电子罗盘
磁罗盘与电子罗盘的比较分析
磁罗盘与电子罗盘的比较分析磁罗盘和电子罗盘都是常见的导航工具，用于测量方向和确定位置。
虽然它们的目的是相同的，但它们的工作原理和特点存在一些差异。
本文将对磁罗盘和电子罗盘进行比较分析，以便更好地了解它们各自的优点和适用情况。
1. 工作原理磁罗盘利用地球磁场来确定方向。
它包含一个自由旋转的磁针，通过指向地球的磁北极，使用户可以确定北方和其他方位。
磁罗盘的指针通常指向磁北而不是真北。
电子罗盘则使用电子传感器来测量地球的磁场以及设备的旋转角度，从而确定方向。
它基于内置的加速度计和陀螺仪来计算方位，可以提供更准确的定位信息。
2. 精度在精度方面，电子罗盘通常比磁罗盘更准确。
这是因为电子罗盘可以消除磁场干扰，提供更精确的指南针读数。
磁罗盘受到磁性物体和电器设备等外部干扰的影响较大，因此其读数可能不够准确。
3. 使用环境磁罗盘在户外活动中非常适用，尤其在探险和野外生存情况下。
它不需要电池供电，可靠且稳定，无需担心电力问题。
然而，在高纬度地区，磁罗盘的使用可能会受到地磁偏移的影响。
电子罗盘适用于多种环境和应用场景。
它具有更多功能和选项，例如显示地图、测量距离和记录轨迹等。
电子罗盘需要电池供电，因此需要确保电量充足。
此外，电子罗盘在极地和高海拔环境中可能受到磁场干扰，而且对湿度和温度也比较敏感。
4. 使用便捷性磁罗盘相对简单且易于使用。
只需将其水平放置，指针会指向磁北，提供方向信息。
磁罗盘不需要复杂的设置或校准过程。
电子罗盘具有更多的功能和设置选项，但可能需要花费一些时间来了解和掌握。
电子罗盘通常需要进行校准，以确保准确的方向读数。
此外，电子罗盘的电池寿命也需要考虑，需要及时更换电池以保持正常使用。
5. 可靠性磁罗盘的可靠性较高，不受电池电量影响。
即使在恶劣的环境条件下，如极端低温或潮湿环境，磁罗盘仍然能够提供基本的方向信息。
它是一种非常重要的备用导航工具。
电子罗盘的可靠性取决于其电池寿命和环境适应性。
如果电池电量耗尽，电子罗盘将无法正常工作。
电子罗盘使用方法
电子罗盘使用方法
电子罗盘是一种利用电子技术来测量方向的仪器，它在航海、
航空、野外探险等领域都有广泛的应用。
下面我们将介绍电子罗盘
的使用方法，希望能帮助大家更好地使用这一便捷的工具。
首先，使用电子罗盘前需要确保它处于正常工作状态。
在使用前，我们应该检查电子罗盘的电池是否有电，以及仪器是否受到了
磁场干扰。
通常情况下，电子罗盘会有自检功能，可以通过按下特
定的按钮或操作来进行自检，确保仪器正常工作。
接下来，我们需要了解如何正确地使用电子罗盘来测量方向。
在使用电子罗盘时，我们应该尽量远离有磁场干扰的物体，以免影
响测量结果。
在测量时，我们应该将电子罗盘水平放置，并等待一
段时间，直到仪器稳定下来，然后才进行测量。
在测量过程中，应
该尽量保持仪器稳定，避免出现晃动或震动，以确保测量结果的准
确性。
此外，电子罗盘在使用过程中还需要注意一些注意事项。
首先，我们需要注意保护电子罗盘，避免碰撞或摔落，以免损坏仪器。
其次，在使用过程中，应该避免将电子罗盘暴露在强磁场或电磁干扰
的环境中，以免影响测量结果。
最后，在使用完毕后，应该及时将电子罗盘存放在干燥通风的环境中，避免长时间存放在潮湿或高温的环境中，以免影响仪器的使用寿命。
总的来说，电子罗盘是一种非常实用的测量工具，通过正确的使用方法，可以为我们的工作和生活带来很大的便利。
希望大家在使用电子罗盘时，能够按照上述方法进行操作，确保测量结果的准确性，同时也要注意保护好仪器，延长其使用寿命。
祝大家使用愉快！。
电子罗盘使用方法
电子罗盘使用方法电子罗盘是一种用于确定方向的仪器，它利用地球的磁场来指示北方。
它可以在户外活动、航海、旅行和探险中起到重要作用。
电子罗盘不仅仅是一个指南针，它还具有许多其他功能，使其成为户外爱好者的理想工具。
在本文中，我们将探讨电子罗盘的使用方法，以便您能够充分利用它的功能。
首先，要正确使用电子罗盘，您需要了解一些基本的知识。
电子罗盘由一个指针和一个刻度盘组成。
指针指向地球的磁北极，而刻度盘上的刻度用于测量方位角。
基本的方位包括北、东、南和西，每个方位占据90度。
例如，当指针指向刻度盘上的0度时，表示北方；当指针指向90度时，表示东方；当指针指向180度时，表示南方；当指针指向270度时，表示西方。
接下来，我们来看一下如何使用电子罗盘确定方向。
首先，您需要将电子罗盘保持平稳，避免受到磁场干扰。
然后，您需要校准电子罗盘，确保它对准地球的磁场。
校准的方法可以在电子罗盘的说明书中找到，不同型号可能存在差异。
一般来说，校准电子罗盘需要您将罗盘保持水平，并按照说明书的指示进行操作。
完成校准后，您可以开始使用电子罗盘定位方向。
要使用电子罗盘导航，您需要先选择一个目标方向。
假设您想要朝北方行进，您需要将指针对准刻度盘上的0度。
然后，慢慢转动自己的身体，直到指针指向地球的磁北极，同时保持刻度盘固定不动。
当指针指向地球的磁北极时，您就知道朝向北方了。
同样的方法适用于其他方位。
通过将指针对准刻度盘上的相应角度，您可以确定您想要前往的方向。
除了基本的定位功能，一些电子罗盘还具有其他实用的功能。
例如，一些电子罗盘配备了倾斜计功能，可以告诉您当前所处的斜坡角度。
这对于登山和徒步旅行来说非常有用，可以帮助您调整步伐和保持平衡。
另外，一些电子罗盘还具有测量高度的功能，可以帮助您确定当前位置的海拔。
此外，一些电子罗盘还可以记录您的行程和保存路径。
通过内置的GPS功能，您可以轻松追踪您的行程，并将其保存在罗盘中。
这对于定向比赛和长途跋涉的旅行者来说非常有用，可以提供准确的导航和回溯功能。
电子罗盘使用方法
电子罗盘使用方法第一篇：电子罗盘使用方法电子罗盘是一种经典的导航工具，可以在航海、徒步旅行、探险等领域使用。
使用电子罗盘需要掌握一些基本的技巧和步骤，下面来介绍一下电子罗盘的使用方法。
1. 确定方向和目标使用电子罗盘需要明确目标和方向，比如确定北方的方向或者指定前方50米的目标。
这些信息对于测量和校准有重要的作用。
2. 打开电子罗盘将电子罗盘打开，按照说明书上的指示操作。
通常需要插入电池并按下开关。
等待几秒钟，电子罗盘会自检并显示当前位置附近的地理信息。
3. 校准电子罗盘校准电子罗盘是使用电子罗盘的重要步骤。
在使用前，要将电子罗盘校准，以保证测量结果的准确性。
校准时需要将电子罗盘平放，按照说明书上的指示旋转电子罗盘，直到显示准确。
校准时需要注意场地周围没有磁性物品干扰，避免影响测量结果。
4. 确定目标方向使用电子罗盘时，需要确定目标方向。
通常可以将电子罗盘校准后，放置于手掌中，对准方向并旋转罗盘，显示出当前的方向角度。
根据方向角度调整目标方向。
5. 测量距离使用电子罗盘时，还需要测量目标距离。
通常测量距离需要使用计步器或记录测量时间。
根据测量距离和电子罗盘显示的方向角度，调整目标方向和距离，到达指定目标。
总之，使用电子罗盘需要掌握一些基本的步骤和技巧，正确使用可以提高导航的准确性和效率。
在使用过程中，还需要关注周围环境和实际情况，灵活调整策略和方案。
第二篇：电子罗盘使用注意事项电子罗盘是一种经典的导航工具，能够在航海、徒步旅行、探险等领域使用。
在使用电子罗盘时，需要注意一些技巧和步骤，下面来介绍一些电子罗盘使用注意事项。
1. 注意环境影响在使用电子罗盘时，需要注意周围环境对测量的影响。
如周围是否有磁性物品、周围是否有干扰物品等影响因素。
这些环境因素会影响电子罗盘测量的准确性，需要注意避免。
2. 注意校准电子罗盘的校准非常重要，决定了测量结果的准确性。
在进行校准时，需要使用正确的方法和工具，并在合适的地点进行校准。
通信电子中的电子罗盘技术
通信电子中的电子罗盘技术随着通信技术的飞速发展，电信行业也在不断推陈出新，不断向着更高的技术水平追求。
而电子罗盘技术则是其中的重要领域之一，也是可持续发展的重点研究方向之一。
一、电子罗盘技术的概述电子罗盘是指用电子元器件代替传统的机械罗盘进行方向检测和指示的一种设备。
它主要利用传感器、信号处理器和显示器等元器件，通过对地球自转的影响以及地球对磁场的影响等进行测量和分析，进而推导出准确的方向和位置信息，并通过显示器上的数据指针来指示方向。
电子罗盘技术具有精度高、灵敏度好、反应时间快等特点，特别适合用于通信领域中需要进行航向控制、定位及角度测量等方面的应用。
二、电子罗盘技术在通信领域中的应用1. 航向控制电子罗盘技术在军事航空、船舶航行、导弹制导等方面的航向控制应用是电子罗盘技术在通信领域中的一个重要应用方向。
在这些领域中，电子罗盘的精确性和稳定性尤为重要。
例如，在航空领域，机身姿态的稳定性是航行安全的重要保证。
而电子罗盘技术则可以借助陀螺仪等元器件来提高航行稳定性，防止飞行器出现姿态偏差导致的意外。
2. 定位测量电子罗盘技术可以用于通信设备的定位测量中，例如移动通信网络中的基站与终端之间的通信距离测量、卫星连接的建立等。
通过精确的定位测量，可以准确地确定通信设备的位置以及其周围环境的变化，从而提高通信信号的传输质量和稳定性。
3. 角度测量在通信工程中，角度测量是非常重要的。
例如在雷达系统中，可以通过电子罗盘技术实现角度测量，来识别和追踪目标。
此外，在通信站等场合中，电子罗盘技术也可以实现方向控制，为通信设备提供更加精确和稳定的定向支持。
三、电子罗盘技术的发展趋势随着通信领域的发展壮大，对电子罗盘技术的要求也越来越高。
因此，电子罗盘技术也在不断地得到改进和升级。
下面分别就电子罗盘技术的发展趋势进行了探讨：1. 精度提高尽管现有的电子罗盘技术已经具有相当高的精度，但在实际应用中还需进一步提高。
为此，学者们正为电子罗盘技术的制造过程、测量方法和数据处理等方面进行深入研究，以达到更高的精度标准。
电子罗盘使用方法
电子罗盘使用方法电子罗盘是一种基于磁力感应原理的导航仪器，主要用于测量方向和指示地理北极。
它适用于航海、航空、探险等各种领域，能够帮助人们确定位置、规划航线、找到目标等。
下面将详细介绍电子罗盘的使用方法。
一、放平电子罗盘使用电子罗盘之前，首先需要放平罗盘。
放平罗盘是为了消除外界的磁场干扰，保证测量结果的准确性。
1. 找到一个平稳的地方，远离电磁干扰源，如电线、金属物体等。
2. 拿着罗盘，保持水平，将罗盘慢慢旋转，使指针指向刻度盘上的北标志。
3. 确保罗盘处于水平状态后，可以开始使用。
二、测量方向和角度1. 为了测量方向，您需要将电子罗盘指向所要测量的位置。
- 确保罗盘放置平稳，指针和刻度盘上的朝向指示刻度对齐。
- 将罗盘上的指针对准所要测量的目标，然后读取指针位置对应的刻度值。
- 这个刻度值代表了所测量位置相对于罗盘的方位角度。
2. 为了测量角度，您需要将电子罗盘对准两个位置，并测量两者之间的角度。
- 将罗盘放在第一个位置，以刻度盘上的指示刻度为基准。
- 然后将罗盘移动到第二个位置，将刻度盘上的指针对准与第一个位置相对应的刻度。
- 读取指针对应的刻度值，这个值表示两个位置之间的角度差。
三、调整罗盘和校准1. 如果罗盘指针发生了偏移或不准确，可能需要进行调整和校准。
- 在罗盘的侧面通常会有一些调节旋钮或按钮，用来调整和校准罗盘的指针。
- 您可以根据罗盘的说明书或厂家提供的指导进行调节和校准。
2. 定期进行校准是确保电子罗盘准确度的关键。
- 在对罗盘进行校准之前，需要将罗盘放在水平且没有磁场干扰的地方。
- 根据罗盘的说明书或厂家提供的指导进行校准。
四、注意事项1. 避免磁场干扰，将罗盘远离磁铁、大型金属物体、电线等可能干扰测量结果的物体。
2. 避免屏幕受到过多阳光直射，以免影响观测效果。
3. 了解罗盘的使用范围和工作温度，避免在超出其工作条件的环境中使用。
4. 每次使用前，先检查罗盘的电池电量，确保有足够的电量正常运行。
电子罗盘的原理
电子罗盘的原理电子罗盘是一种用来确定方向的设备，它通过测量地球的磁场来确定物体相对于地球磁北极的方向。
电子罗盘是使用电子技术和磁力学原理来实现的。
电子罗盘主要由以下几个主要组成部分组成：1. 磁传感器：电子罗盘中最重要的组件之一是磁传感器，用来测量地球磁场的大小和方向。
磁传感器常用的有磁阻传感器、磁感应传感器和磁敏电阻等。
2. 控制电路和微处理器：磁传感器测量得到的磁场数据通过控制电路和微处理器进行处理和分析，计算出物体所处的方向。
3. 显示屏和用户界面：对于用户来说，电子罗盘的方向信息需要以一种可视化的形式呈现出来。
因此，电子罗盘通常拥有一个显示屏和一些控制按钮或触摸屏，用于用户操作和查看方向信息。
电子罗盘的工作原理如下：1. 磁场测量：磁传感器测量地球磁场的大小和方向。
磁阻传感器的测量基于磁场的影响力改变传感器内部的电阻值；磁感应传感器则是通过测量磁场对敏感器产生的感应电动势进行测量。
2. 数据处理：测量得到的磁场数据通过控制电路和微处理器进行处理和分析。
首先对测量得到的磁场数值进行滤波和校正，消除噪声和外部干扰的影响。
然后，根据磁场数据，计算出物体相对于地球磁北极的方向。
这个计算过程一般会结合加速度传感器来进行补偿和校正，以确保获得更准确的方向数据。
3. 方向显示：计算得到的方向数据通过显示屏和用户界面呈现给用户。
电子罗盘通常会显示当前的方位，例如北、南、东、西等，有些还会显示出具体的度数。
需要注意的是，电子罗盘的测量精度受到一些因素的影响。
首先是外界的磁场干扰，例如电子设备、金属物体等都会对罗盘的测量产生影响。
其次是传感器本身的精度和校准情况，传感器的灵敏度和准确性会影响测量结果的精度。
最后是使用环境的影响，例如在高磁干扰环境下，罗盘的测量精度可能会受到较大的影响。
综上所述，电子罗盘是通过测量地球的磁场来确定物体相对于地球磁北极的方向的设备。
它利用磁传感器对磁场进行测量，通过数据处理和分析计算出方向信息，并通过显示屏和用户界面呈现给用户。
智能手机里的电子罗盘工作原理
智能手机里的电子罗盘工作原理随着科技的持续进步，智能手机已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
智能手机可以用于通讯、上网、拍照、导航等各种功能，而其中一个特别值得关注的功能就是电子罗盘。
本文将介绍智能手机中电子罗盘的工作原理。
一、介绍电子罗盘的功能电子罗盘是智能手机中的一项重要传感器，它能够感知地球的磁场，并根据磁场方向提供定位信息。
借助电子罗盘，智能手机可以在使用导航应用时准确判断方向，为用户提供导航、地图定位和实景导航等功能。
二、原理解析电子罗盘的工作原理基于磁场感应和传感器技术。
1. 磁场感应根据法拉第电磁感应定律，当一个导体移动时，如果它和磁场存在相对运动，就会在导体中产生感应电流。
电子罗盘利用这个原理，通过感应电流来检测地球磁场的方向。
地球可以简化地看作一个巨大的磁体，我们称之为地磁。
地磁存在于地球的内部，周围环绕着一个磁场。
这个地球磁场的方向是地理北极到地理南极的方向，也就是我们通常所说的地磁北极指向地磁南极。
2. 传感器技术智能手机中的电子罗盘采用了磁阻式的传感器技术。
磁阻式传感器是基于磁电阻效应工作的。
所谓磁电阻效应，是指某些材料在外加磁场的作用下，其电阻会发生改变的现象。
根据此原理，智能手机中的电子罗盘利用电阻变化来检测地磁的方向。
具体来说，智能手机的电子罗盘由一个磁力计、几个磁阻传感器组成。
磁力计可以测量地磁场在三个轴上的分量，而磁阻传感器则用于检测磁力计周围的磁场强度。
磁力计感知到地磁场后，智能手机会将检测到的磁场数据传送给处理器进行计算，最终得出设备所处位置与地磁场之间的关系，进而确定设备的方向。
三、校准与精度控制电子罗盘在使用过程中需要进行校准，以保证其准确度。
智能手机中的电子罗盘校准通常分为水平校准和方向校准两个步骤。
水平校准时，用户需要将手机在水平面上旋转，使其感知到的磁场尽可能接近水平方向。
方向校准时，用户需要将手机按照规定的方向旋转，以使电子罗盘感知到的磁场与实际方向一致。
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传感器模块
本系统所用的磁阻传感器是HMC5883L三轴磁阻 传感器，可测量X，Y，Z轴的磁场分量。其磁场测 量范围是±8G，分辨率可达2mG。传感器尺寸小精 度高功耗低，而且内置自测试电路，方便量产测试， 无需增加额外昂贵的测试设备。加速计采用了可提 供模拟电压输出的小量程、小尺寸、低功耗的 两 轴 加速度计ADXL202，测量范围 是±2g。因为传感器 本身自带了信号调理电路，所以不需要外路，可以 直接接入A／D转换器。
系统软件设计
系统软件除了完成初始化、A／D转换、数据 采集、方向角计算和数字量输出外，还要对由于 传感器失调、温度漂移以及硬铁和软铁干扰造成 的误差进行补偿。失调和温度漂移会在传感器敏 感信号上面叠加一个直流偏置，软件通过将传感 器在置位和复位情况下得到的信号求平均值，即 可得到由于失调和漂移造成的直流偏置信号，在 方向角计算前对该偏置信号进行补偿即可消除其 影响。原理框图如下所示。
国内外研究现状
国外有多家公司研究和生产电子罗盘，尤其 是以Honeywell(霍尼韦尔）公司的磁阻式电子罗 盘和KVH公司生产的磁通门电子罗盘最为著名。 国内的电子罗盘研究由于起步比较晚，国内 生产和销售电子罗盘的厂家基本都是以代理国外 的品牌为主。国内九十年代末开始电子罗盘的研 究。大连海事大学关政军教授利用磁阻传感器研 制了水平状态下的磁罗经；
数据采集模块
在传感器测量范围内，磁阻传感器输出的是 与磁场成正比的差分电压信号，在5v供电的情况 下产 生±30mv的偏置电压，因此可通过信号调理 电路把双极性的电压信号转换成单极性信号，同 时通过模 拟低通滤波，消除高频噪声，最终得到 0一5V的电压范围。 AD7714是一款高分辨率、低 噪声的24位∑一△A／D转换器，支持6路单端信号 输入满足5路信号的采集要求。
磁阻传感器现在已经可以做成标准的集成芯片， 并且产品也形成了系列。而使用磁阻传感器的电 子罗盘克服了磁通门罗盘的不足，具有体积小、 重量轻、精度高、可靠性强、响应速度快等优点， 是未来电子罗盘的发展方向。
我们的设计
基于现状，本文我们采用磁阻传感器来设计电子磁 罗盘。设计电子磁罗盘的基本思路：首先考虑到三轴磁 阻传感器和加速度计的一些特性，我们采用HMC5883L三 轴磁阻传感器进行地球磁场矢量测量，加速度计 ADXl202敏感地球重力场中测量载体的姿态，然后通过 姿态坐标变换将磁阻传感器沿载体坐标的测量信号变换 到地平坐标系。其次我们将磁阻传感器的输出电压信号 进行放大，之后送到A／D转换器进行模数转换。在微处 理器中进行实时姿态计算、坐标变换，系统误差补偿， 得到载 体的姿态参数，将它们通过串口在上位机实时 输出。最后在微处理器中进行实时姿态计算、坐标变换,
3元/片
15
结论
基于磁阻传感器hmc5883l和MEMS加速传感 器ADXl202设计的三轴电子罗盘，通过采用信号差 分放大电路、置位／复位电路及合理的软件补偿， 有效地抑制了传感器的失调、漂移以及外界磁场 对传感器的影响，并借助高性能微处理器完成了 电子罗盘误差的校正，最终实现了电子罗盘的小 型化、数字化，并获得了较高的精度。具有很大 的应用前景，是定向设备发展方向。
主要元件的性能指标
HMC5883三轴磁阻传感器的性能指标： 1、数字量输出：I2C数字量输出接口,设计使用方便。 2、尺寸小:3x3x0.9mmLCC封装，适合大规模量产使用。 3、精度高：1－2度，内置12位A/D,OFFSET,SET/RESET 电路,不会出现磁饱和现象，不会有累加误差。 4、支持自动校准程序，简化使用步骤，终端产品使用 非常方便。 5、内置自测试电路，方便量产测试，无需增加额外昂 贵的测试设备。 6、功耗低：供电电压1.8V, 功耗睡眠模式--2.5微测量 模式--0.6mA。
加速度计ADXL202的性能指标： 1、具有脉宽占空比输出； 2、低功耗； 3、高分辨率； 4、精度高；
元件的参考价格
参考价格如下表
序号 1 2 元件名称 三轴磁阻传感器 加速度计 型号 HMC5883l adxl202aqc 价格 13元 10元
3
4
单片机
A\D转换器
AT89C2051
AD7714
电子罗盘主要分为磁通门、磁阻式和霍尔元件 三种。磁通门传感器是由一套环绕磁芯的线圈组成， 该磁芯配有励磁电路，能够提供低成本的磁场探测 方法，但它们体积偏大、易碎、响应时间慢。霍尔 效应磁传感器的优点是体积小，重量轻，功耗小， 价格便宜，接口电路简单，特别适用于强磁场的测 量。但是，它又有灵敏度低、噪声大、温 度性能 差等缺点。虽然有些高灵敏度或采取了聚磁措施霍 尔器件也能用于测 量地磁场，但一般都是用于要 求不高的场合。
MCU模块
作为整个设计的核心部分，微处理器负责对传感 器采集的信号进行实时处理，通过姿态矩阵和误差补 偿，可以碍到载体的姿态参数。但其计算量较大，普 通的单片机不能满足使用要求，本系统最终选用高速 DSP芯片作为微处理器。n俗320VC5402是一款性价比 极高的16bit定点数字信号处理器，最高工作频率可 达looMHz，提供了两个高速、双向、多通道带缓冲的 串行接口。置位／复位电路是用于消除高强度的磁场 对磁阻传感器的影响，使其恢复到测量磁场的高灵敏 度状
软件设计框图
开始
系统初始化
A/D转换器
采取磁场和 重力场数据
N 能否输出 Y 输出相应 信息给用户 结束 误差计算 航向姿态计算 数据滤波
系统误差分析及其补偿方法
电子罗盘是通过地球磁场来确定载体航向角， 因而不希望有其它磁场叠加到地磁场上，影响磁 场的 大小和方向，造成航向角误差。由于磁阻传 感器本身的构造和环境因素的影响，误差是不可 避免的。主要有磁阻传感器误差、加速度计误差、 A/D转换器的误差、温度的影响、近磁场的影响等。
系统误差补偿，得到载 体的姿态参数，将它们通过 串口在上位机实时输出。 复位电路
Hx
三维磁阻传感器
Hy Hz
信 号 调 理 电 路
MCU
A/D 转换器
RS22
双轴加速计
Gx Gy
上位机
电子磁罗盘结构示意图
电子磁罗盘基本原理
地球的磁场强度为0.5—0.6gauss，无论何地， 磁场的水平分量永远指向磁北，这是所有电子罗 盘的制作基础。传统的导航定位，通过以下三个 姿态参数：航向角(α ) ，俯仰角(β ) ，横滚角 (γ )。将磁阻传感器的三个敏感轴沿载体的三个 坐标轴安装，分别测量地磁场磁感强度H在载体坐 标系三个坐标上的投影分量(Hx，HY，Hz)。在地 平坐标系中，磁阻传感器的三轴输出为(HR-X, HR-Y, HR-Z)，如下图示所示。
电子磁罗盘设计
方云 通信092 边志耀 通信092 高振 通信092
背景及应用
早在我国北宋时期我们的祖先就发明了简单 的可以指示方向的罗盘，用于行军打仗。随着科 技的发展，半导体材料的不断出现，集成技术的 日益成熟，电子罗盘技术也得到迅速的发展，各 种各样的电子罗盘出现在了我们的生活当中，而 且扮演着重要角色，尤其是在导航方面。同时电 子罗盘在水平孔和垂直孔测量、水下勘探、建筑 物定位、设备维护、仿真系统、教育培训、虚拟 现实等方面有着广泛的应用。
γ
HX HY HZ Z
磁北 Y β
HR-X=HXcosβ+HY sinβsinγ-HZ sinβcosγ; HR-Y=HX cosγ+HZ sinβ; 其中α 为航向角;β 为俯仰角;γ 为横滚角
两轴加速计测得的重力加速度为GX、GY已知当地 的重力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ速度值为g，可得： β =arcsin(Gx/g) γ =arcsin(GY/g) α =arctan(HR-Y /HR-X)
近磁场影响
电子罗盘平台上的磁性材料及其附近运动的 磁性物体都会使电子罗盘周围地磁场发生变形从 而影响方位角测量的精度。这就被称为近磁材料 的影响。近磁材料的影响可分硬铁影响：来自电 子罗盘平台上永久磁铁和被磁化的铁(钢)；软铁 影响：来自地磁场和电子罗盘周围软磁材料的相 互作用。硬铁影可以通过实验结果进行计算可以 补偿消除。此外在使用时尽量使电子罗盘远离近 磁材料，这样可以降低外磁场对电子磁罗盘的影 响，比任何补偿都好。
加速的计而引起的误差某种程度上是依赖于地理 位置因为在赤道附近磁场是水平的，HX 和HY 比较 大，小的Z分量作为修正，倾角误差不是很大。但 是当靠近磁极附近HX和HY较小，Z分量比较大，倾 角误差明显。而倾角误差于方位角有关，南北方 向误差较小，东西方向误差比较大。
A/D转换器误差
A／D转换器实际工作时，都会引入一些误差， 主要包括：静态误差、孔径误差和量化误差。各 种误差都是以最低有效位(LSB)作为计算单位。 1LSB定义为VREF／2n，定义中的VREF是指参考电 压，而n则是模拟／数字转换器的分辨率。例如， 14位模拟／数字转换器的1 LSB是VREF／16 384。
模块设计
电子罗盘的设计框图如图1所示，可分为3大模块：传 感器模块、数据采集模块和MCU模块。系统 首先利用加 速度计敏感地球重力场中测量载体的姿态，然后通过姿 态坐标变换将磁阻传感器沿载体坐标的测量信号变换到 地平坐标系。在微处理器中进行实时姿态计算、坐标变 换，系统误差补偿，得到载体的姿态参数，将它们通过 串口在上位机实时输出。由于磁阻传感器的输出均为mv 级的电压信号，所以必须经过运算放大器放大后，才可 以送到A／D转换器进行模数转换。
温度影响
传感器的温度系数也将影响航向角的精度， 两种需要考虑：一种是偏移随温度的漂移，另一 种是灵敏度温度系数。由于HMC5883l三个相互垂 直轴x、y 、z在同一个封装中，他们的温度系数 匹配的很好，这样三轴经历相同的温度变化也相 同。X和y的比率没有太大的影响。磁阻传感器的 偏移随温度漂移并不匹配，两个传感器可能反向 漂移，对航向角产生较大误差，在磁阻传感器中 采取复位和置位开关电路进行补偿。
磁阻传感器误差