針對(duì)目前雙軸磁傳感器的標(biāo)定方法在測(cè)量滾轉(zhuǎn)角時(shí)存在測(cè)量誤差散布較大問(wèn)題,提出了基于橢圓擬合的雙軸磁傳感器標(biāo)定方法。該方法利用雙軸磁傳感器的輸出具有橢圓性的特點(diǎn),通過(guò)在固定點(diǎn)測(cè)量多組磁傳感器輸出數(shù)據(jù),采用最小二乘法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行橢圓擬合,求出其誤差標(biāo)定參數(shù),對(duì)磁傳感器進(jìn)行補(bǔ)償標(biāo)定。測(cè)試結(jié)果表明,基于橢圓擬合的雙軸磁傳感器標(biāo)定方法能有效降低磁傳感器測(cè)量誤差散布。 

【文章來(lái)源】：探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2020,42(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

傳統(tǒng)磁傳感器標(biāo)定方法

零位誤差標(biāo)定:對(duì)實(shí)驗(yàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)取若干整周期數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)分析,y軸輸出的均值即為y軸零偏Ey,z軸輸出的均值即為z軸零偏Ez。靈敏度誤差標(biāo)定:由于磁傳感器兩個(gè)敏感軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),故其敏感到的磁場(chǎng)最大值應(yīng)該等于Mxz,則根據(jù)上面得到的零偏可得到其兩軸靈敏度為之比。同理,將轉(zhuǎn)臺(tái)分別置為方位0°、俯仰0°和方位-90°、俯仰0°狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)定,取三次標(biāo)定結(jié)果的均值作為最終的標(biāo)定結(jié)果。磁傳感器標(biāo)定示意圖如圖2所示。傳統(tǒng)的磁傳感器標(biāo)定方法僅針對(duì)磁傳感器的安裝誤差、靈敏度誤差和零偏誤差中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)進(jìn)行器件手冊(cè)上的標(biāo)稱補(bǔ)償,然后根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)取均值,從而對(duì)磁傳感器的非正交誤差、靈敏度誤差及零位誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

在均勻磁場(chǎng)下,如果將理想正交雙軸磁傳感器在兩軸所在平面旋轉(zhuǎn)一圈,則兩軸的輸出會(huì)形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的橢圓(其兩軸靈敏度不等)。但是由于磁傳感器的非正交誤差、靈敏度誤差和零位誤差,以及周圍磁場(chǎng)的干擾的存在,實(shí)際的輸出會(huì)接近于橢圓而非標(biāo)準(zhǔn)橢圓。本文以此為基礎(chǔ),利用雙軸磁傳感器的輸出具有橢圓效應(yīng)這一特點(diǎn),提出了一種基于橢圓擬合的雙軸磁傳感器標(biāo)定方法,具體見(jiàn)圖3。由于橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程已知,如將理想雙軸磁傳感器繞其兩軸所在平面旋轉(zhuǎn),兩軸輸出為形成標(biāo)準(zhǔn)橢圓,通過(guò)若干輸出數(shù)據(jù),即可計(jì)算出橢圓的參數(shù),進(jìn)而可以計(jì)算出其標(biāo)稱零偏與靈敏度。而存在誤差的雙軸磁傳感器實(shí)際輸出接近于橢圓而非標(biāo)準(zhǔn)橢圓,因此,同樣的方法得到其測(cè)量輸出后,可采用最小二乘法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)與橢圓中心的距離的平方和最小的原則進(jìn)行擬合,進(jìn)而形成標(biāo)準(zhǔn)橢圓,通過(guò)擬合后的數(shù)據(jù)解算出橢圓擬合參數(shù),通過(guò)橢圓與雙軸磁傳感器的誤差參數(shù)方程求解除其靈敏度誤差、零偏誤差以及非正交誤差,代入理想雙軸磁傳感器與存在測(cè)量誤差的磁傳感器的關(guān)系方程中,得到理想磁傳感器的輸出,實(shí)現(xiàn)利用橢圓擬合對(duì)雙軸磁傳感器的標(biāo)定。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3373244