[發明專利]一種用于風向測量的磁方位傳感器

在審

• 申請號: 201610234680.2
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105717325A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 朱曙
• 申請（專利權）人: 江西中船航海儀器有限公司
• 主分類號: G01P13/00
• 分類號: G01P13/00;G01P13/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 謝德珍

技術領域

本發明涉及一種用于風向測量的磁方位傳感器。

背景技術

現多數綜合氣象觀測儀采用光學編碼器作為風向傳感器，進行風向測量時，需要先通過指北針或方向盤輔助定向，設定0度磁方位角，然后由風向傳感器輸出格雷碼，經微處理器計算出測定處風向磁方位角，采用光學編碼器作為風向傳感器綜合氣象觀測儀的風向技術指標：測量范圍0～360度、16個方位；測量精度±1／2方位。

發明內容

本發明其目的就在于提供一種用于風向測量的磁方位傳感器，具有功耗低、體積小、精度高的特點，省缺了定向過程，可直接通過串口輸出測量風向磁方位角。

實現上述目的而采取的技術方案，包括磁阻傳感器，所述磁阻傳感器為雙軸磁阻傳感器HMC1022，雙軸磁阻傳感器HMC1022包括X軸和Y軸2個磁阻傳感器和Set/Reset電流帶，所述X軸和Y軸2個磁阻傳感器輸出經信號放大器串口輸出連接微處理器，雙軸磁阻傳感器的Set/Reset電流帶經Set/Reset脈沖電路連接微處理器，所述微處理器采用ATMELCotex-M4，ATMELCotex-M4微處理器自帶1024Kbytes的Flash、128Kbytes的SRAM、2個16-bitAD轉換器、2個串口接口，所述信號放大器采用低功耗、高精度儀表放大芯片AD8222，所述Set/Reset脈沖電路采用IRF7205，磁方位傳感器省缺了定向過程，直接通過串口輸出測量風向磁方位角。

有益效果

與現有技術相比本發明具有以下優點。

具有功耗低、體積小、精度高的特點，省缺了定向過程，可直接通過串口輸出測量風向磁方位角。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步詳述。

圖1為本裝置結構原理方框示意圖。

具體實施方式

本裝置包括磁阻傳感器，如圖1所示，所述磁阻傳感器為雙軸磁阻傳感器HMC1022，雙軸磁阻傳感器HMC1022包括X軸和Y軸2個磁阻傳感器和Set/Reset電流帶，所述X軸和Y軸2個磁阻傳感器輸出經信號放大器串口輸出連接微處理器，雙軸磁阻傳感器的Set/Reset電流帶經Set/Reset脈沖電路連接微處理器，所述微處理器采用ATMELCotex-M4，ATMELCotex-M4微處理器自帶1024Kbytes的Flash、128Kbytes的SRAM、2個16-bitAD轉換器、2個串口接口，所述信號放大器采用低功耗、高精度儀表放大芯片AD8222，所述Set/Reset脈沖電路采用IRF7205，磁方位傳感器省缺了定向過程，直接通過串口輸出測量風向磁方位角。

實施

1結構

主要由磁阻傳感器、信號放大器、微處理器、Set/Reset脈沖電路組成。微處理器采用ATMELCotex-M4，該芯片集成度高，自帶1024Kbytes的Flash、128Kbytes的SRAM、2個16-bitAD轉換器、2個串口接口，且具有硬件浮點單元，運算能力強；磁阻傳感器采用雙軸磁阻傳感器HMC1022;信號放大器采用低功耗，高精度儀表放大芯片AD8222、Set/Reset脈沖電路采用IRF7205組成。磁方位傳感器省缺了定向過程，直接通過串口輸出測量風向磁方位角。

2工作原理

如圖1所示，雙軸磁阻傳感器HMC1022包括X軸和Y軸2個磁阻傳感器和Set/Reset電流帶，磁阻傳感器是由四個坡莫合金電阻組成的惠斯通電橋，流過坡莫合金電阻電流和磁化方向的夾角發生變化時，由于磁阻效應導致坡莫合金電阻阻值發生變化(ΔR/R),從而引起惠斯通電橋電壓輸出發生變化，信號放大器AD620對雙軸磁阻傳感器HMC1022的X軸和Y軸2個磁阻傳感器輸出電壓信號進行放大，受微處理器定時信號的控制Set/Reset脈沖電路定時作用于雙軸磁阻傳感器HMC1022中Set/Reset電流帶采用磁開關技術作用于雙軸磁阻傳感器HMC1022中X軸和Y軸2個磁阻傳感器以消除磁記憶，微處理器ATMELCotex-M4產生定時信號給Set/Reset脈沖、定時采集信號放大器AD620輸出的X軸和Y軸2個磁阻傳感器輸出放大的電壓信號并進行A/D轉換，計算硬磁和軟磁干擾的補償量、解算磁方位角、通過串口輸出磁方位角。

1)計算消除硬磁干擾的補償量：

硬鐵磁場不隨地磁方位角的變化而變化，可通過以下方案消除硬鐵磁場對地