CN2634434Y - 数字磁罗盘 - Google Patents
数字磁罗盘 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2634434Y CN2634434Y CN 03254919 CN03254919U CN2634434Y CN 2634434 Y CN2634434 Y CN 2634434Y CN 03254919 CN03254919 CN 03254919 CN 03254919 U CN03254919 U CN 03254919U CN 2634434 Y CN2634434 Y CN 2634434Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- pin
- output terminal
- magnetrol
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种数字磁罗盘，包括三轴磁探头、三通道磁放大器、倾斜角传感器和数据处理系统。三轴磁探头与三通道磁放大器组合完成磁场测量，倾斜角传感器完成两个方向的倾斜角测量，即俯仰角和横滚角的测量，测量的模拟量经数据处理系统转换为数字量，经过分析处理，计算出方位角、俯仰角和横滚角。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量三维角度数据的装置，特别是一种数字磁罗盘。
背景技术
目前，使用的测量方位角、俯仰角和横滚角的仪器主要是陀螺，它虽然测量精度高，但其体积大，内装有电机需要大电源供电，而且对安装平台要求高，其价格随着体积与精度的不同由几万元到十几万元不等，在石油钻井及空间狭小的装备中无法应用。虽然现在市场也有磁罗盘，但其测量俯仰角和横滚角的范围在0°-40°之间，且价格昂贵，频率响应时间长，功耗也比较大。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种指示方位和姿态的数字磁罗盘，它利用地磁场固有的指向原理实现方位角测量，利用重力加速度测量俯仰角和横滚角。
本实用新型的目的是这样实现的：一种数字磁罗盘，包括外壳、三轴磁探头、三通道磁放大器、倾斜角传感器和数据处理系统，三通道磁放大器是一个具有16引脚的厚膜集成芯片，它包括有振荡信号发生电路、检波电路、放大电路和滤波电路，振荡信号发生电路的输出端通过引脚1、2、3与三轴磁探头的输入端相连，三轴磁探头的输出端通过引脚4、5、6与检波电路的输入端相连，检波的输出端与放大电路的输入端相连，放大电路的输出端与滤波电路的输入端相连，同时放大电路的输出端通过三通道磁放大器的引脚7、8、9分别与3个灵敏度调节电阻的输入相连，滤波电路的输出端通过引脚12、13、14与数据处理系统相连，三通道磁放大器的引脚10、11处分别与电源正极、负极相连，三通道磁放大器的引脚15、16为检测引脚，倾斜角传感器的输出端直接与数据处理系统相连。三轴磁探头由磁探头2、磁探头3和磁探头4组成，磁探头2、磁探头3和磁探头4相互垂直安装在外壳1上。每个磁探头为单绕组线圈，线圈绕阻5绕在线圈骨架6上，线圈绕阻5有一对引出线7，线圈骨架6的中心固定放置磁材料8。外壳1内固定有三通道磁放大器、倾斜角传感器和数据采集系统的电路板，外壳1上设有插座。
本实用新型由于采用上述结构，所以其具有体积小的优点，能在石油钻井及空间狭小的装备中应用，并且本实用新型具有功耗低，测量俯仰角和横滚角的范围在0°-80°之间，频率响应时间短等优点。
附图说明
本实用新型的具体结构由以下的实施例及附图给出。
图1是本实用新型的框图。
图2是本实用新型的三通道磁放大器中的振荡信号发生电路的原理图。
图3是本实用新型的三通道磁放大器中的检波电路原理图。
图4是本实用新型的三通道磁放大器中的放大电路原理图。
图5是本实用新型的三通道磁放大器中的滤波电路原理图。
图6是本实用新型的磁探头安装结构示意图。
图7是图6的侧视图。
图8是本实用新型的磁探头结构示意图。
其中，图1兼作摘要附图。
图中：1、外壳，2、磁探头，3、磁探头，4、磁探头，5、线圈绕阻，6、线圈骨架，7、引出线，8、磁材料。
具体实施方式
如图1所示，使用时，将数字磁罗盘水平固定安装在载体上，当载体运动时，数字磁罗盘与载体一起运动。如载体俯仰或横滚运动，则数字磁罗盘也呈俯仰或横滚姿态，数字磁罗盘内倾斜角传感器的输出电压值发生相应变化，数据处理系统则以此来计算载体的俯仰和横滚角。数字磁罗盘内的三通道磁放大器与磁探头2、3和4组成三轴磁场测量系统。三个磁探头是相互垂直，形成一坐标系，数字磁罗盘安装在载体上，此坐标系即为载体坐标系，磁探头测量载体坐标系下地磁场矢量的三个分量，当载体相对地磁场矢量运动时，地磁场矢量在三个探头上的分量将发生相应变化，输出对应的电压值。电压值经数据处理系统转换为数字信号。在数据处理系统内，结合测量的俯仰角和横滚角，通过坐标变换，将接收到的载体坐标系下的地磁场矢量信号转换为水平坐标系下的地磁场信号，进而计算出地磁场的水平分量方向(地磁北)与磁罗盘基准线的夹角，结合磁罗盘在载体上的安装角度关系，可以知道载体的方位角。
数据处理系统包括模拟多路开关、A/D转换器和单片机等，单片机的型号为：PIC16F876。
如图2、图3、图4所示，三通道磁放大器是一个具有16引脚的厚膜集成芯片，它包括有振荡信号发生电路、检波电路、放大电路和滤波电路，振荡信号发生电路的输出端通过引脚1、2、3与三轴磁探头的输入端相连，三轴磁探头的输出端通过引脚4、5、6与检波电路的输入端相连，检波的输出端与放大电路的输入端相连，放大电路的输出端与滤波电路的输入端相连，同时放大电路的输出端通过三通道磁放大器的引脚7、8、9分别与3个灵敏度调节电阻的输入相连，滤波电路的输出端通过引脚12、13、14与数据处理系统相连，三通道磁放大器的引脚10、11处分别与电源正极、负极相连，三通道磁放大器的引脚15、16为检测引脚，倾斜角传感器的输出端直接与数据处理系统相连。
如图5所示，磁探头2、磁探头3和磁探头4技术参数相同，每个磁探头为单绕组线圈，线圈绕阻5绕在线圈骨架6上，线圈绕阻5有一对引出线7，线圈骨架6的中心固定放置磁材料8。
如图6所示，将三轴磁探头2、3和4固定在外壳1上，为了能接收地磁场矢量信号，磁探头2、磁探头3和磁探头4必须相互垂直，从而接收地磁场的三个分量，通过信号处理实现地磁场矢量信号的接收。磁探头2、3和4固定在外壳上，可以有效利用空间，减小磁探头相互之间的干扰，且安装调试方便。
本实用新型的技术性能指标如下：
方位角测量范围：0°-360°
方位角测量精度：0.5°
俯仰角测量范围：0°-±45°
俯仰角测量精度：1.0°
横滚角测量范围：0°-±45°
横滚角测量精度：1.0°
工作电源：DC6V-DC9V
本实用新型采用磁通门磁传感器，其工作原理是：在带磁芯的线圈中通过交变激励电流，使磁芯交变饱和，当存在外磁场时，则磁芯中同时存在外磁场和激励交变磁场，外磁场在磁芯中形成的磁通被交变磁场所调制，通过检波电路，即可检出与外磁场成正比的电压值。
Claims (4)
1、一种数字磁罗盘，包括外壳、三轴磁探头、三通道磁放大器、倾斜角传感器和数据处理系统，其特征在于：三通道磁放大器是一个具有16引脚的厚膜集成芯片，它包括有振荡信号发生电路、检波电路、放大电路和滤波电路，振荡信号发生电路的输出端通过引脚1、2、3与三轴磁探头的输入端相连，三轴磁探头的输出端通过引脚4、5、6与检波电路的输入端相连，检波的输出端与放大电路的输入端相连，放大电路的输出端与滤波电路的输入端相连，同时放大电路的输出端通过三通道磁放大器的引脚7、8、9分别与3个灵敏度调节电阻的输入相连，滤波电路的输出端通过引脚12、13、14与数据处理系统相连，三通道磁放大器的引脚10、11处分别与电源正极、负极相连，三通道磁放大器的引脚15、16为检测引脚，倾斜角传感器的输出端直接与数据处理系统相连。
2、根据权利要求1所述的一种数字磁罗盘，其特征是：三轴磁探头由磁探头(2)、磁探头(3)和磁探头(4)组成，磁探头(2)、磁探头(3)和磁探头(4)相互垂直安装在外壳(1)上。
3、根据权利要求1所述的一种数字磁罗盘，其特征是：每个磁探头为单绕组线圈，线圈绕阻(5)绕在线圈骨架(6)上，线圈绕阻(5)有一对引出线(7)，线圈骨架(6)的中心固定放置磁材料(8)。
4、根据权利要求1所述的一种数字磁罗盘，其特征是：外壳(1)内固定有三通道磁放大器、倾斜角传感器和数据处理系统的电路板，外壳(1)上设有插座。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03254919 CN2634434Y (zh) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | 数字磁罗盘 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03254919 CN2634434Y (zh) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | 数字磁罗盘 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2634434Y true CN2634434Y (zh) | 2004-08-18 |
Family
ID=34294745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 03254919 Expired - Lifetime CN2634434Y (zh) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | 数字磁罗盘 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2634434Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103438876A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-11 | 新乡学院 | 一种基于数字磁通门的磁航向系统 |
| CN106687817A (zh) * | 2014-08-22 | 2017-05-17 | ams国际有限公司 | 基于膜的磁强计 |
-
2003
- 2003-07-22 CN CN 03254919 patent/CN2634434Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103438876A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-11 | 新乡学院 | 一种基于数字磁通门的磁航向系统 |
| CN106687817A (zh) * | 2014-08-22 | 2017-05-17 | ams国际有限公司 | 基于膜的磁强计 |
| CN106687817B (zh) * | 2014-08-22 | 2019-08-06 | ams国际有限公司 | 基于膜的磁强计 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101893722B (zh) | 一种基于巨磁阻传感器的地磁横滚角测量系统及方法 | |
| CN202126492U (zh) | 一种数字式磁通仪 | |
| CN104793151B (zh) | 一种磁性元件的磁场测量装置及测量方法 | |
| CN107390155A (zh) | 一种磁传感器校准装置和方法 | |
| CN101839711A (zh) | 一种便携式的数字化高精度倾角测量仪及测量方法 | |
| CN103499271A (zh) | 一种厚度测量装置 | |
| CN108414819A (zh) | 一种用于双芯导线的压电式无源电流检测装置及方法 | |
| CN203203587U (zh) | 基于激光测距的实点实时坡度测量装置 | |
| JP2011059091A (ja) | 室内位置検出装置 | |
| CN2634434Y (zh) | 数字磁罗盘 | |
| CN106772635A (zh) | 一种基于扫描交汇的地下电缆三维定位装置及定位方法 | |
| CN104236523A (zh) | 角度检测装置和具有其的倾角传感器 | |
| CN210666065U (zh) | 一种地震烈度仪的标定装置 | |
| CN100489561C (zh) | 教学用地磁场测量实验装置 | |
| CN216206257U (zh) | 一种用于边坡滑移及沉降监测的阵列位移测量装置 | |
| CN105203088A (zh) | 一种三维磁感式磁罗经 | |
| CN216485505U (zh) | 一种多功能双目激光检测系统 | |
| CN112161560B (zh) | 一种基于永磁磁通测量的位移传感装置及方法 | |
| CN201772878U (zh) | 多用途水准测量仪 | |
| CN2638074Y (zh) | 智能三维磁场探测仪 | |
| CN211124139U (zh) | 一种远程勘察方位的系统 | |
| CN208847829U (zh) | 一种基于旋转磁场位移测量的装置以及高度仪和卡尺 | |
| CN113295083A (zh) | 车辆外廓尺寸测量装置及测量方法 | |
| CN105784271B (zh) | 三分力传感器的标定装置及标定方法 | |
| CN205539048U (zh) | 一种基于超声波的可移动式风速测量系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20130722 Granted publication date: 20040818 |