[发明专利]三轴磁力计测试装置及其方法

说明书

本发明公开了三轴磁力计测试装置及其方法，三轴磁力计测试方法，其特征在于，包括以下步骤：在三轴磁力计的X、Y和Z三个方向上都固定设置有线圈；测定通过线圈的电流和线圈的磁场值比值，构建二元一次方程；构建支持三轴磁力计的外围电路，将三轴磁力计放置在三轴磁力计测试装置上；基于线圈所需要的磁场值和二元一次方程，计算出三轴磁力计中应当通过的电流值，并给三轴磁力计提供该电流值对应的电流，给三轴磁力计所需的磁场值，测量三轴磁力计输出的磁感应强度。本发明能够在不同的磁场下测试磁力计输出的磁感应强度的大小，并对数据进行处理输出可视化的磁力计功能曲线，同时通过高精度的电流表测量了三轴磁力计芯片在不同模式下的功耗。

技术领域

本发明涉及三轴磁力计测试装置及三轴磁力计测试方法，属于三轴磁力计测试技术领域。

背景技术

三轴磁力计是通过测量地磁场强度来指示方向的设备,其输出具有连续性和误差不积累等特性。在低成本高性能的导航系统中,磁力计是用于姿态估计的关键性辅助传感器，因此被广泛应用于低成本飞行器的组合导航系统中。在停车系统中，车辆的有无会引起地磁的微小变化，因此三轴磁力计是停车系统中车辆检测的关键元器件。现有技术中缺少对三轴磁力计的专用测量装置，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供三轴磁力计测试装置及三轴磁力计测试方法，通过对亥姆霍兹线圈等测试设备的控制，实现了实验室对于三轴磁力计QMC5883L的测试测试能力，为三轴磁力计芯片的设计和验证提供了支持。

为达到上述目的，本发明提供三轴磁力计测试方法，包括以下步骤：

在三轴磁力计的X、Y和Z三个相互垂直方向上都固定设置有线圈；

测定通过线圈的电流和线圈的磁场值比值，构建二元一次方程；

构建支持三轴磁力计的外围电路，将三轴磁力计放置在三轴磁力计测试装置上；

基于线圈所需要的磁场值和二元一次方程，计算出三轴磁力计中应当通过的电流值，并分别在三轴磁力计的X、Y和Z三个方向上给三轴磁力计提供该电流值对应的电流，从而给三轴磁力计所需的磁场值，测量三轴磁力计输出的磁感应强度。

优先地，同一时间只在一个方向上施加磁场。

优先地，测定通过线圈的电流和线圈的磁场值比值包括以下步骤：

以0.5-1.5A为间隔改变通过线圈的电流的大小，并用高斯计记录线圈的磁场值，将电流和对应的磁场值记录保存，拟合出通过线圈的电流和线圈的磁场值的线性关系，得到通过线圈的电流和线圈的磁场值的斜率，得到通过线圈的电流和线圈的磁场值的截距。

优先地，采用数字万用表测量三轴磁力计的电流，测试范围最小为1µA，分辨率为pA。

三轴磁力计测试装置，包括线圈、电源和测试用PCB，测试用PCB上安装外围电路，线圈和三轴磁力计均电连接外围电路，电源电串联数字万用表后电连接测试用PCB，在三轴磁力计的X、Y和Z三个方向上都固定设置有线圈。

优先地，包括I2C接口，外围电路包括上拉2.2k电阻、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，

三轴磁力计的VDD引脚串联电容C4后接地，三轴磁力计的VDDIO引脚电连接上位机I2C接口的VDD引脚，三轴磁力计的VDDIO串联电容C3后接地，三轴磁力计的S1引脚电连接三轴磁力计的VDDIO引脚，上位机I2C接口的VSS引脚和三轴磁力计的GND引脚均接地，三轴磁力计的SCL引脚电连接上位机I2C接口的I2C_CLK引脚，三轴磁力计的SDA引脚电连接上位机I2C接口的I2C_DATA引脚，上位机I2C接口的I2C_CLK引脚和上位机I2C接口的I2C_DATA引脚均上拉2.2k电阻连接至上位机I2C接口的VDD引脚，三轴磁力计的SETP引脚串联电容C2后电连接三轴磁力计的SETC引脚，三轴磁力计的C1引脚串联电容C1后接地。

优先地，线圈为亥姆霍兹线圈。