電子羅盤詳解之原理和特點

電子羅盤的原理

三維電子羅盤由三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器和MCU構成。

三維磁阻傳感器用來測量地球磁場，傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態(tài)時進行補償;MCU處理磁力儀和傾角傳感器的信號以及數據輸出和軟鐵、硬鐵補償。

三維磁阻傳感器采用三個互相垂直的磁阻傳感器，每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強度。向前的方向稱為x方向的傳感器檢測地磁場在x方向的矢量值;向左或Y方向的傳感器檢測地磁場在Y方向的矢量值;向下或Z方向的傳感器檢測地磁場在Z方向的矢量值。每個方向的傳感器的靈敏度都已根據在該方向上地磁場的分矢量調整到最佳點，并具有非常低的橫軸靈敏度。傳感器產生的模擬輸出信號進行放大后送入MCU進行處理。

1、當儀器與地表面平行時，僅用地磁場在X和Y的兩個分矢量值便可確定方位值。

2、當儀器發(fā)生傾斜時，方位值的準確性將要受到很大的影響，該誤差的大小取決于儀器所處的位置和傾斜角的大小。為減少該誤差的影響，采用雙軸傾角傳感器來測量俯仰和側傾角，這個俯仰角被定義為由前向后方向的角度變化;而側傾角則為由左到右方向的角度變化。電子羅盤將俯仰和側傾角的數據經過轉換計算，將磁力儀在三個軸向上的矢量在原來的位置“拉”回到水平的位置。

標準的轉換計算式如下：

Xr=Xcosα+Ysinαsinβ-Zcosβsinα

Yr=Xcosβ+Zsinβ

其中，Xr和Yr為要轉換到水平位置的值，X、Y、Z為三個方向的矢量值，α為俯仰角，β為側傾角。

電子羅盤的主要特點

1、三軸磁阻效應傳感器測量平面地磁場，雙軸傾角補償。

2、高速高精度A/D轉換。

3、內置溫度補償，最大限度減少傾斜角和指向角的溫度漂移。

4、內置微處理器計算傳感器與磁北夾角。

5、具有簡單有效的用戶標校指令。

6、具有指向零點修正功能。lw