基于隧道磁阻传感器的三维电子罗盘设计.pdf

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1、第28卷第6期传感技术学报V01．28No．6CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJune20152015年6月DesignofaThree-DimensionalElectronicCompassBasedonTunnelingMagnetoResistanceSensorWANGQi一，LIMengwei’，WANGZengyue，JIANGXiaoyong，LIXiguang，(1．ScienceandTechnologyonElectronicTestandMeasurementLaboratory，NorthUni

2、versityofChina，Taiyuan030051，China；2．CenterforMicrosystemlntergration，MinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：ExistingelectroniccompassisvulnerabletobedistractedbytheMagneticFieldinexternalenvironment，whichleadstolowaccuracy．Tosolvethisproblem，athree

3、-dimensionalelectroniccompassisdesignedbasedonTunnelingMagnetoResistancesensorandaprototypeismade．Theerrorcharacteristicsofcompassinarealenvi-ronmentisstudied，andellipsehypothesisarecarriedouttocompensatetheazimutherrorafterellipsoid—fittingeor-rection．Throughexperimentaltests，thec

4、ompensationeffectoftheellipsehypothesismethod，whichcompensatedaz—imuthaccuracyofupto0．85。andeffectivelyreducing94．81％oftheazimutherror．ExperimentalresultsshowthatapplyingTMRsensortoelectroniccompassisfeasible．Keywords：electroniccompass；TMRsensor；compensationofmagneticdeviation；elli

5、psefittingEEACC：7310Ldoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2015．06．020基于隧道磁阻传感器的三维电子罗盘设计术王琪，李孟委，王增跃，蒋孝勇，李锡广(1．中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原030051；2．中北大学微系统集成研究中心，太原030051)摘要：针对现有电子罗盘在地磁场检测时易受到外界磁场干扰而导致测量精度不高的问题，设计了基于隧道磁阻传感器(TMR)的三维电子罗盘并完成样机制作。研究了实际环境中电子罗盘的误差特性，经椭球拟合校正后，采用基于椭圆假设的椭圆拟合方法对误差进行补偿，补偿后其方位角

6、精度可达0．85。，有效降低94．81％的方位角误差。实验结果验证了TMR传感器在电子罗盘应用的可行性。关键词：电子罗盘；隧道磁阻传感器；罗差补偿；椭圆拟合中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2015)06-0895-05电子罗盘通过采集地磁场强度信号实现方位角汤玉林J，杭州电子科技大学的林乾浩制作的基于检测，由于其成本低、灵活性好、无累积误差等特点，GMR的三维电子罗盘精度为1。。但其信号强度较弱、可用于校正陀螺的累积误差，为传统自主导航系统提信噪比低决定了基于GMR传感器的电子罗盘的精度供稳定精确的航向角，广泛应用于定向导航

7、领域，如提升空间不大。隧道磁阻传感器(TMR)较之AMR和陀螺寻北仪的粗寻北¨J、捷联惯导初始对准等。GMR传感器，有良好的温度稳定性，较高的灵敏度，更目前，国外已成功将电子罗盘用于车载导航等领宽的线性范围，更低的功耗，因此本文拟基于TMR传域，而国内很多单位正在开展对电子罗盘的相关研究，感器开发出较高精度的电子罗盘。并且取得不错的成果。其中对各向异性磁阻传感器1TMR传感器的方位角测试原理(AMR)的电子罗盘研究较多，郑州大学刘武发和南京航空航天大学杨新勇设计的基于AMR传感器的隧道磁电阻效应(TunnelingMagnetoResistance，三维电子

8、罗盘航向精度分别为0．6。和0．8。，但AMR传TM