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基于磁通门传感器的方位检测仪设计
资料介绍
不管是在军事科技中，还是在我们的日常生活中，往往需要对物体定位，随着科学技术的进步，各种电子方位测量仪层出不穷。地磁场是一种具有矢量的弱磁场，本文正是基于对地磁场的测量而设计了一种方位检测仪，该方位仪具有灵敏度高，测量精度高，价格低廉，方便灵活等特点。
首先本文对磁通门传感器进行研究与设计。通过分析国内外研究现状，根据磁通门技术的原理，设计出磁通门传感器。敏感元件采用的是具有高磁导率、低矫顽力和低磁致伸缩的Co基非晶带，为了避免探头因变压器效应而产生感应电势，本文采用双芯平行的结构，在探头上缠绕一定匝数的激励线圈和感应线圈，其中激励线圈反向串联，感应线圈同向串联。激励信号通过激励线圈对磁芯进行饱和交变激励，感应线圈中就能够感应到地磁场在磁芯上的分量，通过频谱分析可以看出感应信号中的二次谐波能够反应地磁场的大小和方向，通过后续电路将二次谐波分量提取出来，并转化为直流电压，这样就完成了磁通门传感器的制作。
其次本文设计了由两个磁通门传感器和单片机系统组成的磁通门方位检测仪。方位检测的原理是根据地磁场的矢量特性，建立直角坐标系，将两个磁通门探头对应坐标系正交，则地磁场在两个探头上就有对应的余弦分量，将测得的两路电压信号送入A/D芯片进行转换，转换结果送入单片机进行方位的判别和角度的计算等处理，最终在数码管上显示出方位值。
本文的重点是磁通门传感器的电路设计和方位角显示的软件程序编写，传感器电路的设计包括激励信号发生电路和感应信号处理电路的设计，两个正交的传感器输出灵敏度必须调节成一致。软件设计主要为A/D转换、方位判别和角度运算的程序设计。由于该方位的测量需要在水平面上进行，且没有外界铁磁干扰，本文还设计了一个测量平台。最后对整个方位仪进行实验测试，对实验误差进行分析，对硬件电路和软件程序进行改善，从而不断提高方位检测仪的性能。
通过对传感器的标定，在地磁场的范围内，传感器具有很好的灵敏度和线性度，将两个传感器探头正交，完成了对方位角度的测量，达到了预期的目标。
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