Compensação de sensor magnético duplo para bússola de fornecedor eletrônico

Pontos-chaveProduto: Compensação de sensor magnético duplo para bússola eletrônicaCaracterísticas:• Compensa a interferência de campo magnético variável• Utiliza sensores magnéticos duplos para uma calibração simples e econômica.Vantagens:• Alta tolerância a falhas e baixo esforço de coleta de dados• Adequado para plataformas com restrições de espaço e orçamento.• Proporciona maior precisão de direção em ambientes dinâmicosA bússola eletrônica pode reduzir significativamente a interferência do campo magnético inerente ao ambiente por meio de calibração e indicar com precisão o ângulo de azimute, mas é incapaz de alterar a interferência do campo magnético. Durante o uso da bússola eletrônica, deve-se evitar ao máximo a proximidade de objetos de ferro e substâncias magnéticas. No entanto, algumas plataformas de bússola eletrônica apresentam interferência de campo magnético variável interna, que se move juntamente com a bússola digital. Esse tipo de fonte de interferência tem a característica de posição relativa fixa e campo magnético variável. Atualmente, existem três abordagens técnicas comuns: ① interromper temporariamente a variação do campo magnético ou utilizar materiais de blindagem magnética para isolar a interferência; ② Encontrar uma nova maneira de utilizar sistemas duplos de GPS e AHRS para indicar o ângulo de azimute e evitar a interferência do campo magnético variável; ③ Medir a influência da fonte de interferência do campo magnético variável no campo magnético circundante e, em seguida, compensar o azimute da bússola digital de acordo com a variação do campo magnético. Em alguns casos, não é possível blindar a interferência do campo magnético variável e, devido às limitações da plataforma de carga, não é possível utilizar sistemas duplos de GPS e AHRS, que são caros, pesados ​​e exigem muito espaço. Nesses casos, a terceira abordagem técnica torna-se a única solução viável. 1. O campo magnético variável interfere com leis importantes. O aço magnético e a bússola digital são fixados nas posições correspondentes da ferramenta de teste, e o sensor de relutância e o sensor Hall de grande alcance são selecionados para teste, respectivamente. O sensor magnético é posicionado em diferentes locais na ferramenta, e as leituras da bússola eletrônica e do sensor magnético, sem o aço magnético e sob diferentes orientações do aço magnético, são registradas para comparação e análise. Assume-se que Gaço magnéticoA variação na leitura de um determinado eixo do sensor magnético causada pela mudança na posição do aço magnético, ou seja, a leitura do sensor magnético quando o aço magnético está presente menos a leitura do sensor magnético quando o aço magnético está ausente, representa a influência do aço magnético no campo magnético onde o sensor está localizado. Através de inúmeros experimentos e análises, constatou-se que, em uma determinada área, quando o sensor magnético é posicionado ao longo da linha do campo magnético virtual formada pelo aço magnético, as seguintes leis importantes se aplicam: (1) Gaço magnéticodiminui rapidamente com o aumento da distância. Por exemplo, a 1 cm do aço magnético, Gaço magnéticoA variação é de aproximadamente ±200000 a 10 cm, ±1500 a 20 cm, ±200 a 30 cm e ±30 a 40 cm. As leituras magnéticas no local do teste foram ligeiramente inferiores a ±300. (2) Quando a ferramenta de teste está voltada para direções diferentes, o Gaço magnéticoé um valor fixo. A Figura 1 mostra a regra de variação de G.aço magnéticoA uma distância de 10 cm do aço magnético, o eixo horizontal mostra a orientação do aço magnético de grau N, que é dividido em 8 direções. Pode-se observar que quatro direções da curva basicamente coincidem. Os outros dois eixos do sensor magnético também estão totalmente em conformidade com essa lei.2. Compensação de sensor magnético duplo De acordo com as três regras acima, e sem considerar a interferência de outras partes da plataforma, propõe-se um método de teste e compensação baseado em sensores magnéticos duplos, que pode medir eficazmente a influência da mudança de atitude do aço magnético no campo magnético na posição da bússola digital. Posicione um sensor magnético A, numerado como B, próximo ao fluxo magnético da bússola digital (a leitura do sensor magnético triaxial da bússola eletrônica também pode ser usada, ou seja, a bússola digital como sensor magnético A e o sensor B), e outro sensor magnético, numerado como A, é posicionado de acordo com a relação acima e de forma fácil de instalar na plataforma, mantendo os sensores magnéticos A e B e os três eixos da bússola digital na mesma direção. Suponha que a saída de um eixo do sensor magnético no experimento seja G = Gchão+Gaço magnético+ Ginterferência Gchãoe Ginterferênciasão os componentes geomagnéticos e os componentes de interferência ambiental deste eixo, respectivamente. Devido à proximidade entre os dois sensores magnéticos, na ausência de forte interferência magnética externa, pode-se obter: Ginterferência A≈Ginterferência B，Gchão A=Gsolo B Onde, GAe GBsão as leituras do mesmo eixo nos sensores magnéticos A e B. Quando a posição dos sensores magnéticos A e B é fixa, a razão k da sua variação pode ser obtida com um valor constante. Portanto, a componente de influência causada pela mudança de posição do aço magnético no sensor magnético B, ou seja, na bússola eletrônica, pode ser facilmente obtida de acordo com a fórmula acima. As descobertas experimentais e o raciocínio acima fornecem uma nova maneira de pensar, utilizando dois sensores magnéticos pequenos e baratos para calcular as mudanças no campo magnético próximo à bússola digital causadas pelas mudanças de atitude do aço magnético de uma forma excepcionalmente simples. Em seguida, basta estudar a relação entre essa variação e o deslocamento azimutal da bússola digital. Não é necessário calcular a atitude do aço magnético de acordo com a mudança do campo magnético próximo a ele, nem estudar a complexa relação de mapeamento entre a atitude do aço magnético e o deslocamento azimutal da bússola digital quando a plataforma está em diferentes ângulos de azimute, inclinação e rotação, o que simplifica bastante o processo de cálculo. A carga de trabalho de coleta de dados é significativamente reduzida. Resumo Neste artigo, propõe-se um método de calibração e compensação de sensor magnético duplo baseado na relação proporcional da posição específica para fontes de interferência de campo magnético variável fixo. Este método apresenta diversas vantagens, como operação de aquisição simples, baixo custo, facilidade de uso e alta tolerância a falhas. Ele oferece uma nova perspectiva para a calibração e compensação de fontes de interferência de campo variável. Atualmente, dispomos de uma ampla gama de bússolas digitais, como a bússola digital 3D de atitude completa com saída digital C90-A, a bússola eletrônica de alta precisão C90-B e a bússola eletrônica de baixo custo C90-C.C90-ABússola eletrônica Fluxgate com sensor de baixo custoC90-BAlgoritmo de calibração magnética rígida/mole, bússola eletrônica selada integrada com sensor fluxgate de 3 eixosC90-CPlaca de circuito único com bússola eletrônica 3D de saída digital de atitude completa para binóculos de imagem térmica.