微型航姿系统中磁传感器温度漂移补偿研究.pdf

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1、3O传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第1期微型航姿系统中磁传感器温度漂移补偿研究杭义军，李荣冰，刘建业(南京航空航天大学导航研究中心，江苏南京210016)摘要：研究了微型航姿系统中地磁传感器的温度特性，根据地磁传感器噪声的频谱特性，设计了带阻数字滤波器；基于地磁传感器测量原理分析传感器输出电压随温度变化的规律，利用多项式相消的方法建立磁传感器温度漂移误差的实时补偿模型，并应用于微型航姿系统的磁航向解算。多次试验结果表明：地磁传感器零偏模型具有良好的重复性，实时温度漂移误差补

2、偿模型可以有效地补偿地磁传感器引起的温度漂移误差；缩短了系统的预热时问，提高了系统输出的磁航向精度。关键词：地磁传感器；带阻滤波器；温度漂移；多项式相消；温度补偿中图分类号：TH824文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)0l-0030-03ResearchoOncomLpbensationoftempDeraturedriftofmagneticsensorinmicroattitudeheadingreferencesystemHANGYi·jun，LIRong-bing，LIUJian—ye(NavigationResearch

3、Center，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Biasdriftduetotemperaturechangeingeomagneticsensorswhichisusedinthemicroattitudeheadingreferencesystemhasbeeninvestigated．Basedonfrequencyspectrumanalysisonthenoise，aband—stopdigitalfilterisdesign

4、edtoreducetheeffectofnoise．Therelationsbetweentemperaturesandsensoroutputsispresentedandareal·timecompensationmodelbasedonpolynomialcancellationisestablishedandusedinthemicroattitudeheadingreferencesystemtoreducetheerrorduetotemperaturedriftofthegeo—magneticsensors．Thetestresul

5、tsshowthattherepeatabilityofzerooffseterrorofgeomagneticsensorsisgood，andthatthereal—timetemperaturedriftcompensationmodelcaneffectivelyreducetheerorduetotemperatureofgeomagneticsensorsandthepreheatingtimeandimprovetheaccuracyofthesystem．Keywords：geomagneticsensor；band—stopfilt

6、er；temperaturedrift；polynomialcancellation；temperaturecon—pensation0引言能的提高帮助有限。为进一步提高系统精度，本文研究随着微机电系统(MEMS)和集成电路技术的高速发了地磁传感器的温度特性，通过多项式相消的误差补偿方展，使得采用微惯性、磁传感器和微处理器构造一体化集成法对温度变化引起的传感器输出电压进行误差补偿，将此的微型惯性航向姿态系统成为现实，因其具有尺寸小、重量误差补偿模型应用于本系统，并通过温度试验检验温度补轻、集成度高、可靠性高等优点，在军事与民用领域受到广偿模型的重复性

7、和补偿精度。泛重视⋯。但总体而言，微传感器精度较低，尤其在系统1微型航姿系统的构成温度发生变化时传感器输出漂移较大，严重影响微型航姿如图1所示为某基于TITMS320F2812DSP由微机械系统精度。加速度计和微机械陀螺以及地磁传感器构成的微型航姿系在由MEMS加速度计和陀螺以及地磁传感器构成的统。地磁传感器输出经过运算放大器放大后由DSP进行微型航姿系统中，地磁传感器和MEMS加速度计起到系统采样，采样频率为5OHz，然后，在DSP内部进行数字滤波、初始姿态基准和姿态误差滤波估计的作用；目前，对温度补偿，以及航姿计算等工作。最后，由DSP通过串口M

8、EMS加速度计和陀螺仪的温度补偿技术较为成熟，但仅将导航计算结果传给上位Pc机，温度传感器在此检测系通过对加