[实用新型]磁通门罗盘

说明书

本实用新型涉及导航领域，具体地说是一种导航用磁通门罗盘。

有缆和无缆水下机器人、水下自走与爬行工具车等机器大多在水下几百米乃至数千米的海洋中工作，其自身携带的导航系统是寻找目标并保证自身安全的关键，由于无线电波在混浊、含盐的海水中传播衰减非常快，因而不能满足水下机器人等设备的导航要求，而航向陀螺易产生漂移、磨损，同时还有体积、重量、电源等问题，在水下机器人上应用不太方便，有些场合甚至无法使用。

本实用新型的目的是提供一种应用范围广、导航灵活度高、可靠性好的磁通门罗盘。

本实用新型的技术方案是：包括检测头和信号处理两部分，其特征在于：其中所述信号处理部分由滤波器、解调器、电平变换器、波形变换器、分频器、振荡器及计算机组成，所述振荡器输出信号通过分频器分别接至两个波形变换器A、B，所述其中一个波形变换器A的输出与检测头输入端相连，另一个波形变换器B输出信号分别送至两个解调器，检测头的两个测量绕组分别经过滤波器接至解调器的另一个输入端，解调器的输出端分别经过两个电平变换器至计算机；

所述检测头具有两组在空间上相互垂直的、带有磁芯的绕组，其中激励绕组缠绕在空间上相互垂直的两根磁芯上，其端头a、b与波形变换器A的输出端连接，测量绕组分别缠绕在各自的磁芯上，作为水平或垂直分量的输出c、d或e、f端分别接两个滤波器的第三运算放大器的输入端；所述波形变换器A、B结构相同，包括第一、二运算放大器，其中：来自分频器的信号经第一电阻R₁接至第一运算放大器的同相端，所述第一运算放大器的输出端分二路：一路经第二电阻、第三电阻至第二运算放大器的输出端，第二路经第四、五电阻接地，第二、三电阻节点处与第一、二运算放大器的异相端连在一起，第四、五电阻的节点处与第二运算放大器的同相端相连，其第二运算放大器的输出端通过第六电阻至第一运算放大器的同相端，所述第一电阻与第一运算放大器同相端的节点V₀为所述波形变换器的输出端；所述滤波器的反馈电路是在常规第三、四运算放大器之间依次接入第七电阻、第五运算放大器和第八电阻，其中第五运算放大器异相端接第八电阻，其同相端接地，其输出端接第七电阻，第一电容跨接在第五运算放大器输出端和异相端之间，第三运算放大器的异相端为输入端，第四运算放大器的输出端接调解器的一个输入端；所述解调器第六运算放大器同相端通过第九、十电阻接相敏解调器输出端，并经第二电容接地，其异相端与其输出端连接，并经第十一电阻连至第九、十电阻的节点上，相敏解调器的一个输入端信号来自滤波器输出端，其另一个输入端与波形变换器B的输出端相连，所述第六运算放大器输出端与电平变换器输入端相连；所述计算机采用80C552单片机。

本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型采用的检测头具有两组空间上相互垂直的带有磁芯的线圈，可在地球表面的任意一点将磁场的强度分解为水平和垂直两个分量。

2.本实用新型采用波形变换器输出的正弦波电压，为检测头的激励绕组提供一个频率和幅值均稳定的正弦波激励电压，其波形圆滑、纯正，从而使本实用新型所测量的角度精度高。

3.由于在本实用新型的滤波器中采用第三运算放大器作为负反馈，解调器加入了以第五运算放大器组成的有源低通滤波器，使本实用新型具有稳定性好、高增益、高Q值，而且中心频率可调，还具有输入阻抗高、输出阻抗低、稳定性好、电路易于前后连接之特点。

4.应用范围广。由于本实用新型体积小、重量轻、起动快、精度高、可靠性好等特点，除了可应用在陆地的各种载体上之外，还广泛地应用在飞行体、舰船和潜水设备的导航与控制上。

附图说明：

图1为本实用新型框图。

图2为图1中检测头原理图。

图3为图1中波形变换器原理图。

图4为图1中滤波器原理图。

图5为图1中解调器原理图。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。