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基于GMR传感器的二维电子罗盘研究

更新时间：2020-03-14 19:14:32 大小：8M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：gmr传感器电子罗盘 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

本文对基于GMR传感器的二维电子罗盘进行研究。二维电子罗盘是一种辨向设备,通过传感器感测磁场将其转化为电信号;电信号经过模拟、数字信号处理,提取出方位信息输出或显示。本文设计三种具有不同特点的二维电子罗盘,根据不同的应用特点,进行优化,使二维电子罗盘具有较好的工程应用价值。

    电子罗盘硬件包括传感器部分、模拟信号调理模块、单片机模块和电源模块。

    传感器是二维电子罗盘的核心,本文设计的电子罗盘选用GMR传感器感测磁场。GMR传感器是一种新型的磁敏感元器件,具有灵敏度高、线性度好和响应频率快等优势。

    本文对各种适合GMR传感器的信号调理电路进行研究,对与电路有关的公式进行推导。传感器信号经过放大滤波,还需要将其模数转换,转换成数字信号进行数字信号处理,辨别方向。本文对各种数字芯片进行分析,详细介绍本文所选数字芯片的优势。电源模块介绍目前最常用的线性稳压和开关电源电路。

    根据硬件电路研究,本文设计出三款不同类型的电子罗盘。低功耗系列重点在使用各种低功耗技术,降低整体功耗,适合电池供电的设备使用。小体积型使用特殊的模拟信号调理方案,有效减少PCB面积以及成本,非常适合对成本较为敏感的应用场合。高速响应型使用带宽较大的模拟信号调理方案,保证高频信号精确放大;使用集成高速A/D的单片机,满足高速输出响应。

    本文设计的电子罗盘采用算法针对GMR传感器进行优化,辨向较为精确,具有一定的抗干扰能力。可以很好的对硬磁干扰进行校准,对软磁干扰进行部分校准。软件部分,选用C语言进行单片机编程,便于实现浮点数、反正弦等运算。

    本罗盘在国防弱磁工业一级测量站进行测试。测试在无干扰下的罗盘精度;加入外部干扰后罗盘精度;进行旋转校准后罗盘精度。通过数据分析,证明本罗盘算法的辨向精度以及抗干扰能力。

    最后,给出不同类型罗盘的具体应用场合实例。同时对三个系列的罗盘改进进行展望。

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