電子羅盤的工作原理及校準(zhǔn) 電子羅盤,電子指南針,android

1、roidST集成傳感器方案實(shí)現(xiàn)電子羅盤功能電子羅盤是一種重要的導(dǎo)航工具，能實(shí)時(shí)提供移動(dòng)物體的航向和姿態(tài)。隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和手機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展，集成了越來越多傳感器的智能手機(jī)變得功能強(qiáng)大，很多手機(jī)上都實(shí)現(xiàn)了電子羅盤的功能。而基于電子羅盤的應(yīng)用（如roid的Skymap）在各個(gè)軟件平臺(tái)上也流行起來。要實(shí)現(xiàn)電子羅盤功能，需要一個(gè)檢測(cè)磁場(chǎng)的三軸磁力傳感器和一個(gè)三軸加速度傳感器。隨著微機(jī)械工藝的成熟，意法半導(dǎo)體推出將三軸磁力計(jì)和三軸加速計(jì)集成

2、在一個(gè)封裝里的二合一傳感器模塊LSM303DLH，方便用戶在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出成本低、性能高的電子羅盤。本文以LSM303DLH為例討論該器件的工作原理、技術(shù)參數(shù)和電子羅盤的實(shí)現(xiàn)方法。1.地磁場(chǎng)和航向角的背景知識(shí)如圖1所示，地球的磁場(chǎng)象一個(gè)條形磁體一樣由磁南極指向磁北極。在磁極點(diǎn)處磁場(chǎng)和當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪?，在赤道磁?chǎng)和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫校栽诒卑肭虼艌?chǎng)方向傾斜指向地面。用來衡量磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的單位是Tesla或者Gauss（1Tesla=10

3、000Gauss）。隨著地理位置的不同，通常地磁場(chǎng)的強(qiáng)度是0.40.6Gauss。需要注意的是，磁北極和地理上的北極并不重合，通常他們之間有11度左右的夾角。圖1地磁場(chǎng)分布圖地磁場(chǎng)是一個(gè)矢量，對(duì)于一個(gè)固定的地點(diǎn)來說，這個(gè)矢量可以被分解為兩個(gè)與當(dāng)?shù)厮矫嫫叫械姆至亢鸵粋€(gè)與當(dāng)?shù)厮矫娲怪钡姆至俊Ｈ绻３蛛娮恿_盤和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫?，那么羅盤中磁力計(jì)的三個(gè)軸就和這三個(gè)分量對(duì)應(yīng)起來，如圖2所示。圖445角排列的導(dǎo)線當(dāng)有外界磁場(chǎng)Ha時(shí)，AMR上主磁

4、域方向就會(huì)發(fā)生變化而不再是初始的方向了，那么磁場(chǎng)方向和電流的夾角θ也會(huì)發(fā)生變化，如圖5所示。對(duì)于AMR材料來說，θ角的變化會(huì)引起AMR自身阻值的變化，并且呈線性關(guān)系，如圖6所示。圖5磁場(chǎng)方向和電流方向的夾角圖6θR特性曲線ST利用惠斯通電橋檢測(cè)AMR阻值的變化，如圖7所示。R1R2R3R4是初始狀態(tài)相同的AMR電阻，但是R1R2和R3R4具有相反的磁化特性。當(dāng)檢測(cè)到外界磁場(chǎng)的時(shí)候，R1R2阻值增加R而R3R4減少?R。這樣在沒有外界磁場(chǎng)