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基于kmz52的电子指南针设计 电子产品世界 / 天津大学 电气与自动化工程学院 刘素 刘鲁源 韩尧松 引 言 指南针是重要的导航工具,在很多领域都有广泛的应用。电子指南针将替代罗盘指南针,因为它全部采用固态元件,而且可以方便的和其他电子系统连接。电子指南针系统中磁场传感器的磁阻(mr)技术是最佳的解决方法,它比磁通量闸门传感器和霍尔元件都更先进。kmz52芯片就运用磁阻技术,而且还具有体积小、精度高、稳定性好、价格低等特点,是理想的导航元件。但是地球磁场和电子指南针本身的特点,在测量磁场时会有些偏差,所以要进行传感器偏差补偿、干涉磁场校正、正北校正、倾斜校正等,才能得到正确的结果。文中利用kmz52芯片设计实现了电子指南针,给出了电子指南针的电路原理图,利用了闭环负反馈原理进行偏差补偿。 指南针 图1是地球某一点的地球磁场向量he的三维图(其中,x和y轴与地球表面平行,z轴垂直指向下)。指南针的基本任务就是测量磁场北极(图中的heh,即地球磁场的水平分量)与前进方向的夹角(方位角α),由图1可知: 图1中,α是从磁场的北极顺时针计算的(如,东是90o,西是270
作者:刘颜 董春 磁电子罗盘是一种利用地磁场实现定向功能的装置,在移动机器人导航方面有着重要的应用价值。与传统的自主惯性导航设备相比,磁电子罗盘具有体积小、成本低、无累计误差、能够自动寻北等特点。与常规的指针型罗盘相比,磁电子罗盘在抗冲击性、抗震性等方面性能良好。并且能够对杂散磁场进行补偿,输出电信号.可方便地与其他电子设备组成应用系统。 本罗盘设计采用philips公司的kmz52磁阻传感器和microchip公司的pic16f818单片机。并对罗盘进行详细介绍。 2地磁场 由于地球本身具有磁性。在地球和近地空间之间存在磁场,称为地磁场。地磁场的强度为0.3高斯至0.6高斯,其大小和方向随地点(甚至随时间)而异。地磁场的北极、南极分别在地理南极、北极附近,彼此并不重合,而且两者间的偏差随时间缓慢变化。 本文设计的二维磁电子罗盘用于测量、计算磁场的方位角,并将其转换为电信号传输给移动机器人的控制器。此磁电子罗盘采用磁电阻传感器,移动机器人的控制器接收来自磁电阻传感器信号,此信号均为0 v~5 v模拟量,电压值的变化表现为航向角的不同,并且要求高可靠性和一定精度。
摘要:介绍了目前用于定位系统中的电子指南针的工作原理,详细论述了磁场传感器芯片kmz52的工作原理,给出了用kmz52磁场传感器设计电子指南针的总体设计方案和电路,同时给出了设计中的一些特殊处理方法。 关键词:电子指南针;磁场传感器;kmz521 概述指南针是一种重要的导航工具,可应用在多种场合中。电子指南针内部结构固定,没有移动部分,可以简单地和其它电子系统接口,因此可代替旧的磁指南针。并以精度高、稳定性好等特点得到了广泛运用。philips公司生产的半导体器件kmz52是一种专门用于电子指南针的二维磁场传感器。它采用磁场传感器的磁阻(mr)技术,并用翻转技术消除信号偏移,而用电磁反馈技术来消除温度的敏感漂移。由于外界存在干扰,该系统集成了几种特殊的抗干扰技术来提高系统精度。本文介绍了电子指南针的工作原理及电路设计,同时给出了其抗干扰设计以及信号和数据的处理方法。2 工作原理与总体方案图1是kmz52的内部结构框图和引脚排列。图中,z1和z4为翻转线圈,z2和z3为补偿线圈。由于环境温度可能会影响系统精度,因此,在高精度系统中,可以通过补偿线圈对其进行补偿。k
作者:刘颜 董春
磁电子罗盘是一种利用地磁场实现定向功能的装置,在移动机器人导航方面有着重要的应用价值。与传统的自主惯性导航设备相比,磁电子罗盘具有体积小、成本低、无累计误差、能够自动寻北等特点。与常规的指针型...
引 言
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