电子指南针工作原理与总体方案

Question

如题所述

Answer 1

电子指南针的工作原理基于磁场传感器和信号处理单元的协同作用。它主要由Z1和Z4的翻转线圈，以及Z2和Z3的补偿线圈构成，以确保在不同环境温度下的精度。两个正交的磁场传感器，分别对应X轴和Y轴，利用磁阻(MR)技术，通过改变电磁物质在磁场中的电阻系数，来检测外部磁场变化。

当在翻转线圈上加载电信号后，变化的磁场会导致磁阻变化(ΔR)，进而转化为差动电压输出。通过监测这些电压变化，可以推算出磁场的强度，进而计算出两轴的信号，用于确定偏转角度。整个系统由四个关键部分组成：传感器单元，负责磁场信号的接收；信号调整单元(SCU)，对传感器输出进行比例放大并校准；方向确定单元(DDU)，对处理后的信号进行进一步放大和角度计算；以及显示单元，负责将最终的偏转角度输出给用户。

图2中的磁场传感器KMZ52负责将地磁场信号转换为电信号，而SCU是保证系统精度的核心，它处理并调整信号，消除偏移。DDU负责放大信号并计算偏转角度，使用公式α=arctan(hey/hex)。通过抗干扰技术，系统可以准确地确定磁场的偏转角度，最终由显示单元呈现给用户。