典型的數(shù)字羅盤(pán)具有以下特點(diǎn):
1.三軸磁阻傳感器測(cè)量平面地磁場(chǎng),雙軸傾角補(bǔ)償。
2.高速高精度A/D轉(zhuǎn)換。
3.內(nèi)置溫度補(bǔ)償,最大限度減少傾斜角和指向角的溫度漂移。
4.內(nèi)置微處理器計(jì)算傳感器與磁北夾角。
5.具有簡(jiǎn)單有效的用戶(hù)標(biāo)校指令。
6.具有指向零點(diǎn)修正功能。
7.外殼結(jié)構(gòu)防水,無(wú)磁。電子羅盤(pán)的原理是測(cè)量地球磁場(chǎng),如果在使用的環(huán)境中還有除了地球以外的磁場(chǎng)且這些磁場(chǎng)無(wú)法有效的屏蔽時(shí),那么電子羅盤(pán)的使用就有很大的問(wèn)題,這時(shí)只能考慮使用陀螺來(lái)測(cè)定航向了。
電子羅盤(pán)由三維磁阻傳感器、兩個(gè)傾角傳感器和MCU構(gòu)成。三維磁阻傳感器用來(lái)測(cè)量地球磁場(chǎng),傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態(tài)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償;MCU處理磁力儀和傾角傳感器的信號(hào)以及數(shù)據(jù)輸出和軟鐵、硬鐵補(bǔ)償。該磁力儀是采用三個(gè)互相垂直的磁阻傳感器,每個(gè)軸向上的傳感器檢測(cè)在該方向上的地磁場(chǎng)強(qiáng)度。向前的方向稱(chēng)為x方向的傳感器檢測(cè)地磁場(chǎng)在x方向的矢量值;向左或Y方向的傳感器檢測(cè)地磁場(chǎng)在Y方向的矢量值;向下或Z方向的傳感器檢測(cè)地磁場(chǎng)在Z方向的矢量值。每個(gè)方向的傳感器的靈敏度都已根據(jù)在該方向上地磁場(chǎng)的分矢量調(diào)整到最佳點(diǎn),并具有非常低的橫軸靈敏度。傳感器產(chǎn)生的模擬輸出信號(hào)進(jìn)行放大后送入MCU進(jìn)行處理。磁場(chǎng)測(cè)量范圍為±2Gauss。通過(guò)采用12位A/D轉(zhuǎn)換器,磁力儀能夠分辨出小于1mGauss的磁場(chǎng)變化量,我們便可通過(guò)該高分辨力來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量出200-300mGauss的X和Y方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度,不論是在赤道上的向上變化還是在南北極的更低值位置。
僅用地磁場(chǎng)在X和Y的兩個(gè)分矢量值便可確定方位值:
Azimuth=arcTan(Y/X)