一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘，是由传感器模块、信号调理采集模块、主控制器模块、电源和PC机组成，其中传感器模块设置在前，是由三轴磁阻传感器和加速度传感器组成，传感器模块后面连接信号调理采集模块，信号调理采集模块是由信号调理器、模数转换器和脉宽输出装置组成，信号调理采集模块后连接主控制器模块，主控制器模块是由电源调整装置、微控制器和置位/复位脉冲开关组成，有益效果为：抑制噪音和抗干扰能力强、精度高，实用性高；功耗低、成本低。?（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电子罗盘，特别涉及一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘。
技术介绍
电子罗盘应用于导航、野外定向、深井勘探和气象监测等多个领域，同时电子罗盘具有显著的军事运用潜能，研制高性能的电子罗盘有助于提高我国导航设备的技术水平，促进航空航天及国防事业的发展，在民用领域也具有较高的应用价值。然而目前电子罗盘几乎依靠进口产品，国外的电子罗盘存在着功耗大、成本高的问题，而国内所研制的电子罗盘还处于实验室研究或样机试制阶段，虽然在传感器校正、信号处理、罗差校正、倾角补偿等方面做了很多理论研究与实践，但实用性方面尚有很多不足，还未有产品出现在市面上。研制开发一种稳定性好、精度高，且使用方便、成本低廉、易于大批量生产的电子罗盘对于 满足现阶段的需求和未来这一领域的研究都具有重要的现实意义。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决目前国外现有的三轴电子罗盘存在着功耗大、成本高以及国内现有的三轴电子罗盘抑制噪音和抗干扰能力弱、精度不高，实用性不足的问题而提供的一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘。本技术所述的带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘是由传感器模块、信号调理采集模块、主控制器模块、电源和PC机组成，其中传感器模块设置在前，是由三轴磁阻传感器和加速度传感器组成，三轴磁阻传感器与加速度传感器并列设置，三轴磁阻传感器的型号为HMC1021和H MC1022，加速度传感器的型号为ADXL202E，传感器模块后面连接信号调理采集模块，信号调理采集模块是由信号调理器、模数转换器和脉宽输出装置组成，信号调理器与模数转换器串联，信号调理器、模数转换器与脉宽输出装置并列设置，信号调理器的型号为AD623,模数转换器的型号为AD7714,信号调理器的一端与三轴磁阻传感器连接，脉宽输出装置的一端与加速度传感器相连，信号调理采集模块后连接主控制器模块，主控制器模块是由电源调整装置、微控制器和置位/复位脉冲开关组成，微控制器的型号为VRS51L3074，其中电源调整装置一端与电源连接，电源调整装置的上端与微控制器相连，微控制器的左侧同时与模数转换器和脉宽输出装置连接，微控制器的上端连接置位/复位脉冲开关，微控制器的右侧连接PC机，置位/复位脉冲开关的上端与三轴磁阻传感器连接。本技术的工作原理三轴电子罗盘系统主要由传感器模块、信号调理采集模块以及主控制器模块组成。电子罗盘利用磁阻传感器组成三轴测量系统来感测载体三个轴向的磁场分量，通过倾角传感器来测量重力场来获得占空比信号，然后把这些信号经过信号调理电路的转换后变成微控制器可以处理的数字信号，进入微控制器进行必要的数字滤波、航向、姿态解算、误差补偿校准，通过串口输出可以供用户使用的符合通信协议要求的姿态信息。 本技术的特点在保证动态性能的情况下，在MCU中嵌入误差校正功能从而提高系统的航向精度；软件程序采用C语言编写，程序容易移植，从而使该电子罗盘更容易升级和维护；设置了高性能信号调理采集模块，使三轴磁阻传感器输出的微小信号得到充分的放大，充分抑制了噪声和干扰信号，保证敏感信号的精度；设有置位/复位脉冲开关，极大地提高了三轴磁阻传感器灵敏度，而且也避免大电流脉冲对系统测量精度的影响；消除了电桥偏置，充分发挥模数转换器的分辨率，提高系统精度；设置有姿态与航向的快速求解算法，避免复杂浮点运算，从而大大地提升了系统的实时性；带有倾斜补偿功能，保证了倾斜时航向数据的准确性；将传感器误差和罗差的补偿算法植入微控制器，提高了罗盘精度；具有与HMR3500兼容的通讯协议，支持与NMEA0183标准兼容的命令与数据格式；提供有世界磁场模型，可以自动提供相对于真北(地理北)的磁偏角补偿。本技术的有益效果为抑制噪音和抗干扰能力强、精度高，实用性高；功耗低、成本低。附图说明图I为本技术整体示意图。I、传感器模块 2、信号调理采集模块 3、主控制器模块 4、电源5、PC机 11、三轴磁阻传感器12、加速度传感器 21、信号调理器22、模数转换器 23、脉宽输出装置31、电源调整装置32、微控制器33、置位/复位脉冲开关。具体实施方式请参阅图I所示本技术所述的带倾斜补偿的舰载三轴电子罗盘是由传感器模块I、信号调理采集模块2、主控制器模块3、电源4和PC机5组成，其中传感器模块I设置在前，是由三轴磁阻传感器11和加速度传感器12组成，三轴磁阻传感器11与加速度传感器12并列设置，三轴磁阻传感器11的型号为HMC1021和HMC1022，两个传感器的敏感方向互相垂直。加速度传感器12的型号为ADXL202E，传感器模块I后面连接信号调理采集模块2，信号调理采集模块2是由信号调理器21、模数转换器22和脉宽输出装置23组成，信号调理器21与模数转换器22串联，信号调理器21、模数转换器22与脉宽输出装置23并列设置，信号调理器21的型号为AD623，模数转换器22的型号为AD7714，信号调理器21的一端与三轴磁阻传感器11连接，脉宽输出装置23的一端与加速度传感器12相连，信号调理采集模块2后连接主控制器模块3，主控制器模块3是由电源调整装置31、微控制器32和置位/复位脉冲开关33组成，微控制器32的型号为VRS51L3074，其中电源调整装置31 —端与电源4连接，电源调整装置31的上端与微控制器32相连，微控制器32的左侧同时与模数转换器22和脉宽输出装置23连接，微控制器32的上端连接置位/复位脉冲开关33，微控制器32的右侧连接PC机5，置位/复位脉冲开关33的上端与三轴磁阻传感器11连接。权利要求1.一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘，其特征在于是由传感器模块、信号调理采集模块、主控制器模块、电源和PC机组成，其中传感器模块设置在前，是由三轴磁阻传感器和加速度传感器组成，三轴磁阻传感器与加速度传感器并列设置，传感器模块后面连接信号调理采集模块，信号调理采集模块是由信号调理器、模数转换器和脉宽输出装置组成，信号调理器与模数转换器串联，信号调理器、模数转换器与脉宽输出装置并列设置，信号调理器的一端与三轴磁阻传感器连接，脉宽输出装置的一端与加速度传感器相连，信号调理采集模块后连接主控制器模块，主控制器模块是由电源调整装置、微控制器和置位/复位脉冲开关组成，其中电源调整装置一端与电源连接，电源调整装置的上端与微控制器相连，微控制器的左侧同时与模数转换器和脉宽输出装置连接，微控制器的上端连接置位/复位脉冲开关，微控制器的右侧连接PC机，置位/复位脉冲开关的上端与三轴磁阻传感器连接。2.根据权利要求I所述的一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘，其特征在于所述的三轴磁阻传感器的型号为HMC1021和HMC1022。3.根据权利要求I所述的一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘，其特征在于所述的加速度传感器的型号为ADXL202E。4.据权利要求I所述的一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘，其特征在于所述的信号调理器的型号为AD623。5.根据权利要求I所述的一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘，其特征在于所述的模数转换器的型号为AD7714。6.根据权利要求I所述的一种带倾斜补偿和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带倾斜补偿和自动罗差校正的高精度三轴电子罗盘，其特征在于：是由传感器模块、信号调理采集模块、主控制器模块、电源和PC机组成，其中传感器模块设置在前，是由三轴磁阻传感器和加速度传感器组成，三轴磁阻传感器与加速度传感器并列设置，传感器模块后面连接信号调理采集模块，信号调理采集模块是由信号调理器、模数转换器和脉宽输出装置组成，信号调理器与模数转换器串联，信号调理器、模数转换器与脉宽输出装置并列设置，信号调理器的一端与三轴磁阻传感器连接，脉宽输出装置的一端与加速度传感器相连，信号调理采集模块后连接主控制器模块，主控制器模块是由电源调整装置、微控制器和置位/复位脉冲开关组成，其中电源调整装置一端与电源连接，电源调整装置的上端与微控制器相连，微控制器的左侧同时与模数转换器和脉宽输出装置连接，微控制器的上端连接置位/复位脉冲开关，微控制器的右侧连接PC机，置位/复位脉冲开关的上端与三轴磁阻传感器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杨，吴尽，张文福，
申请(专利权)人：赵杨，吴尽，张文福，
类型：实用新型
国别省市：