[实用新型]一种三维电子磁罗盘

说明书

技术领域

本实用新型属于方位角测量的传感器技术领域，涉及一种三维电子磁罗盘。

背景技术

电子磁罗盘能够测量载体轴线相对于地球的磁北极之间夹角，即方位角。在矿山探测、煤田开采、油田测井、轮船导航、飞行器导航等领域具有广泛的应用。

传统的磁罗盘存在或者体积大、成本高，或者存在没有倾斜角补偿或者补偿不理想，在大的俯仰角下(例如俯仰角大于60度以上)，方位角测量不准确等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种三维电子磁罗盘，能够在三维空间内—俯仰角在±90度之间，任意横滚角下都够能准确测量出载体方位角。

本实用新型所采用的技术方案是，一种三维电子磁罗盘，其结构包括在X、Y、Z三个方向正交布置的三轴磁阻传感器、恒流源电路、置位/复位电路、X、Y、Z三个方向正交布置的三轴加速度计、核心CPU、RS485接口电路。

本实用新型的特点还在于，

所述的三轴磁阻传感器、三轴加速度计和置位/复位电路分别与核心CPU连接。

所述的恒流源电路与三轴磁阻传感器连接。

所述的恒流源电路的MV+、MV-端口，与三轴磁阻传感器的MV+、MV-端口连接。

所述的RS485接口电路与核心CPU中的Uart口连接。

所述的轴磁阻传感器的输出端与CPU的采集端口连接。

所述的三轴磁阻传感器的S/R+、S/R-端口依次串联连接，且S/R端口与置位/复位电路的输出端口连接。

所述的磁阻传感器的电路，采用HMC1001和HMC1002芯片。

所述的核心CPU采用ADI公司的ADuCM360芯片。

本实用新型的有益效果是，选用三轴磁阻传感器作为磁场强度敏感元件，选用三轴加速度传感器敏感平面内的倾斜角度，选用ADI公司的ADuCM360芯片作为核心处理CPU(该芯片基于Cortex-M3的ARM核，集成有可编程差分放大器、24位ADC、等资源)，通过ADC通道实时采集三轴磁场强度、三轴加速度信号，分别对其进行非正交性补偿，然后利用公式计算出俯仰角、横滚角、方位角，最终通过RS485接口芯片输出角度数据。

附图说明

图1为本实用新型三维电子磁罗盘的功能模块框图；

图2为本实用新型的三轴磁阻传感器电路结构图；

图3为本实用新型的置位/复位电路结构图；

图4为本实用新型的恒流源电路结构图；

图5为本实用新型的RS485接口电路结构图；

图6为本实用新型的核心CPU的电路图；

图7为本实用新型的三轴加速度计的电路图。

图中，1.恒流源电路，2.三轴磁阻传感器，3.置位/复位电路，4.三轴加速度计，5.核心CPU，6.RS485接口电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种三维电子磁罗盘，如图1所示，其结构包括在X、Y、Z三个方向正交布置的三轴磁阻传感器2、恒流源电路、置位/复位电路、X、Y、Z三个方向正交布置的三轴加速度计4、核心CPU5、RS485接口电路6。

所述的三轴磁阻传感器2、三轴加速度计4和置位/复位电路3分别与核心CPU5连接。

所述的恒流源电路1与三轴磁阻传感器2连接，

所述的置位/复位电路3还与核心CPU5连接；

所述的RS485接口电路6与核心CPU5连接；

所述的轴磁阻传感器2的输出端与CPU5的采集端口连接；

所述的三轴磁阻传感器的S/R+、S/R-端口依次串联连接，且S/R端口与置位/复位电路6的输出端口连接；

恒流源电路4的MV+、MV-端口，与三轴磁阻传感器的MV+、MV-端口连接；

恒流源电路负责给磁阻传感器提供稳定的恒流激励，以保证磁阻传感器有稳定、可靠的信号输出；

图2所示的磁阻传感器的电路结构，采用HMC1001和HMC1002芯片，HMC1001是Z轴磁阻传感器，HMC1002用于X、Y两轴磁阻传感器，共组成X、Y、Z三轴磁阻传感器。磁阻传感器在物理结构上组成X、Y、Z正交的三轴磁传感器，敏感测量环境的磁场在三个轴向上的磁场分量，以模拟电压形式送到CPU的采集端口；