[发明专利]一种用于风向测量的磁方位传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风向测量的磁方位传感器。

背景技术

现多数综合气象观测仪采用光学编码器作为风向传感器，进行风向测量时，需要先通过指北针或方向盘辅助定向，设定0度磁方位角，然后由风向传感器输出格雷码，经微处理器计算出测定处风向磁方位角，采用光学编码器作为风向传感器综合气象观测仪的风向技术指标：测量范围0～360度、16个方位；测量精度±1／2方位。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种用于风向测量的磁方位传感器，具有功耗低、体积小、精度高的特点，省缺了定向过程，可直接通过串口输出测量风向磁方位角。

实现上述目的而采取的技术方案，包括磁阻传感器，所述磁阻传感器为双轴磁阻传感器HMC1022，双轴磁阻传感器HMC1022包括X轴和Y轴2个磁阻传感器和Set/Reset电流带，所述X轴和Y轴2个磁阻传感器输出经信号放大器串口输出连接微处理器，双轴磁阻传感器的Set/Reset电流带经Set/Reset脉冲电路连接微处理器，所述微处理器采用ATMELCotex-M4，ATMELCotex-M4微处理器自带1024Kbytes的Flash、128Kbytes的SRAM、2个16-bitAD转换器、2个串口接口，所述信号放大器采用低功耗、高精度仪表放大芯片AD8222，所述Set/Reset脉冲电路采用IRF7205，磁方位传感器省缺了定向过程，直接通过串口输出测量风向磁方位角。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

具有功耗低、体积小、精度高的特点，省缺了定向过程，可直接通过串口输出测量风向磁方位角。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本装置结构原理方框示意图。

具体实施方式

本装置包括磁阻传感器，如图1所示，所述磁阻传感器为双轴磁阻传感器HMC1022，双轴磁阻传感器HMC1022包括X轴和Y轴2个磁阻传感器和Set/Reset电流带，所述X轴和Y轴2个磁阻传感器输出经信号放大器串口输出连接微处理器，双轴磁阻传感器的Set/Reset电流带经Set/Reset脉冲电路连接微处理器，所述微处理器采用ATMELCotex-M4，ATMELCotex-M4微处理器自带1024Kbytes的Flash、128Kbytes的SRAM、2个16-bitAD转换器、2个串口接口，所述信号放大器采用低功耗、高精度仪表放大芯片AD8222，所述Set/Reset脉冲电路采用IRF7205，磁方位传感器省缺了定向过程，直接通过串口输出测量风向磁方位角。

实施

1结构

主要由磁阻传感器、信号放大器、微处理器、Set/Reset脉冲电路组成。微处理器采用ATMELCotex-M4，该芯片集成度高，自带1024Kbytes的Flash、128Kbytes的SRAM、2个16-bitAD转换器、2个串口接口，且具有硬件浮点单元，运算能力强；磁阻传感器采用双轴磁阻传感器HMC1022;信号放大器采用低功耗，高精度仪表放大芯片AD8222、Set/Reset脉冲电路采用IRF7205组成。磁方位传感器省缺了定向过程，直接通过串口输出测量风向磁方位角。

2工作原理

如图1所示，双轴磁阻传感器HMC1022包括X轴和Y轴2个磁阻传感器和Set/Reset电流带，磁阻传感器是由四个坡莫合金电阻组成的惠斯通电桥，流过坡莫合金电阻电流和磁化方向的夹角发生变化时，由于磁阻效应导致坡莫合金电阻阻值发生变化(ΔR/R),从而引起惠斯通电桥电压输出发生变化，信号放大器AD620对双轴磁阻传感器HMC1022的X轴和Y轴2个磁阻传感器输出电压信号进行放大，受微处理器定时信号的控制Set/Reset脉冲电路定时作用于双轴磁阻传感器HMC1022中Set/Reset电流带采用磁开关技术作用于双轴磁阻传感器HMC1022中X轴和Y轴2个磁阻传感器以消除磁记忆，微处理器ATMELCotex-M4产生定时信号给Set/Reset脉冲、定时采集信号放大器AD620输出的X轴和Y轴2个磁阻传感器输出放大的电压信号并进行A/D转换，计算硬磁和软磁干扰的补偿量、解算磁方位角、通过串口输出磁方位角。

1)计算消除硬磁干扰的补偿量：

硬铁磁场不随地磁方位角的变化而变化，可通过以下方案消除硬铁磁场对地