使用Helmholtz线圈系统校准罗盘
发布时间：2021-02-22 会员：
目标
为了产生一个均匀的静态直流磁场来校准罗盘，消除其它设备对罗盘的影响。
仪器
背景
用于消费电子产品和测距仪的罗盘通常是基于芯片的磁力计，一般在工厂进行校准。 然而，在装入罗盘的电子设备中其它部件可能会影响其性能，改变由罗盘测量的磁场和显示的方向。因此，必须在传感器安装在设备后进行校准。下面的方法使用磁场来校准这样的传感器。
方法
罗盘测量地球的地磁场。 基于数字芯片的罗盘测量直流场相对于设备或传感器的方向，以提供设备指向的方向。 在封装材料或周围电子设备中，其他磁性材料的存在将改变局部直流场和罗盘显示的方向。 这将在显示的方向上引入偏差（错误）。 为了量化影响的效果并消除它，必须把设备作为一个整体，对罗盘进行校准。
Helmholtz线圈、PA1和CU1用于产生磁场（通常在直流用于罗盘校准)，其振幅可以变化以模拟地球的场幅，也可以设置在所使用的传感器测量范围内的任意水平(受系统能力限制）。 CU2主动补偿附近的与移动电话或其它金属物体相关的直流场的瞬态变化。
为了精确标定，还必须确保线圈安装在远离金属结构的位置，如结构梁，(见应用说明AN0052)。
虽然CU2可以补偿安装在线圈中心的参考传感器测量的变化，但Helmholtz线圈不能很容易地补偿强的局部梯度，例如由附近的金属结构产生的梯度。 因此，建议在安装前进行现场调查，使用Spectramag-6（见应用说明AN0027）等系统来确定现场是否合适。为了准确地校准被测试设备(DUT)，DUT必须位于线圈的最大均匀区中心。
当使用CU2时，参考传感器也需要定位在这个区域内，尽可能接近DUT，但不能被DUT影响。 由于磁场是相对于CU2参考传感器产生的，参考传感器所看到的任何失真都将由线圈补偿，确保在CU2参考传感器位置的线圈内有一个稳定的场。
此外，在使用CU2时，必须在CU2参考传感器和DUT内部的传感器之间进行最佳的机械对准，以确保您生成的磁场是您在DUT上看到的磁场，而不是由于DUT和CU2参考传感器之间的角度差异而降低幅度的磁场。
一旦安装在线圈内，所提供的软件可用于根据需要设置磁场。 使用三轴线圈将使用户能够在任何所需的方向设置磁场，而不需要物理移动DUT。 根据厂商的要求，磁场水平可以是地磁场水平也可以更高。 考虑到线圈(或CU2参考传感器)和DUT之间的对准误差，可以对所有可能的角度测量所施加的场与DUT读取的场之间的角偏差，并在罗盘的数字校正中考虑这些误差。
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