芯片使用的电压直接由两节1.5V电池串联。模拟电路使用的电压由专用芯片电源转换电路提供。霍尔芯片输出模拟电压信号与穿过其芯片特定方向的磁感应强度成线性关系，AD转换芯片可以将输入模拟电压信号转化成数字信号，交给测量主芯片进行处理。
本实用新型电源模块的电源电压转换芯片是MCP1252.MCP1252是一种无电感，正压调节，且低噪声的电压转换芯片。它可以选择3.3V或者5V的固定稳压输出，也可以根据需要在1.5V和5.5V的范围内调节。在两种稳压输出的情况下，最大负载电流都能达到120mA。且无论当输入电压高于或低于输出电压，稳压输出都不受影响，即芯片可以实现升压，亦可实现降压。
本实用新型测量模块使用的是霍尼韦尔公司生产的线性霍尔芯片SS496B。SS496B可以工作在4.5～10.5V之间，在25℃，5V的工作电压下，其工作电流为7mA，测量范围为-840～840Gauss，灵敏度为2.5mV/G，线性度为-1，零点漂移仅为0.06％/℃。输出电压与穿过其芯片内部磁感应强度成线性关系，当无磁场时，输出电压为电源电压的一半，当磁场达到最大时，输出电压等于电源电压或等于零(取决于磁场方向)。
芯片配合永久磁铁嵌入专用的探头。磁铁的表面磁化强度可高于芯片的工作范围。调整适当的距离，可使得磁铁的磁场穿过霍尔芯片的磁感应强度在芯片的工作范围内。当探头与铁基接触时，穿过芯片的磁感应强度会加强。但铁基与探头之间存在涂层时，这种磁化会被削弱，两个状态下霍尔芯片的输出电压的差值与涂层的厚度及磁导率有关；在知道特定磁导率的情况下，可以通过输出电压差计算涂层的厚度。
本实用新型的AD转换模块采用的芯片型号是TI公司的ADS1255。ADS1255是一款24位，双极单通道高精度低噪声的AD转换芯片。可根据参考电压以及输入电压的大小，输出SPI格式的数字信号，交给上位机进行分析处理。ADS1255需根据情况设定芯片各个参数和工作状态。
由于SS496B芯片的输出电压始终为正，故ADS1255的3号管脚VREFN串联一个300Ω电阻后直接接GND。SS496B芯片的输出电压不超过其输入电压，故ADS1255的4号管脚VREFP串联一个300Ω电阻后同接SS496B的输入电压，模拟电源电压VCC。VREFN和VREFP之间需接三个电容进行滤波处理，根据ADS1255的数据手册建议，采用三个电容值大小为47μF,0.1μF,100pF。
ADS1255的6、7号管脚是模拟电压输入管脚，其中6号管脚AIN0是负极输入，7号管脚AIN1是正极输入。在测量电路中，7号管脚需串联一个300Ω电阻后接SS496B的输出端。在本专利中，6号管脚串联300Ω的电阻需接一个单刀双掷开关的2号脚。该单刀双掷开关3号脚接地，1号脚接滑动变阻器的中间端。滑动变阻器阻值20KΩ，需再串联10KΩ的电阻，一端接入模拟电压VCC，一端接GND。
当开关23接时，ADS1255的6号管脚AIN0负极输入端是接GND状态，即AIN0的输入信号与VREFN的输入信号一致。当PGA＝1时，ADS1255的单字节精度为0.00119mV。
当开关12接时，AIN0的输入端大小可调节，但始终在VREFN到VRENP的范围内，可根据实际的情况进行调节，方便校准。
ADS1255的两个模拟电压输入管脚AIN0及AIN1之间需加两个电容做滤波处理。根据ADS1255的数据手册建议，采用的电容大小分别为0.1μF和100pF。