磁力计在国内生产中具有广泛的应用,在与传统的三分量磁力计进行比较的基础上,提出了基于磁通门和加速度传感器的三分量磁力计。先,简要介绍了磁力计的硬件电路结构。下来,为了选择合适的优化算法来校正测量误差,主要讨论了磁力计的测量误差的类型,那么Nelder算法是什么?米德单纯形用于此目的。正非同轴磁力计误差。
后,进行了测量和校准实验,并对实验结果进行了分析。场环境测量在许多领域中具有广泛的应用,例如船舶消磁,控制仪表,航空航天,地质勘探,工业自动化,无损检测和磁性导航。通门磁力计广泛用于检测低磁化设备的磁场,它可以准确地检测设备的弱磁场。统的三分量磁力计主要由悬式磁力计和手动可调测量仪组成,其中第一个是利用垂直重力作用将三轴磁通门传感器安装在可自由移动的罗盘机构上向下制作磁性传感器。也可以垂直放置在倾斜的表面上。者包括将三轴传感器放置在水平和方向可调的铜平台上,在测量之前,蜗杆将铜平台手动调整到理想状态。就是说,z轴(垂直向下)是最大值。y轴为零。

是,这两种类型的磁力计将存在很多机械和手动误差。文介绍的基于Fluxgate的三分量磁力计和加速度传感器是基于由三轴加速度计和在传感器上机械调整的Fluxgate传感器测得的磁场值和加速度值得出的,由非正交度和非同轴偏转角将三维磁场在任意方向上的分量转换为理想的地磁坐标系,并解决了三分量磁传感器对测量结果的姿态。据文献[1],磁力计本质上是一个数据采集和处理系统。位计算机是PC,下位计算机是LPC2366控制器。
统的主要部分包括电源模块,PC,以ARM7为核心的LPC2366控制器,飞思卡尔高精度数字加速度计MMA8451Q,Fluxgate传感器和d ‘其他外围电路。件框图如图1所示。该系统中,电源模块提供了硬件系统中每个模块正常运行所必需的各种电源。
通门传感器通过信号调节电路和A / D转换电路将收集到的数据发送到控制单元,同时,控制单元将激励信号发送回磁通门传感器。保其正常运行。轴加速度计和E2ROM芯片通过I2C总线将数据直接发送到控制单元。制单元将处理后的数据发送到PC进行显示。
理想情况下,三轴加速度计的三个轴和三个磁通门传感器应彼此正交,并且两个坐标系的相应轴应重合。

际上,由于加工技术和安装水平的限制,无论设置如何,都不可避免地使坐标系的轴不完全正交,每个轴的校准系数并不完全相等,并且两个坐标系的相应轴也不重合。事实引起的偏差已证明该偏差是导致测量结果出现误差的主要原因。考文献[2]推导了轴之间非理想正交性和校准系数不一致的校正模型,并构造了目标函数。PSO算法用于求解模型中的校正参数以获得误差。校正提高了测量的准确性。立一个符合右螺旋方向的探针坐标系,如图2所示,其中x轴沿探针的中心轴,z轴垂直于探针的中心轴。针。Nelder算法? Mead单纯形法是1964年由Nelder和Mead提出的。是一种在不受约束的条件下对多元函数进行优化的方法[6]。谓的单纯形是某个空间中最简单的图形。二维空间(在平面上)一样,单形也是三角形。
一个例子是三维空间,单形是四面体。算法的基本思想是首先在几个点上计算函数的值,然后将它们进行比较。它们之间的大小关系,可以确定功能变化的总体趋势。等式(1)可以看出,误差模型包含3个参数[α,β,λ],也就是说,单纯形应该是由4个点组成的四面体,而不是不在同一水平上。[Xi =αiβiλi]。算法必须首先给出4点的初始值[X0X1X2X3]。常,在生成初始单纯形时可以采用正数[h],因此[Xi = X0 hEi]。中,[Ei]是第[i]个单位坐标矢量,[i = 1,恒温阀芯2,…,n]。后,需要确定压缩系数[δ],以增加压缩系数[μ]和精度[ε]。用Nelder方法?美德单纯形使方程(2)最小化,我们可以确定[α,β,λ] [7? 8]。了验证算法的有效性,进行了磁场测量实验。验环境是开放的,低干扰的外部磁场环境,实验平台是测斜仪校准平台,并确保牢固安装了六个重力传感器[9]。
实验中,在许多非固定倾斜角下,使用三分量磁力计测量和收集数据(表1中显示了一些测试数据,单位:nT)。[X0 =(000)],取压缩系数[δ= 0.25],增加压缩系数[μ= 1.5],并通过实验室测试选择初始步长[h]。

尔德法? Mead simplex用于优化测量数据。
轴磁通门传感器[[α1β1λ1)=] [(1.791 31.013 62.478 2)]的未对准。轴加速度计的未对准[[α2β2λ2)=(2.031 62.011 00.927 0)]。过比较,可以看出,与校正之前相比,校正后的[Δz]具有显着降低。时,必须在优化前后比较三分量磁力计的水平分量([H = X2 Y2])。
较结果如图4所示。文提出的基于磁通门和加速度传感器的三分量磁力计主要解决了传感器放置对测量结果的影响。力计的材料结构图的介绍。后,分析了坐标轴的非同轴误差,给出了误差模型和优化函数,并给出了Nelder单纯形法。出了用于解决非同轴误差的方法。验表明,该方法可以在一定的倾斜范围内提高测量精度。一步的改进工作进一步验证了该算法,使三分量磁力计的磁数据完全可以满足精度要求。

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