一种无需轴对准的磁罗盘正交度测试方法

《一种无需轴对准的磁罗盘正交度测试方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年2月宇航计测技术Feb．，2013第33卷第1期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．33，No．1文章编号：1000—7202(2013)01—0062—04中图分类号：V241．611，TP368．1文献标识码：A一种无需轴对准的磁罗盘正交度测试方法李伟童卫平(中国船舶重工集团公司第七一。研究所，湖北宜昌443003)摘要给出了一种可自动化的测试双轴磁传感器正交角度的方法：正交磁场法，该方法操作简便，无需被测传感器的精密装夹；整个测量过程中没有装配操作

2、，完全消除了由于装配的不一致性带来的误差。与常用的磁矢量投影法相比较，本方法可较快地测得双轴磁传感器的正交度，且达到较高的精度。关键词正交度测试磁罗盘正交磁场法AMeasurementforDual-axisMagneticSensorOrthogonalitywithoutAxisAlignmentLIWeiTONGWei—ping(No．710R＆DInstitute，CSIC，Yiehang，Hubei443003)AbstractAnAutomaticmethodwhichcalledorthogonalmagn

3、eticfieldmeasurementfordual—‘axismagneticsensororthogonalitymeasurementincompassmanufactureispresented．Theproposedmethodcouldbeeasilyrealized，nominutelyoperationandnomanualassembleisrequired．Testresultindicatesthatorthogonalmagneticfieldmeasurementcouldattaintheo

4、rthogonalityfasterthanvectorprojectingmethod．KeywordsOrthogonalitymeasurementMagneticcompassOrthogonalmagneticfieldmeasure‘ment1引言正交度是影响磁罗盘精度的重要参数⋯，该参数测量的准确性，直接影响软件修正效果，并决定磁罗盘的最终精度等级。因此在磁罗盘的生产过程中，正交度参数要进行100％检验，以确保磁罗盘的精度。正交度是指磁罗盘内部磁传感器各轴之间的夹角偏离垂直位置的角度。理想情况下，希望磁传感

5、器是互相垂直的——即两轴之间的夹角为90。。由于工艺限制，各轴之间并不垂直12j。海军工程大学的林春生提出了变换系数求解正交度的方法，但是其要求的数据量较大，且求解过程复杂，不适合在批量生产中采用∞o。实际的生产过程中主要由两种方法：正弦波极值法与磁矢量投影法。正弦波极值法是一种应用峰峰值的测量方法，该方法的原理示意图如图1所示。将磁罗盘置于水平转台上，缓慢转动转台，当磁传感器的X轴与地磁场的水平分量平行时，其输出为极值点，记下此时刻度指针所指向的刻度为“．。继续转动转台，当磁传感器Y轴的输出到达极值点时，表明此时y轴与

6、地磁场的水平分量平行，记下此时刻度指针所指向的第1期一种无需轴对准的磁罗盘正交度测试方法·63·刻度Ot：。则可以求得X轴与Y轴的夹角为Ot。一a：，进而求得X轴与Y轴的正交度。转台均匀转动时，磁传感器的输出为正弦波，其极值点正好对应于上述方法的极值点，所以称之为正弦波极值法。实际的测量过程中只需要记录极值点对应的转台刻度即可，所以无需保持转台速度的均匀性。正弦波极值法只需要一个水平转台即可完成测试，对设备的需求较低。由正弦曲线的数学特性可以知道，极值点处是正弦曲线变化最缓慢的地方，具体到实际测试的时候表现为：极值点位置

7、处由于受噪声的影响，读数误差达0．50，甚至更大，这也是正弦波极值法的缺点。图1正弦波极值法测试磁传感器的正交度原理示意图磁矢量投影法需要一个磁场线圈来产生磁场矢量，其原理示意图如图2所示。图2磁矢量投影法的原理示意图欲测量双轴磁传感器X轴与Y轴的夹角a，则在X轴方向上施加磁场B，测量Y轴的输出，记为K。依据磁矢量的投影定理有Sy’Bcosot=匕(1)式中：B——磁场B由标准装置给定；S，——磁传感器Y轴的灵敏度；K——磁传感器Y轴的输出。由公式(1)可以得到磁矢量传感器的夹角d为d乱眦08i知K(2)磁矢量投影法操作

8、步骤复杂：要求磁矢量传感器放在磁场线圈产生的磁场均匀区内并使传感器的一轴线与X轴磁场方向平行(亦即对准操作)。该操作精密，耗时较长，对设备和操作人员的要求较高。本论文提出一种可自动化的正交度测试方法：测量过程中无需寻找极值点，不需要精密的机械对准操作；整个测量过程中没有装配操作，也没有转台转动操作，完全消除了由于装配