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羅盤誤差及補(bǔ)償

發(fā)布時間:2013/11/20 19:30:02 訪問次數(shù):10390

    造成羅盤誤差的主要因素有傳感器誤差、其他磁材料干擾等。EL2480CSZ-T7為了校準(zhǔn)傳感器放大電路,HMC5883內(nèi)部集成了自測試電路,可以驅(qū)動偏置電流帶產(chǎn)生一定大小的測試磁場,以校準(zhǔn)傳感器各軸靈敏度。自測試還可以校準(zhǔn)溫度變化產(chǎn)生的漂移。當(dāng)磁阻傳感器處于較強(qiáng)干擾磁場中時,傳感器靈敏度會下降甚至失效。為了消除這種影響,需要復(fù)位/置位電路施加脈>中寬度為2s、電流強(qiáng)度為3—4A的電流,使傳感器特性恢復(fù)。在目前應(yīng)用較為廣泛的HMC1022及HMC1022模擬輸出磁阻傳感器中,復(fù)位/置位電路需要額外設(shè)計并由控制器控制,而HMC5883芯片內(nèi)部集成了生成復(fù)位,置位脈>中所需的驅(qū)動電路,且由片上ASIC
電路自動控制,在每次測量前自動進(jìn)行復(fù)位/置位操作,不僅保證了傳感器精度,也使傳感器應(yīng)用電路大為簡化。
    除了傳感器本身的誤差,磁阻傳感器應(yīng)用環(huán)境中的磁介質(zhì)引起的磁場變化也愛上制作會使電子羅盤精度降低。磁場干擾分硬磁干擾和軟干擾兩類。硬磁干擾是傳感器附近酌永磁體或被磁化的金屬造成的,它對磁阻傳感器輸出的影響是固定的,使輸出曲線圖圓心偏移,如圖11(b)所示。而軟磁干擾則是地球磁場和傳感器附近磁性材料的相互作用造成的,其干擾具有方向性,如圖11(C)所示。

              
    為了校正X、y軸方向的硬磁干擾,需要在校準(zhǔn)模式中繞Z軸緩緩旋轉(zhuǎn)羅盤一周,在旋轉(zhuǎn)過程中,羅盤不斷采集X、懈的磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù),最終找出數(shù)據(jù)的最大值Kmax. Ymax和最小值對于確的校準(zhǔn),需要繞斕或Y4旋轉(zhuǎn)一周,找出2軸數(shù)據(jù)的最大值Zmax。
    將偏移量保存到控制器的EEPROM存儲器中,在以后的每次測量中,將每軸的磁場強(qiáng)度減去對應(yīng)的偏移量,即可校準(zhǔn)硬磁干擾。消除軟磁干擾的補(bǔ)償算法較為復(fù)雜,在低成本的控制器上不易實現(xiàn)且效果有限,因此在本設(shè)計中選用了優(yōu)化磁阻傳感器安裝位置的方法,以降低其他磁性材料對地磁場的干擾,保證羅盤精度。

    造成羅盤誤差的主要因素有傳感器誤差、其他磁材料干擾等。EL2480CSZ-T7為了校準(zhǔn)傳感器放大電路,HMC5883內(nèi)部集成了自測試電路,可以驅(qū)動偏置電流帶產(chǎn)生一定大小的測試磁場,以校準(zhǔn)傳感器各軸靈敏度。自測試還可以校準(zhǔn)溫度變化產(chǎn)生的漂移。當(dāng)磁阻傳感器處于較強(qiáng)干擾磁場中時,傳感器靈敏度會下降甚至失效。為了消除這種影響,需要復(fù)位/置位電路施加脈>中寬度為2s、電流強(qiáng)度為3—4A的電流,使傳感器特性恢復(fù)。在目前應(yīng)用較為廣泛的HMC1022及HMC1022模擬輸出磁阻傳感器中,復(fù)位/置位電路需要額外設(shè)計并由控制器控制,而HMC5883芯片內(nèi)部集成了生成復(fù)位,置位脈>中所需的驅(qū)動電路,且由片上ASIC
電路自動控制,在每次測量前自動進(jìn)行復(fù)位/置位操作,不僅保證了傳感器精度,也使傳感器應(yīng)用電路大為簡化。
    除了傳感器本身的誤差,磁阻傳感器應(yīng)用環(huán)境中的磁介質(zhì)引起的磁場變化也愛上制作會使電子羅盤精度降低。磁場干擾分硬磁干擾和軟干擾兩類。硬磁干擾是傳感器附近酌永磁體或被磁化的金屬造成的,它對磁阻傳感器輸出的影響是固定的,使輸出曲線圖圓心偏移,如圖11(b)所示。而軟磁干擾則是地球磁場和傳感器附近磁性材料的相互作用造成的,其干擾具有方向性,如圖11(C)所示。

              
    為了校正X、y軸方向的硬磁干擾,需要在校準(zhǔn)模式中繞Z軸緩緩旋轉(zhuǎn)羅盤一周,在旋轉(zhuǎn)過程中,羅盤不斷采集X、懈的磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù),最終找出數(shù)據(jù)的最大值Kmax. Ymax和最小值對于確的校準(zhǔn),需要繞斕或Y4旋轉(zhuǎn)一周,找出2軸數(shù)據(jù)的最大值Zmax。
    將偏移量保存到控制器的EEPROM存儲器中,在以后的每次測量中,將每軸的磁場強(qiáng)度減去對應(yīng)的偏移量,即可校準(zhǔn)硬磁干擾。消除軟磁干擾的補(bǔ)償算法較為復(fù)雜,在低成本的控制器上不易實現(xiàn)且效果有限,因此在本設(shè)計中選用了優(yōu)化磁阻傳感器安裝位置的方法,以降低其他磁性材料對地磁場的干擾,保證羅盤精度。

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