基于零磁装置的磁通门传感器的新型标定方法

发布时间：2023-04-20 04:45

　　三轴磁通门传感器被广泛应用于空间探测、定位导航、地质勘探等领域,作为高精度的矢量磁传感器,其测量精度将直接决定所得磁场数据的准确性。但受到机械加工精度与电子电路自身特性的限制,三轴磁通门传感器在测量时存在着三种自身误差:零偏误差、比例系数误差以及非正交误差。这三种误差会使得磁通门传感器示数偏离环境真实的磁场值。因此,在实际测量前需要对各误差参数进行标定。传统标量校正法尽管应用广泛,但仍存有诸多问题。如磁噪声较大的背景磁场环境、无磁转台自身的磁干扰、转台使用对磁环境高均匀性的要求以及低实验效率等。这些问题都限制了标定精度的进一步提升。本文针对上述问题,并结合零磁装置,提出一种基于零磁装置的磁通门传感器无姿态调整的新型标定方法(简称新型标定方法)。该方法以零磁装置内部的低磁场噪声环境作为整个标定过程的背景磁场环境。优先在零磁装置内部标定三轴均匀场线圈的误差参数,随后借助零磁装置与已标定的三轴线圈构成可控标准磁源,产生一定数量不同方向的空间矢量磁场来标定三轴磁通门传感器。本文将新型标定方法分为“基于零磁装置的三轴线圈标定”与“基于可控标准磁源的三轴磁通门标定”两个步骤。针对“基于零磁装置的三...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 磁通门标定方法的研究现状
        1.2.2 磁通门标定环境的研究现状
        1.2.3 磁通门研究现状的总结
    1.3 本文主要研究内容
第2章 新型标定方法的提出与建模
    2.1 引言
    2.2 新型标定方法的提出及分析
    2.3 三轴线圈标定的研究
        2.3.1 标定方法的分析与模型优化
        2.3.2 优化模型的误差分析
    2.4 三轴磁通门传感器的误差分析与建模
    2.5 新型标定方法的具体标定流程
    2.6 本章小结
第3章 新型标定方法的特有问题分析
    3.1 引言
    3.2 耦合问题分析及抑制方法的研究
        3.2.1 问题分析
        3.2.2 磁场耦合抑制方法——约束d/l值法
        3.2.3 磁场耦合抑制方法——无矩化法
    3.3 矢、标量传感器位置偏差对标定结果影响的分析
        3.3.1 问题分析
        3.3.2 三轴线圈内部磁场的解析与结果分析
    3.4 本章小结
第4章 新型标定方法的仿真及结果分析
    4.1 引言
    4.2 仿真分析中的磁场噪声赋值依据
    4.3 仿真分析中的拟合算法
    4.4 三轴线圈标定的仿真及结果分析
        4.4.1 最优标定结果对应的输入电流
        4.4.2 三轴线圈标定总结
    4.5 基于可控标准磁源的三轴磁通门标定的仿真及结果分析
        4.5.1 最优标定结果对应的输入电流
        4.5.2 基于可控标准磁源的三轴磁通门标定总结
    4.6 新型标定方法与传统标量校正法的对比
        4.6.1 仿真条件对比
        4.6.2 仿真结果对比
        4.6.3 新型标定方法的优势与不足
    4.7 本章小结
第5章 新型标定方法的实验验证与分析
    5.1 引言
    5.2 实验平台搭建
        5.2.1 实验系统组成
        5.2.2 输入电流矢量的设置
        5.2.3 其他实验要求
    5.3 新型标定方法的实验验证
        5.3.1 三轴线圈误差参数的标定
        5.3.2 基于可控标准磁源的三轴磁通门误差参数的标定
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3794916