基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定方法

目前磁传感器多用于对静态或准静态磁场环境的测试,当被测磁场矢量快速变化时,磁传感器的动态特性成为影响其测量精度的关键因素。针对测试现场环境中难于产生标准的高频交变激励磁场源致使磁传感器动态特性无法准确快速标定的难题,提出一种基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性现场快速标定方法。首先提出并构建了一种基于带电直导线的标准宽频带磁场发生器,采用毕奥-萨伐尔定律分析了带电直导线周围磁场分布规律;其次通过在长直导线中加载典型交变激励电流,产生典型交变磁场,采用系统辨识方法实现对磁传感器动态特性标定;最后对某矢量磁传感器测量系统进行了时域、频域动态模型标定。实验表明所提出的磁传感器动态模型标定方法具有简便、快速、高效、准确的优点,便于工业现场对各类磁传感器进行动静态特性标定。     

各向异性磁电阻传感器高精度测试技术

针对各向异性磁电阻(AMR)传感器在受到强磁干扰后灵敏度下降问题和温漂问题,提出运用"复位/置位"脉冲对传感器进行高精度测量的技术.分析了各向异性磁电阻传感器工作原理和复位/置位结构;阐述了复位/置位测试方案和零点补偿方法;设计了相应的电路,并进行了一系列的实验验证.实验结果表明:采用基于"复位/置位"脉冲的AMR磁传感器高精度测试技术可以有效解决磁阻传感器受强磁干扰后灵敏度下降问题,并有效消除AMR传感器零点温度漂移影响,提高了传感器的测量精度.在高精度磁场测量领域具有参考意义.     

油井套管中测斜仪方位角精确解算方法

本文提出了一种基于牛顿迭代法的方位角解算方法,该方法解决了钻井姿态测量过程中铁磁性套管的磁化作用导致方位角解算不准确的问题.在分析了磁测斜仪环境磁场和建立磁性套管磁干扰模型的基础上提出了利用牛顿迭代法解算钻具方位角和套管干扰磁场模型参数.同时利用误差传递原理对影响方位角解算精度的因素进行了分析.最后针对该方法进行了一系列的仿真验证,仿真结果表明:相比于传统解算算法,该方法能够更准确地解算出钻井的方位角.同时,当外界条件一定时,方位角误差主要受顶角θ的影响,当θ=arctan(tanIcosφ)时,误差最大,所以在实际测量过程中可以通过尽量避免θ=arctan(tanIcosφ)来减小误差.     

基于MARG的无人机抗干扰系统的研究

由IMU或电子罗盘组成的无人机航姿测量系统易受载体有害加速度或周围局部磁场干扰导致姿态角解算不准确;针对该问题提出将自适应扩展卡尔曼滤波算法应用于该系统;在卡尔曼滤波算法中提出引入分段函数构造自适应测量噪声方差阵;相比于传统噪声方差阵的阈值判断方法,该方法提高了传感器信息的利用率,进一步减小了外界干扰对系统姿态估计的影响,最终提高了姿态角的解算精度;最后针对该方法进行了仿真分析和无磁转台实验验证,仿真和实验结果表明,该方法能有效提高无人机航姿测量系统的抗干扰能力,具有一定的应用价值.