基于磁阻传感器和加速度计的电子罗盘设计

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1、应用奇葩ExampleofApplication基于磁阻传感器和加速度计的电子罗盘设计杨红红，程慧娟(泰州机电高等职业技术学校电子信息工程系，江苏泰州215300)摘要：介绍了三轴磁阻传感器MMC3120MQ的技术特点，并利用此传感器、三轴加速度传感器ADXL335和微控制器MSP430F2618设计了一种具有倾斜补偿功能的手持式电子罗盘。详细分析了磁阻传感器的误差模型，并给出了基于最小二乘椭球拟合的误差补偿算法。在无磁测试转台上进行了测试，试验结果验证了该电子罗盘能够达到较高的精度，水平放置时航向角绝对误差最大值为1.2°左右，可广泛应用于民用导航领域。关

2、键词：电子罗盘；磁阻传感器；加速度传感器；倾角补偿中图分类号：V241.611文献标识码：B文章编号：1674-7720(2011)15-0093-03DesignofanelectroniccompassbasedonmagnetoresistancesensorandaccelerometerYangHonghong，ChengHuijuan(ElectronicsandInformationEngineeringDepartment，TaizhouHigherVocationalSchoolMechanical&ElectricalTechnology

3、，Taizhou215300，China)Abstract：Thetechnicalfeaturesof3-axismagnetoresistancesensorMMC3120MQareintroduced.BasedonMMC3120MQ，3-axisaccelerometerADXL335andMCUMSP430F2618，anelectroniccompasswithtiltcompensationisdeveloped.Theanalysisabouttheerrorsofmagnetoresistancesensorisprovidedandthe

4、compensationmethodisalsopresentedbasedonleastsquareellipsoidfitting.Atlast，thepracticaltestingisperformedwithelectroniccompassonnonmagnetictestturntable，andtheresultshaveprovedtheelectroniccompasscanreachtothehighaccuracy，andmaximumofabsoluteerrorsofyawangleisabout1.2°whenleveled.S

5、otheelectroniccompasscanmeettherequirementofcivilnavigationfieldwidely.Keywords：electroniccompass；magnetoresistancesensor；accelerometer；tiltcompensation电子罗盘是一种重要的导航定位工具，通过磁敏传1电子罗盘工作原理感器测量地球磁场，能够实时提供运动物体的航向和姿地球的磁场强度为0.5~0.6G，无论何地，磁场的水态。磁敏传感器是传感器技术的一个重要组成部分，近平分量永远指向磁北，这是所有磁罗盘的制作基础。三年

6、来，随着磁性薄膜的各向异性磁阻效应和铁磁/非磁维电子罗盘能实时提供活动物体的航向角、俯仰角和横金属多层结构薄膜的巨磁电阻在国外引起了基础理论滚角，通过这三个角度可确定物体的姿态参数，实际上研究和应用方面的高度重视，薄膜磁阻传感器迅速成为就是确定了载体坐标系与地理坐标系之间的方位关系，磁性传感器技术中最活跃的一个分支。磁阻传感器具有如图1所示。三维电子罗盘可以在任意姿态进行地磁场体积小、功耗低、易于安装，且温度特性好、实时性和抗分量的测量，得到罗盘表面三个方向的磁场强度为Mb、x干扰能力强、误差不随时间积累等特点，使基于磁阻传Mb、Mb。然后根据三轴加速度传感

7、器测得重力加速度在yz感器的电子罗盘越来越受到人们的重视[1]。随着当前通罗盘表面三个方向的重力加速度分量为Gx、Gy、Gz，根信技术、汽车电子、太阳能发电架跟踪器和智能手机的据公式γ=tan-1Gx-1Gy求得俯仰角，θ=tan快速发展，三维电子罗盘作为航向、俯仰和翻转等参数Gz-Gxsinγ+Gzcosγ[2]。在三维空间内，当载体机体坐标系的XY的测量而得到大量的使用。θ，横滚角γ《微型机与应用》2011年第30卷第15期欢迎网上投稿www.pcachina.com93应用奇葩ExampleofApplication平面不在水平面内，即载体存在横滚角γ

8、和θ俯仰角时非常方便，并且芯片内部已经集成复位/置位