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系统架构

本页描述FG Sensors产品的主要集成架构。每种架构适用于不同的使用场景——使用摘要和"何时使用"说明来确定适合您应用的正确方案。

架构1 — FG-3+ / FG-4 到微控制器​

单个FG-3+或FG-4直接连接到具有频率/周期计数能力的微控制器。MCU计算场值并通过USB串行传递给主机软件。

flowchart LR
    A([FG-3+ / FG-4\nSensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[MCU\nArduino / ESP32\nTimer input capture]
    B -->|USB Serial\nor UART| C[Host Software\nSerial terminal\nPython / MATLAB]
    C --> D[(Storage\nor Display)]

信号链： 传感器 → 频率计数 → 固件中的场值 → 串行输出 → 主机软件

何时使用此架构：

  • 自定义嵌入式测量系统
  • 低成本单轴或三轴数据采集
  • 需要直接控制采样率和处理的项目
  • 与现有基于MCU的平台（无人机、ROV、机器人）集成
提示

对于3轴测量，使用三个正交安装的FG-3+传感器，或单个FG-4。每个轴需要MCU上一个定时器/计数器通道。

架构2 — 传感器配合转换器电路板到ADC / DAQ​

转换器电路板将FG-3+的频率输出转换为模拟电压，使其能够直接连接到任何模拟数据采集系统。

flowchart LR
    A([FG-3+ Sensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[Converter\nCircuit Board\nFrequency → Voltage]
    B -->|Analog voltage\nproportional to field| C[ADC / DAQ / PLC\nor Oscilloscope]
    C --> D[(Data Logger\nor Control System)]

信号链： 传感器 → 频率-电压转换 → 模拟输入 → ADC/DAQ → 存储或控制

何时使用此架构：

  • 连接到现有模拟DAQ硬件（NI、Measurement Computing等）
  • 与具有模拟输入模块的PLC集成
  • 基于示波器的场监测
  • 添加微控制器不实际的系统
  • 已有模拟信号链的应用
备注

转换器电路板消除了下游系统中频率计数的需求。权衡是额外的硬件级和与直接数字测量相比可能降低的动态范围。

架构3 — FG-3C直接UART或模拟集成​

FG-3C提供完全数字或模拟就绪输出，是单轴测量最简单的集成路径。

flowchart LR
    A([FG-3C Sensor]) -->|UART 115200 baud\nASCII nT values| B[MCU RX pin\nor USB-UART bridge]
    A -->|Analog voltage\nor PWM| C[ADC input\nor DAQ channel]
    B --> D[Host Software\nor PC serial terminal]
    C --> D

信号链（UART）： FG-3C Pin 4 TX → MCU RX → 字符串解析 → 以nT为单位的场值

信号链（模拟）： FG-3C模拟输出 → ADC → 通过校准得到场值

何时使用此架构：

  • 硬件最少的单轴测量
  • 快速原型设计——无需频率计数固件
  • 有现成UART能力MCU或PC的应用
  • 低元件数量安装
备注

UART模式直接提供以nT为单位的校准数字输出——无需编写信号处理固件即可获得校准测量的最简单路径。

架构4 — 传感器到FGA Logger（独立记录）​

FGA Logger在内部处理所有传感器读取、GPS时间戳和数据记录。勘测期间不需要外部MCU或主机电脑。

flowchart LR
    A([Bartington Sensors\nB1 - 3 axes\nB2 - 3 axes]) -->|Frequency\npulse inputs| B[FGA Logger\nESP32 + GPS + SD]
    B -->|USB-C serial\nor DB9 UART| C[PC / Host System\nReal-time stream]
    B -->|FAT32 CSV\nmicroSD card| D[(SD Card\nCSV files)]
    D --> E[PolarWave DATA\nor QGIS\nor Python]
    C --> E

信号链： 传感器 → FGA Logger → SD卡CSV或USB串行 → 分析软件

何时使用此架构：

  • 需要GPS地理参考磁数据的野外勘测
  • 无人机或车载梯度仪勘测
  • 无需连接PC的自主记录
  • 需要带GPS坐标的时间戳多轴数据的应用
  • 与PolarWave DATA集成用于异常图绘制
提示

这是野外勘测应用的推荐架构。FGA Logger处理所有硬件复杂性——您只需处理生成的CSV文件。

架构5 — 使用MAG-BOARD的DIY梯度仪​

MAG-BOARD处理两个FG-3+传感器组件并提供实时显示和串行输出，形成自含式手持梯度仪。

flowchart LR
    A([FG-3+ Sensor 1\nTop]) -->|Frequency| B[MAG-BOARD\nESP32 firmware]
    C([FG-3+ Sensor 2\nBottom]) -->|Frequency| B
    B --> D[LCD Display\nReal-time readout]
    B -->|USB Serial| E[PC / Data Logger]

信号链： 两个FG-3+组件 → MAG-BOARD → LCD显示 + USB串行输出

何时使用此架构：

  • 手持或杆式梯度仪勘测
  • 使用完整梯度仪套件或专业3轴磁力仪套件的DIY仪器构建
  • 需要在野外立即获得视觉反馈的应用
  • 教育和实验室设置

架构比较​

架构轴数GPS独立最适合
FG-3+/FG-4 → MCU1–3否否自定义嵌入式系统
传感器 → 转换器 → ADC1否否模拟DAQ / PLC集成
FG-3C → UART/模拟1否否简单单轴数字输出
FGA Logger最多6（2×3）是是野外勘测、GPS记录
MAG-BOARD梯度仪2×3否半DIY梯度仪、野外使用