磁航向传感器两线制数字信号传输的研究

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地磁传感器_磁感应计_电子罗盘(compass)原理

内容MID中的传感器1加速计2陀螺仪3地磁传感器4MID中的传感器——已商用的传感器◆触摸屏◆摄像头◆麦克风（ST：MEMS microphones……）◆光线传感器◆温度传感器◆近距离传感器◆压力传感器（ALPS：MEMS气压传感器……）◆陀螺仪（MEMS）◆加速度传感器（MEMS）◆地磁传感器（MEMS）集成电路（Integrated Circuit，IC）把电子元件/电路/电路系统集成到硅片（或其它半导体材料）上。

微机械（Micro-Mechanics）把机械元件/机械结构集成到硅片（或其它半导体材料）上。

微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）MEMS = 集成电路+ 微机械陀螺仪（Gyroscope）•测量角速度•可用于相机防抖、视频游戏动作感应、汽车电子稳定控制系统（防滑）加速度传感器（Accelerometer）•测量线加速度•可用于运动检测、振动检测、撞击检测、倾斜和倾角检测地磁传感器（Geomagnetic sensor）•测量磁场强度•可用于电子罗盘、GPS导航陀螺仪+加速计+地磁传感器•电子稳像(EIS: Electronic Image Stabilization)•光学稳像(OIS: Optical Image Stabilization)•“零触控”手势用户接口•行人导航器•运动感测游戏•现实增强1、陀螺仪（角速度传感器）厂商：欧美：ADI、ST、VTI、Invensense、sensordynamics、sensonor日本：EPSON、Panasonic、MuRata、konix 、Fujitsu、konix、SSS国产：深迪2、加速度传感器（G-sensor）厂商：欧美：ADI、Freescale、ST、VTI、Invensense、Sensordynamics、Silicon Designs 日本：konix、Bosch、MSI、Panasonic、北陆电气国产：MEMSIC（总部在美国）3、地磁传感器（电子罗盘）厂商：欧美：ADI、Honeywell日本：aichi、alps、AsahiKASEI、Yamaha国产：MEMSIC（总部在美国）MID中的传感器——IPhone4陀螺仪：ST，L3G4200D加速计：ST，LIS331DLH地磁传感器：AsahiKASEI，AK8975内容MID中的传感器1陀螺仪2加速计3地磁传感器4地磁传感器——背景知识地球的磁场象一个条形磁体一样由磁南极指向磁北极。

航姿参考系统中磁航向传感器误差标定与补偿

航姿参考系统中磁航向传感器误差标定与补偿毛瑞燕;高国伟;徐万芝【摘要】对于航姿参考系统中磁航向传感器的输出精度来说,误差环境对其精确度的影响起着很大的作用.为了校正磁航向传感器的误差,提出了一种基于改进最小二乘法的椭球拟合法,对三轴磁传感器误差做快速标定补偿.首先,对磁航向传感器的误差产生机理进行有效分析,然后,针对分析结果建立误差椭球模型,推导出误差系数的解算公式,利用改进的椭球拟合方法对磁航向传感器进行标定和补偿.实验结果表明,改进的椭球拟合方法能够正确快速的标定补偿磁航向传感器的零偏误差、非正交误差、灵敏度误差,在解决当前磁传感器标定补偿计算量大、操作时间长、标定设备要求高等问题上达到了预期的效果,具有补偿效果显著,简单易行等特点.【期刊名称】《传感器世界》【年(卷),期】2017(023)005【总页数】5页(P33-37)【关键词】磁航向传感器;椭球拟合;标定补偿;误差模型;最小二乘法【作者】毛瑞燕;高国伟;徐万芝【作者单位】北京信息科技大学,北京市传感器重点实验室,北京100101;北京信息科技大学,北京市传感器重点实验室,北京100101;北京信息科技大学,北京市传感器重点实验室,北京100101【正文语种】中文【中图分类】V241.6一、引言航姿参考系统广泛应用在无人机、UXO探测、石油钻井等领域，其中的磁航向传感器作为测量地球磁场的一部分为载体确定航向角。

为获得高可靠性，高精度的导航信息，我们就要对磁航向传感器进行有效地标定和补偿。

国内外学者从误差模型和参数估计方面对磁航向传感器误差校正做了大量研究，目前感器标定方法主要有十六位置翻转法，给定基准法，椭圆拟合法，遗传算法等等[1]。

在这些方法中，十六位置法虽然简单易操作，但是精度却不是很高；给定基准法在磁场强度变化不是很明显时，具有不错的补偿精度，但是对外部仪器的要求较高；椭圆拟合法只需在水平面旋转一周就可以自动拟合出椭圆函数[2]，并且精度很高，但是椭圆拟合法，虽无需外部设备，却只能应用在二维罗盘的平面补偿；遗传算法计算量大，控制复杂。

无人机虚拟仪器测试系统设计应用研究

测试系统由信号采集、号调理、号处理和控信信制三部分组成。信号采集和控制接口主要是模拟量输入／出、输数字量输入／出接口。输无人机测试系统首先要安全可靠，尤其在隔离度和有效性方面要求较高。本测控系统主要基于ＰＩＸ总线的虚拟仪器技术，择合适的ＰＩ件完选Ｘ组
ｐｅｆｒｎｅｏｈｅｏｓａｏｔｏｌｇ—ｃｍｐｔｒｉｒｏｍａｃｆｔｅｓｎｓｒｎｄｃｎｒｌｉｎｏｕｅｎＵＡＶ，ｉｈｉｏｎｙｐｏｉｅｔｏｅ — ｗｈｃｓｎｔｏｌｒｖｄｄｗｉｓｍｅｆａｈｔｒｓ，ｓｃｓｕｉｅｓｌａｔｍａｉｎａｄｉｔｌｅｔｌｔｕｅｕｈａｎｖｒａ，ｕｏｔｏｎｎｅｌｃｕａｉｙ，ｂｔａｓａｃｕａｅｙｃｌｅｔｓｔｅａｄｓｏｅｕｌｏｃｎａｃｒｔｌｏｌｃ，ｅｔｎｔｒｌｔｅｄｔｎｒａ・ｉｎｈａａｉｅｌｔｍｅａｄ．ＴｙｔｍｓｓｃｅｓｕｌｐｐｉｄｉｈｅｓｓｅｉｕｃｓｆｌｙａｌｅｎａＵＡＶ．ＫｅｒＵＡＶＴｅｔｓｓｅｙｗｏｄｓｓｙｔｍＶｉａｎｔｕｎｅｈｏｏｙＰｔｌＩｓｒｍｅｔｔｃｎｌｇＸＩｕ
５磁航向传感器）主要测试：电电源电压、耗电流、态字检供消状
２能够完成无人机部件测试和整机测试；）３在不改变硬件结构的情况下，以通过修改）可软件完成对多种同类型部件和不同类型部件的测试

某型飞机综合罗盘的故障与排除

某型飞机综合罗盘的故障与排除本文针对某型飞机在飞行后检查中发现的综合罗盘故障，介绍了该型飞机罗盘系统的组成、功能以及工作原理，同时对该机型罗盘系统的其他常见故障进行了简单分析与排除，目的是为使用维护人员提出参考与借鉴的方法，建立该机型罗盘系统有效的故障树，帮助使用维护人员在日常飞行、维护、维修工作中快速定位并排除故障。

标签：飞机；综合罗盘；故障树；故障0 引言对某型飞机进行飞行后检查工作时发现罗盘系统故障，航向位置指示器的指针有卡滞现象且在磁修正状态下不跟随磁航向，经分析原因，逐步排查定位并排除故障。

1 综合罗盘的组成与功能该型飞机的综合罗盘由纬度控制盒、垂直陀螺、航向陀螺、繼电器盒、磁修正计算器、放大器、航向位置指示器、磁航向传感器等八个机件配合工作，电路连接复杂，出现故障的几率较大。

综合罗盘系统平时处于由纬度控制盒、放大器、陀螺控制下的半罗盘状态；当按下协调按钮之后，开关吸合，综合罗盘系统处于由磁传感器、磁修正计算器、放大器、陀螺控制下的磁修正状态，综合罗盘的功能主要是能够及时准确的指示飞机的航向及航向变化，并给其他设备输送航向信号，在飞行中，飞行员能够及时准确的判断出当前航向。

2 该机综合罗盘故障产生的现象、分析与排除检查发现航向位置指示器的指针有卡滞现象且在磁修正状态下不跟随磁航向。

根据故障现象进行分析如下：（1）航向位置指示器的指针有卡滞现象，有可能是因为协调按钮接触不良或者是因为航向位置指示器本身不合格导致的；（2）航向位置指示器的指针在磁修正状态下不跟踪磁航向有可能是因为协调按钮接触不良，航向位置指示器本身不合格，放大器故障、磁航向线路故障导致。

对怀疑的故障设备排查如下：A. 拆下分解检查协调按钮发现接触良好；B. 拆下航向位置指示器，经送内场校验发现，此航向位置指示器指针确有卡滞现象，将调整好的指示器装机通电检查发现故障现象有所变化——卡滞现象消失了，但航向位置指示器仍然不能跟踪磁航向；C. 由于磁航向指示依旧不正常，对机上罗盘系统磁航向电路进行测量，检查发现，磁航向传感器插头的3、4、5号线中的4号线断路，其他线路完好，磁航向修正计算器工作正常，将磁传感器的插头分解发现4号线确系虚焊现象状态，将4号线重新焊接后装机通电检查发现指针跟随性差，达不到规定要求；D. 将放大器拆下送内场检查发现放大器内部磁修正放大电路故障，陀螺俯仰、倾斜放大线路不输出，更换放大器内放大板及杆件后，性能检查合格，将合格的机件装机进行通电检查，罗盘系统工作正常。

航磁数据处理

航磁数据处理航磁数据位场转换处理及效果∆测量数据是不同深度、不同形态、规模的磁性地质体磁场信息在观测航磁T面上的综合反映。

由于场的叠加效应，使得某些具有一定地质意义的异常变得复杂，在原始图件上很难识别，给地质解释工作带来了难度。

为了提高对航磁异常的分辨能力，突出更多有用信息，根据测区航磁异常特征和地质解释需要，对原始测量数据进行了原平面化极、上延、垂向一阶导数以及剩余异常提取等几种位场转换处理。

第一节位场转换处理及效果航磁平面网格数据位场转换处理采用表达式简单、运算速度快捷的频率域算法，进行化极、导数换算、解析延拓等处理。

频率域转换的过程是：首先对异常资料进行傅立叶正变换，以得到异常资料的频谱；而后把异常的频谱和与转换相应的频率相应函数点积，得到处理后异常的频谱；最后对处理后异常的频谱进行傅立叶反变换，从而得到处理后的异常。

位场转换处理使用的软件是中国国土资源航空物探遥感中心自主开发的WINDOWS系统下地球物理数据处理解释软件（GeoProbe Mager）及航空物探彩色矢量成图系统（AgsMGis）。

一、原平面化极处理化极，即化磁极，就是把斜磁化异常转变为垂直磁化异常，相当于在磁北极观测异常。

测区处于中纬度地区，由于倾斜磁化的影响，造成磁异常中心不是正好对应在地质体的正上方，而是相对于地质体的中心向南部产生一定的偏移。

这对于确定磁性地质体的空间位置、形态、分布范围以及对磁异常的定性定量解释均带来一定的困难。

化极可用于消除由于非垂直磁化引起的异常不对称性，在剩磁很小或感磁远大于剩磁且两者方向一致的情况下，将实测的斜磁化异常转化为垂直磁化异常，这样可以较为准确的确定异常的场源位置，提高异常解释的定位精度。

从而使异常形态简化，并与磁性体位置保持一致，有利于圈定磁性体边界和走向。

作化极处理时要注意剩磁的影响，化极处理一般都假定磁化方向与地磁场方向一致，对于那些剩磁远远大于感磁且剩磁方向与地磁场方向不一致的磁性体就不符合这一假设条件，特别是测区中的火山岩分布区，由于剩磁较大会出现磁场畸变现象，使用时应注意甄别。

地磁导航关键技术研究

地磁导航关键技术研究引言随着科技的不断发展，导航技术在各个领域的应用越来越广泛。

地磁导航技术作为一种利用地磁场进行定位和导航的技术，在军事、民用等领域都具有重要的意义和应用价值。

本文将介绍地磁导航关键技术的应用和发展，以期为相关领域的研究提供参考。

地磁导航原理地磁导航是利用地球磁场的地磁要素进行位置计算的一种导航方法。

地球磁场由南极和北极向外扩散，形成了一个类似于磁铁的磁场。

地磁导航系统通过感应地球磁场的变化，结合传感器的定位信息，可以计算出自身的位置。

地磁导航关键技术1、传感器技术地磁导航的核心是地磁传感器，它负责感应地球磁场的变化。

目前，地磁传感器技术已经比较成熟，主要有以下几种类型：（1）固态磁芯传感器：这种传感器采用磁性材料作为核心，感应地球磁场的变化，具有体积小、灵敏度高、可靠性好等优点。

（2）电磁感应传感器：这种传感器利用电磁感应原理感应地球磁场的变化，具有测量范围大、精度高等优点。

（3）地磁芯片传感器：这种传感器将地磁测量与惯性测量相结合，具有精度高、体积小、成本低等优点。

2、信号处理技术地磁信号处理技术是地磁导航中的重要环节，主要对传感器输出的信号进行处理和分析，提取出有用的位置信息。

信号处理技术包括滤波、放大、数字化等环节，对于提高导航精度和稳定性具有重要作用。

3、算法技术地磁导航算法是实现位置计算的核心技术，它通过对地球磁场模型的分析和处理，结合传感器的测量数据，计算出位置信息。

常见的算法包括最小二乘法、卡尔曼滤波器等。

地磁导航应用场景1、海洋导航在海洋导航领域，地磁导航技术可用于船舶、潜艇等水下设备的导航。

由于海洋环境复杂多变，传统的卫星导航系统无法提供稳定的导航服务，而地磁导航则可以充分发挥其优势，提高水下设备的导航精度和稳定性。

2、陆地导航在陆地导航领域，地磁导航技术可用于车辆、无人机等移动设备的导航。

例如，在沙漠、丛林等复杂地形环境中，地磁导航可以有效地解决卫星导航信号遮挡和干扰问题，提高移动设备的导航性能。

电磁感应技术在无人机导航与控制中的应用

电磁感应技术在无人机导航与控制中的应用无人机作为一种新兴的航空器，已经在军事、民用等领域得到广泛应用。

而无人机的导航与控制是保证其飞行安全和效果的关键。

在无人机导航与控制中，电磁感应技术发挥着重要的作用。

一、电磁感应技术的基本原理电磁感应是指当导体相对于磁场运动时，会在导体内产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律，导体中的感应电动势与导体所受磁场的变化率成正比。

基于这一原理，可以利用电磁感应技术实现无人机导航与控制。

二、无人机导航中的电磁感应技术应用1. 磁力计磁力计是一种利用电磁感应原理测量磁场强度的仪器。

在无人机导航中，通过安装磁力计传感器，可以实时获取周围磁场的强度和方向信息。

这对于无人机的定位和导航非常重要，尤其是在没有GPS信号的环境中，可以通过磁力计来辅助导航。

2. 磁罗盘磁罗盘是一种利用电磁感应原理测量地球磁场方向的仪器。

在无人机导航中，通过安装磁罗盘传感器，可以实时获取地球磁场的方向信息。

这对于无人机的定向和航向控制非常重要，可以帮助无人机保持稳定的飞行方向。

3. 电磁遥感电磁遥感是利用电磁波与地物相互作用的原理，通过接收地物反射、散射或辐射的电磁波，获取地物信息的一种技术。

在无人机导航中，可以通过搭载电磁遥感设备，如红外相机、雷达等，实时获取地面、空中的信息，帮助无人机进行目标识别、路径规划等任务。

三、无人机控制中的电磁感应技术应用1. 电磁阻尼器电磁阻尼器是一种利用电磁感应原理实现无人机姿态控制的装置。

通过在无人机上安装电磁阻尼器，可以根据无人机的姿态变化产生相应的感应电动势，从而实现对无人机的姿态稳定控制。

这对于无人机的飞行稳定性和精确控制非常重要。

2. 电磁推进器电磁推进器是一种利用电磁感应原理实现无人机推进的装置。

通过在无人机上安装电磁推进器，可以根据电流的变化产生相应的磁场，从而实现对无人机的推进力控制。

这对于无人机的加速、减速和悬停等动作非常重要。

3. 电磁刹车电磁刹车是一种利用电磁感应原理实现无人机制动的装置。

磁检测传感器实训报告

一、引言磁检测传感器作为一种重要的检测元件，广泛应用于工业自动化、交通运输、能源、医疗等领域。

本次实训旨在通过实验，加深对磁检测传感器原理、特性、应用等方面的理解，提高实际操作能力。

以下是本次实训的详细报告。

二、实训目的1. 了解磁检测传感器的原理和分类；2. 掌握磁检测传感器的特性及参数；3. 学会磁检测传感器的安装、调试和应用；4. 提高动手实践能力和解决问题的能力。

三、实训内容1. 磁检测传感器原理及分类（1）磁检测传感器原理：磁检测传感器是利用磁效应将磁场变化转换为电信号的装置。

根据磁场变化的形式，磁检测传感器可分为霍尔效应传感器、磁阻传感器、磁敏电阻传感器等。

（2）磁检测传感器分类：① 霍尔效应传感器：利用霍尔效应将磁场变化转换为电压信号；② 磁阻传感器：利用磁阻效应将磁场变化转换为电阻信号；③ 磁敏电阻传感器：利用磁敏电阻的特性将磁场变化转换为电阻信号。

2. 磁检测传感器特性及参数（1）霍尔效应传感器特性及参数：① 零位电压：在没有磁场作用下，输出电压的大小；② 灵敏度：单位磁场强度变化引起的输出电压变化量；③ 线性度：输出电压与输入磁场强度之间的线性关系；④ 零点漂移：在一定时间内，输出电压随时间变化的大小；⑤ 工作温度范围：传感器正常工作时的温度范围。

（2）磁阻传感器特性及参数：① 零位电阻：在没有磁场作用下，输出电阻的大小；② 灵敏度：单位磁场强度变化引起的输出电阻变化量；③ 线性度：输出电阻与输入磁场强度之间的线性关系；④ 零点漂移：在一定时间内，输出电阻随时间变化的大小；⑤ 工作温度范围：传感器正常工作时的温度范围。

3. 磁检测传感器安装、调试和应用（1）安装：根据实际应用场景，选择合适的磁检测传感器，并按照说明书进行安装。

（2）调试：根据实际需求，调整传感器的参数，如灵敏度、线性度等。

（3）应用：将磁检测传感器应用于实际项目中，如电机转速检测、位置检测等。

四、实训过程1. 实验器材：霍尔效应传感器、磁阻传感器、磁敏电阻传感器、电源、信号调理电路、示波器等。

磁传感器的应用场景分析-参考版

磁传感器的应用场景分析磁传感器为电流传感、接近传感、线性速率或转动速率传感，以及定向磁异态检测，角度、位置或位移测量等许多传感方面的问题提供了独特的解决方案。

了解磁传感器技术背后的概念和它们最合适的应用将有助于帮您决定选择的磁传感器是否是您的最佳应用解决方案。

磁传感器的应用十分广泛，今天，我们就来掰一掰磁传感器在国民经济、国防建设、科学技术、医疗卫生等各个领域的应用状况。

一、工业上用途广泛在工业应用领域，最流行的磁性传感器类型是电流传感器，包括分流电阻器、霍尔效应集成电路、电流感应变压器、开环与闭环霍尔器件以及磁通门传感器。

1、电机在无刷电动机中，用磁传感器来作转子磁极位置传感和定子电枢电流换向器，磁传感器中，霍尔器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用，但主要还是以霍尔传感器为主。

另外磁传感器还可以对电机进行过载保护及转矩检测；交流变频器用于电机调速，节能效果极好；磁编码器的使用正在逐渐取代光编码器来对电机的转速进行检测和控制，例如，在电动车窗之中，传感器可以确定轴转动了多少圈，以控制车窗升降器的行程，传感器也可以探测到人手造成的异常负载情况，提供所谓的“防夹”功能，在碰到物体的时候，电机可以反转；用于直流电机换向和探测电流的电动助力转向传感器也是一个快速增长的应用，用于代替电动液压型系统。

2、电力电子技术电力电子表技术是电力技术和电子技术的结合，可实现交直流电流的相互变换，并可在所需的范围内实现电流、电压和频率的自由调节。

采用这些技术和产品，可做成各种特殊电源（如UPS、高频电源、开关电源、弧焊机逆变电源等）和交流变频器等产品。

这些变频装置的核心，是大功率半导体器件。

以磁传感器为基础的各种电流传感器被用来监测控制和保护这些大功率器件。

霍尔电流传感器响应速度快，且依靠磁场和被控电路耦合，不接入主电路，因而功耗低，抗过载能力强，线性好，可靠性高，既可作为大功率器件的过流保护驱动器，又可作为反馈器件，成为自控环路的一个控制环节。

研究性实验报告——各向异性磁阻传感器与磁场测量

研究性实验报告——各向异性磁阻传感器与磁场测量基础物理学研究性实验报告题目：各向异性磁阻传感器（AMR）与地磁场测量第一作者：11111111第二作者：22222222学院：航空科学与工程学院专业：飞行器设计与工程班级：1105192013年5月14日目录摘要........................................................................................................................ . (1)关键词........................................................................................................................ (1)一、实验要求 (1)二、实验原三、实验仪器介绍 (2)四、实验内容 (4)1、测量前的准备工作 (4)2、磁阻传感器特性测量 (5)3、测量磁阻传感器的各向异性特性 (6)4、赫姆霍兹线圈的磁场分布测量 (7)5、地磁场测量 (10)五、思考题 (10)六、误差分析 (11)七、AMR传感器的应用举例 (11)八、实验感参考文献 (12)附录——原始实验数据(影印版) (13)北京航空航天大学研究性实验报告各向异性磁阻传感器与磁场测量摘要：物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应，磁阻传感器利用磁阻效应制成。

磁阻传感器可用于直接测量磁场或磁场变化，如弱磁场测量。

也可通过磁场变化测量其它物理量，如利用磁阻效应已制成各种位移、角度、转速传感器，广泛用于各类需要自动检测与控制的领域。

磁阻元件的发展经历了半导体磁阻（MR），各向异性磁阻（AMR），巨磁阻（GMR），庞磁阻（CMR）等阶段。

本实验研究AMR的特性并利用它对磁场进行测量。

关键词：AMR，磁阻效应，电磁转换，磁场测量一、实验要求1．熟悉和了解AMR的原理2．测量磁阻传感器的磁电转换特性和各向异性特性3．测量赫姆霍兹线圈的磁场分布4．测量地磁场磁场强度，磁倾角，磁偏角二、实验原理各向异性磁阻传感器AMR（AnisotropicMagneto-Resistive sensors）由沉积在硅片上的坡莫合金（Ni80 Fe20）薄膜形成电阻。

磁通门传感器的设计（可编辑）

磁通门传感器的设计摘要三分量磁通门地磁场检测装置是应用磁通门传感器对地磁场进行测量的矢量检测装置。

与其它类型测磁仪器相比,磁通门传感器具有分辨率高,测量弱磁场范围宽,体积小、重量轻、功耗低,经济性好,能够直接测量磁场的失量和适于在高速运动系统中使用等特点,被广泛应用于各种领域。

本文分析了磁通门传感器的工作原理,详细论述了如何采用数字检波的方法进行信号处理.本文还介绍了三分量地磁场检测装置硬件电路的设计和单片机程序。

检测装置主要由三分量磁通门传感器、单片机最小系统、A/D数据采集电路和串口电路构成。

三分量磁通门传感器检测到磁场的矢量大小,输出信号经过有源滤波器和放大器处理后得到三路幅度与磁场各分量大小成正比的正弦信号。

A/D同时对三路信号进行4倍频采样,将两个周期的采样数据传送到单片机,然后单片机通过串行端口将数据发送到计算机,最后由计算机完成数据的处理和分析。

关键词三分量地磁场数字检波数据采集串行端口The Design of Geomagnetic Field Detection Device Based on Three-component Fluxgate SensorsAbstratThe three-component fluxgate geoamagnetic field detection device is a kind of vector detection device which can measure the geoamagnetic field directlypared with other instruments which can measure geomagnetic field,the fluxgate sensor has the virtue of small size,light weight, low power consumption and good economy,is used widely in different fields.This paper introduces the working principle of the fluxgate sensor and the digital demodulation method in detail. The design of hardware circuit of the three-component fluxgate geomagnetic field detection device and progamming of MCU are also introduced in this paper. The detection device consists of three-component fluxgate sensors, MCU system, A/D data acquisition circuit and com port communication circuit. The magnetic vector is detected by the three-component fluxgate sensors,signals output from the senors are processed by active filters and amplifiers.Then there are three sinusoidal signals,whose amplitude are proportional to the magnitude of geomagnetic field component. The A/D convertor produces 4 points sampling signals, and transmits data of two cycles to CPU, then CPU send the data to computer via the com port. Finally,the data is processed and analyzed by computer.Keywordsthree componentsgeomagnetic fieldDigital demodulation Data AcquisitionCom Port目录摘要 1Abstrat 21 绪论 11.1 研究三分量磁通门地磁场检测装置的目的和意义 1 1.2 各种测磁仪器 21.3 磁通门测磁仪器的研究现状 52 检测装置的工作原理 62.1 磁通门传感器的工作原理62.2 检测装置的工作原理 82.3 地磁检测装置的主要功能123 三分量磁通门地磁场检测装置的硬件电路设计123.1 前置检测电路的设计 123.1.1 分频电路和信号转换电路的设计: 133.1.2 驱动电路的设计: 133.1.3 选频放大电路的设计: 143.2 16位A/D转换器4倍频采样的硬件设计163.2.1 根据A/D采集电路的设计要求选择合适的A/D: 16 3.2.2 A/D采集电路的设计: 173.3 内部电源的设计184 三分量磁通门地磁场检测装置的的软件设计194.1STC89C54RD+单片机介绍194.2 A/D的软件控制204.3 程序流程图214.4 示例程序214.5 串口发送的硬件设计235 测试结果及分析245.1 分频器电路测试245.2 功率驱动电路的测试 255.3 信号转换电路测试255.4 带通滤波器的测试266 对三分量测量的通道差异进行校正的方案设计286.1 方案1:通过硬件电路的调试进行校正286.2 方案2:通过软件编程对测量结果进行校正29总结30参考文献及参考资料31致谢33英文翻译34英文翻译原文371 绪论1.1 研究三分量磁通门地磁场检测装置的目的和意义在介绍三分量磁通门地磁场检测装置之前,首先介绍一下它的研究目的和意义。

磁力计在飞控中的应用

磁力计在飞控中的应用
磁力计在飞控中的应用主要是用于测量地磁场的强度和方向，从而帮助确定飞行器的航向。

磁力计，也称为磁罗盘，是一种能够测量当前磁场强度的传感器。

在飞行控制系统（飞控）中，磁力计通常与其他传感器如加速度计、陀螺仪等一起构成姿态航向参考系统（AHRS）。

磁力计能够测量地磁场在三个空间维度上的分量，这对于确定飞行器的方向至关重要。

具体来说：
1. 航向确定：磁力计通过测量地磁场的分布，可以帮助飞行器确定自身的航向角，即与地磁北极的相对角度。

这对于无人机等飞行器在进行航向控制和路径规划时非常重要。

2. 磁罗盘校准：为了确保磁力计的数据准确，需要进行磁罗盘校准。

这通常是通过在水平面上做特定的动作来完成，以便飞控系统能够根据磁力计的读数来校正航向误差。

3. 辅助定位：在一些GPS信号不佳的环境中，磁力计可以作为辅助定位手段，帮助飞行器通过识别地磁场特征来确定自己的位置。

4. 姿态稳定：结合加速度计和陀螺仪，磁力计可以帮助飞控系统更准确地估计飞行器的姿态，提高飞行稳定性。

综上所述，磁力计在飞控系统中的作用是多方面的，它不仅能够帮助飞行器确定航向，还能辅助进行定位和姿态控制，从而提高飞行的安全性和准确性。

lis2mdltr原理

lis2mdltr原理Lis2mdltr原理及应用Lis2mdltr是一种高精度低功耗的磁力计传感器，广泛应用于电子设备中，如智能手机、平板电脑、游戏机等。

它基于磁阻效应原理，能够测量周围磁场的强度和方向，从而实现定位、导航、姿态控制等功能。

本文将详细介绍Lis2mdltr的原理、工作方式以及其在现实生活中的应用。

Lis2mdltr的原理是基于磁阻效应，该效应是指在磁场作用下，磁阻发生变化。

Lis2mdltr采用了磁阻式传感器，它由一个磁场传感器和一个信号处理电路组成。

磁场传感器是由一对互补的磁阻和一对互补的电阻组成的。

当磁场作用于磁阻时，磁阻的值会发生变化，进而改变电路中的电阻值。

信号处理电路通过对电阻值的测量和分析，得到周围磁场的强度和方向。

Lis2mdltr的工作方式是通过测量磁场对磁阻的影响来实现的。

首先，磁场传感器感知周围磁场，并将感知到的磁场强度转化为相应的电阻值。

然后，信号处理电路将电阻值转化为数字信号，并通过I2C或SPI接口输出给主控芯片。

主控芯片可以根据接收到的数字信号来计算磁场的强度和方向，并进一步应用到实际的应用场景中。

Lis2mdltr在现实生活中有着广泛的应用。

首先，在智能手机和平板电脑中，Lis2mdltr可以用于实现指南针功能，帮助用户确定方向。

其次，在游戏机中，Lis2mdltr可以用于实现姿态控制功能，使得玩家可以通过身体的倾斜和摆动来控制游戏角色的动作。

此外，Lis2mdltr还可以应用于车载导航系统中，通过测量车辆周围的磁场来实现车辆的定位和导航。

此外，Lis2mdltr还可以用于工业自动化、航空航天等领域，帮助实现精确的定位和导航。

总结一下，Lis2mdltr是一种基于磁阻效应的磁力计传感器，能够测量周围磁场的强度和方向。

它的工作方式是通过测量磁场对磁阻的影响来实现的。

Lis2mdltr在智能手机、平板电脑、游戏机等电子设备中有着广泛的应用，可以实现指南针、姿态控制、定位导航等功能。

无人机数据传输系统-手册

1.概论：无人机，即无人驾驶的飞机。

是指在飞机上没有驾驶员，只是由程序控制自动飞行或者由人在地面或母机上进行遥控的飞机。

它装有自动驾驶仪、程序控制系统、遥控与遥测系统、自动导航系统、自动着陆系统等，通过这些系统可以实现远距离飞行并得以控制。

无人机与有人驾驶的飞机相比而言，重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好，特别宜于执行危险性大的任务，因此被广泛应用。

二、无人机的特点及技术要求无人机没有飞行员，其飞行任务的完成是由无人飞行器、地面控制站和发射器组成的无人机系统在地面指挥小组的控制一下实现的。

据此，无人机具有以下特点:（1）结构简单。

没有常规驾驶舱，无人机结构尺寸比有人驾驶飞机小得多。

有一种无尾无人机在结构上比常规飞机缩小40%以上。

重量减轻，体积变小，有利于提高飞行性能和降低研制难度。

（2）安全性强。

无人机在操纵人员培训和执行任务时对人员具有高度的安全性，保护有生力量和稀缺的人力资源。

可以用来执行危险性大的任务。

（3）性能提高。

无人机在设计时不用考虑飞行员的因素。

许多受到人生理和心理所限的技术都可在无人机上使用，从而突破了有人在机的危险，保证了飞行的安全性。

（4）一机多用，稍作改进后发展为轻型近距离对地攻击机。

（5）采用成熟的发动机和主要机载设备，以减少研制风险与经费投入，加快研制进度。

联合研制以减小投资风险、解决经费不足有利于扩大出口及扬长技术与设备优势。

（6）研制综合训练系统。

技术要求有:（1）信息技术包括信息的收集和融合，信息的评估和表达，防御性的信息战、自动目标确定和识别等；（2）设备组成包括低成本结构、小型化及模块化电子设备、低可见性天线、小型精确武器、可储存的高性能发动机及电动作动器等；（3）性能实现包括先进的低可见性和维护性技术、任务管理和规划、组合模拟和训练环境等。

三、无人机系统按照功能划分，主要包括四部分:（1）飞行器系统包括空中和地面两大部分。

空中部分包括：无人机、机载电子设备和辅助设备等，主要完成飞行任务。

航空电子设备(机载设备)复习题

航空电子设备-复习习题1、航空仪表的用途？（1）为飞行员提供驾驶飞机用的各种目视数据；（2）为机载导航设备提供有关的导航输入数据；（3）为机载记录设备提供有关的记录数据；（4）为自动飞行控制系统提供有关的数据。

2、仪表系统分类？（1）按功用分：仪表按功用可分为①飞行②导航③发动机④系统状态仪表。

（2）按原理分：测量、计算、调节仪表。

3、飞机仪表系统基本组成环节？飞机仪表系统基本组成环节，概括起来包含感受、转换、传送、指示、计算、放大、执行等7种基本环节。

4、高度的分类和定义？绝对高度：从飞机重心到实际海平面（修正的海平面气压平面）的垂直距离；相对高度：从飞机到某一指定参考平面（例如机场平面）的垂直距离；标准气压高度：以标准海平面（760 毫米汞柱高）为基准面，飞机重心到该基准面的高度；真实高度；从飞机到其所在位置正下方地面的垂直距离。

5、气压高度表？气压高度表是利用皮托管所测量出的静压，根据大气压力与高度的一一对应关系，就可以得出飞机当前的高度。

6、气压高度表的结构？气压高度表是一个闭口真空膜盒结构。

高度表在膜盒外面通静压，由于静压随高度升高而越来越小，膜盒由于外界压力下降，会发生形变，越来越鼓涨，这种形变可以量化的，并能通过机械结构转化成指针读数的，那么就可以把高度和压力对应起来。

7、飞机速度的测量？速度的测量是通过皮托探头将气压引入仪表进行计算的，但需使用到全压和静压。

8、名词解释：（1）全压Pt=空气在皮托管里全受阻时，产生的压力，它包括静压Ps和动压Qc；（2）静压Ps=飞机周围静止空气压力。

（3）动压Qc=空气相对物体运动时所具有的动能转化而来的压力。

（4）马赫数M=真空速Vt与本地音速a之比。

（5）真空速Vt：补偿了各种误差后的指示空速IAS。

9、各种空速定义：（1）指示空速（I AS）：空速表根据动压计算的空速，未经任何补偿，也称表速。

（2）计算空速（C AS）：补偿了静压源误差后的指示空速。

磁敏传感器电路设计及磁场信号分析方法

磁敏传感器电路设计及磁场信号分析方法概述：磁敏传感器是一种用于检测和测量磁场的设备，广泛应用于工业、制造、航空航天等领域。

磁敏传感器电路的设计是确保传感器能够准确感知和测量磁场的关键。

本文将深入探讨磁敏传感器电路设计及磁场信号分析方法，帮助读者理解并应用于实际项目中。

一、磁敏传感器电路设计1. 电路原理磁敏传感器电路的基本原理是通过测量磁感应强度的变化来反映磁场的特性。

常见的磁敏传感器有霍尔传感器、磁电传感器等。

设计电路时需要考虑传感器的工作原理和特性。

2. 传感器选型在设计磁敏传感器电路时，首先要选择合适的传感器。

传感器的选择应该根据需求来确定，包括测量范围、灵敏度、响应速度、供电电压等方面的要求。

同时也需要考虑成本和可靠性。

3. 前端电路设计磁敏传感器的前端电路主要负责对传感器输出信号进行放大和处理。

这个过程中要注意信噪比的优化，以提高测量的准确性。

常用的前端电路有放大器、滤波器和运算放大器等。

4. 供电电路设计磁敏传感器的供电电路应该能够提供稳定的电源电压，并具备一定的电源过滤能力，以减少噪声和干扰对测量结果的影响。

此外，供电电路还可以考虑电池管理电路，以延长传感器的使用寿命。

5. 输出电路设计磁敏传感器的输出电路是将传感器的电信号转换为数字信号或模拟信号，以供后续处理和分析。

根据需求可以选择合适的ADC（模数转换器）或DAC（数模转换器）进行信号转换。

二、磁场信号分析方法1. 磁场测量技术磁场信号的测量可以通过磁敏传感器得到。

测量时需要考虑磁场的强度、方向和分布等因素。

常用的磁场测量技术有磁力计、霍尔传感器、磁致伸缩、磁电等。

2. 数据采集与处理磁场信号的采集和处理是对传感器输出信号进行分析、提取和处理的过程。

在数据采集方面，可以选择合适的采样频率和采样精度，以满足对信号的要求。

在数据处理方面，常用的方法有滤波、采样、去抖动等。

3. 磁场分布分析对于磁场信号的分析，可以通过合适的算法和模型对信号的分布进行预测和分析。

航向

~金城学院民航电子电气专业~
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陀螺罗盘的使用特点
❖ 稳定性好，不受外界磁场影响，可以在加速、转弯、盘旋时，在强磁地区或高纬度地区使用。
❖ 测量飞机的转弯角度。 ❖ 测量航向。起飞前应调整罗盘指示真航向。在飞
行过程中，每隔一段时间应根据其他罗盘进行一次校正，以消除这段时间积累起来的自走误差。 ❖ 如果在使用过程中发现陀螺飞转，有上锁机构的，应柔和的上锁，使仪表恢复正常工作。
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三、陀螺罗盘的误差
3.盘旋误差：飞机盘旋过程中水平修正器产生的修正力矩引起的一种误差。
左盘旋时仪表指示的航向大于飞机实际的航向。右盘旋时仪表指示的航向小于飞机实际的航向。
误差随飞机盘旋时间的积累增长的。
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计算题
1.已知飞机的陀螺罗盘根据北京地区(ψ=40°) 给定的常值方位修正角速度，试求飞机飞行到成都地区（ψ=31°）时，该罗盘的纬度误差。 2.已知一架飞机V=1000km/h,真航向ψT=30°，飞机所在地纬度ψ=45°，求用陀螺罗盘指示ψT 和ψD时的速度误差。
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测量飞机的大圆圈航向
要想使自转轴随起始点子午线一起转动，一方面，必须使自转轴处于水平；另一方面，必须使自转轴在方位中不断地进动。这就需要水平、方位修正。水平修正方法是在自转轴偏离水平面时，沿外框轴加修正力矩，使自转轴进动，从而恢复水平。方位修正的方法是沿自转轴方向装一配重，产生绕内框轴的修正力矩，使自转轴不断地绕外框轴进动，进动的角度与地球自转角速度的垂直分量大小相等，方向相同。
用DG来判断飞机的航向很合适，因为它不会象磁罗盘那样，在不同的飞机的姿态角或坡度下有不同的读数，读数还飘忽不定。但陀螺本身是会随工作时间增长而产生飘移的，使DG的读数也随之飘移。故应注意DG与磁罗盘之间的读数差异并及时纠正。大型飞机的DG是自动校正的。

cst磁航向传感器仿真

CST磁航向传感器仿真1. 简介在航空航天领域，磁航向传感器（Compassing Sensor Technology，CST）是一种用于测量飞行器磁航向的重要装备。

它通过感知地球磁场的变化来确定飞行器相对于地球的方向。

CST的准确性对于飞行器的导航和定位至关重要。

本文将介绍CST磁航向传感器仿真的相关内容，包括仿真原理、仿真方法、仿真工具等。

2. 仿真原理CST磁航向传感器的仿真原理基于电磁学和磁场理论。

其核心思想是通过模拟飞行器周围的磁场分布，计算传感器感知到的磁场强度，并将其转换为航向角度。

具体来说，仿真原理可以分为以下几个步骤：步骤1：建立模型首先，需要建立飞行器的几何模型。

这包括飞行器的外形、结构和材料等信息。

模型的精确性对于仿真结果的准确性至关重要。

步骤2：计算磁场分布基于飞行器模型和地球磁场模型，计算飞行器周围的磁场分布。

地球磁场模型可以通过实测数据或者理论模型获取。

磁场分布的计算可以采用有限元方法、有限差分方法或其他数值方法。

步骤3：传感器模型根据实际传感器的特性和参数，建立传感器模型。

传感器模型包括传感器的灵敏度、噪声、非线性等特性。

传感器模型的准确性对于仿真结果的准确性至关重要。

步骤4：仿真计算将传感器模型和磁场分布模型结合起来，进行仿真计算。

仿真计算的目的是计算传感器感知到的磁场强度，并将其转换为航向角度。

步骤5：结果评估根据仿真计算的结果，评估CST磁航向传感器的性能。

评估指标包括精度、稳定性、灵敏度等。

3. 仿真方法CST磁航向传感器的仿真可以采用多种方法，包括数值仿真、物理仿真和混合仿真。

数值仿真数值仿真是一种基于数学模型和计算机算法的仿真方法。

它可以通过求解磁场方程和传感器方程，计算传感器感知到的磁场强度和航向角度。

数值仿真的优点是计算精度高，可以考虑多种因素的影响。

常用的数值仿真方法包括有限元法、有限差分法和边界元法等。

物理仿真物理仿真是一种基于实际物理模型的仿真方法。

AIS范文范文

AIS范文AIS是什么？自动识别系统（Automatic Identification System, AIS）是一种船舶导航设备，由IMO与2004年引入。

通过AIS使用能增强船舶间避免碰撞的措施，能加强ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，能在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、航名等信息，达到改进海事通信的功能和提供一种船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识。

AIS采用MMSI码作为识别手段。

AIS系统的组成一个典型的AIS 系统由两大分系统组成：岸基AIS 系统和船用AIS 系统。

岸基AIS 系统的组成AIS 中心之间可以相互连接，进行信息交换，各AIS 中心连接成网，在一个国家和地区范围内，就可以实时了解沿岸所有船舶的动态，这对船舶航行管理、船舶追踪以及防止海洋污染具有非常重要的意义。

船用AIS系统的组成一个典型的船用AIS系统所使用的频段为海事频段中的甚高频（Very High Frequency，以下简称VHF）,其频段介于156.025MHz至162.025MHz之间。

利用时分多址接续（Time Division Multiple Access，TDMA）的广播方式。

系统运行时不停的检测TDMA信道的活动状态，根据信道的占用情况预约本台的发射时隙。

进入TDMA网络的AIS设备一般采用自组织的时分多址（SOTDMA）协议进行工作，采用这个方式传输的AIS设备可以自主解决发射冲突，自主接收其他台站的信息。

在AIS网络中，一帧60s被分为2250个时隙，每个时隙长度为26.67ms,每个时隙可以发送一条256bit的信息，当信息长度大于256bit时，将占用2个或多个时隙。

理论上在同一区域能同时容纳200-300艘船舶信息，当船只数大于系统容量时，远距离的目标就会被忽略，以此保证AIS系统对近距离目标的优先权。

船用AIS系统是由一台VHF发射机、二台VHF-TDMA接收机、一台VHF-DSC接收机、一台内置GPS接收机（作为备用）以及AIS信息处理器、电源和各种必要的外围设备接口组成。

基于TMR的二线制角度传感器设计

基于TMR的二线制角度传感器设计张珂;田跃;王琦【摘要】隧道磁阻(TMR)相比于传统磁敏感元件具有功耗低、体积小、灵敏度高、温度特性好等优点.基于TMR芯片设计的两线制非接触式角度传感器,遵循低功耗原则设计了硬件电路,软件上完成对芯片输出正弦曲线的修正和角度的校准,通过XTR115芯片实现了工业二线制4～20 mA标准输出,能对360°全角度进行精确测量.实验证明:该角度传感器精度达到设计要求,特别适用于需要远距离传输信号的工业现场.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】4页(P80-83)【关键词】隧道磁阻磁传感器;两线制;4～20 mA;角度测量【作者】张珂;田跃;王琦【作者单位】北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心,北京100083;北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心,北京 100083;北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TP212磁敏角度传感器是一类利用磁电阻效应对角度进行测量的传感器，广泛应用于仪表技术和自动化控制等领域[1]。

隧道磁电阻效应(TMR)磁传感器是世界上第四代磁传感器应用技术，前三代分别为霍尔(Hall)效应、各向异性磁阻效应(AMR)、巨磁阻效应(GMR)磁传感器[2]。

与前三代技术相比，TMR磁传感器具有超低功耗、高灵敏度、信号幅值大、尺寸小、温度特性好等优点，在传感器应用领域显示出了强大的潜力[3,4]。

工业应用中，两线制传感器可以显著降低远距离信号传输的成本[5]。

工业两线制标准广泛采用4～20 mA的电流来作为传输信号。

基于TMR的两线制角度传感器既继承了TMR在信号采集上的诸多优点，又结合了两线制4～20 mA输出在信号传输中的优势，有着极高的实用性。

鉴于TMR芯片的优势，选取多维公司TMR3002芯片作为角度获取芯片。

TMR3002采用小尺寸LGA封装(3 mm×3 mm)，具有超低的功耗。