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《指南针》磁铁PPT课件3

《指南针》磁铁PPT课件3

1、再长的路一步一步得走也能走到终点，再近的距离不迈开第一步永远也不会到达。 2、从善如登，从恶如崩。 3、现在决定未来，知识改变命运。 4、当你能梦的时候就不要放弃梦。 5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。 6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。 7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。 8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。 9、永远不要逃避问题，因为时间不会给弱者任何回报。 10、评价一个人对你的好坏，有钱的看他愿不愿对你花时间，没钱的愿不愿意为你花钱。 11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。 12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。 13、人生最大的错误是不断担心会犯错。 14、忍别人所不能忍的痛，吃别人所不能吃的苦，是为了收获别人得不到的收获。 15、不管怎样，仍要坚持，没有梦想，永远到不了远方。 16、心态决定命运，自信走向成功。 17、第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力的。 18、励志照亮人生，创业改变命运。 19、就算生活让你再蛋疼，也要笑着学会忍。 20、当你能飞的时候就不要放弃飞。 21、所有欺骗中，自欺是最为严重的。 22、糊涂一点就会快乐一点。有的人有的事，想得太多会疼，想不通会头疼，想通了会心痛。 23、天行健君子以自强不息；地势坤君子以厚德载物。 24、态度决定高度，思路决定出路，细节关乎命运。 25、世上最累人的事，莫过於虚伪的过日子。 26、事不三思终有悔，人能百忍自无忧。 27、智者，一切求自己；愚者，一切求他人。 28、有时候，生活不免走向低谷，才能迎接你的下一个高点。 29、乐观本身就是一种成功。乌云后面依然是灿烂的晴天。 30、经验是由痛苦中粹取出来的。 31、绳锯木断，水滴石穿。 32、肯承认错误则错已改了一半。 33、快乐不是因为拥有的多而是计较的少。 34、好方法事半功倍，好习惯受益终身。 35、生命可以不轰轰烈烈，但应掷地有声。 36、每临大事，心必静心，静则神明，豁然冰释。 37、别人认识你是你的面容和躯体，人们定义你是你的头脑和心灵。 38、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。 39、人的价值，在遭受诱惑的一瞬间被决定。 40、事虽微，不为不成；道虽迩，不行不至。 41、好好扮演自己的角色，做自己该做的事。 42、自信人生二百年，会当水击三千里。 43、要纠正别人之前，先反省自己有没有犯错。 44、仁慈是一种聋子能听到、哑巴能了解的语言。 45、不可能！只存在于蠢人的字典里。 46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。 47、小事成就大事，细节成就完美。 48、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。 49、人往往会这样，顺风顺水，人的智力就会下降一些；如果突遇挫折，智力就会应激增长。 50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。 51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。 52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。 53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。 54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。 55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。 56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。 57、理想的路总是为有信心的人预备着。 58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。 59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。 60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。 61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。 62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。 63、彩虹风雨后，成功细节中。 64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。 65、只要有信心，就能在信念中行走。 66、每天告诉自己一次，我真的很不错。 67、心中有理想 再累也快乐 68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。 69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。 70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！ 71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。 72、只要路是对的，就不怕路远。 73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。 74、先知三日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。 75、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。 76、好习惯成就一生，坏习惯毁人前程。 77、年轻就是这样，有错过有遗憾，最后才会学着珍惜。 78、时间不会停下来等你，我们现在过的每一天，都是余生中最年轻的一天。 79、在极度失望时，上天总会给你一点希望；在你感到痛苦时，又会让你偶遇一些温暖。在这忽冷忽热中，我们学会了看护自己，学会了坚强。 80、乐观者在灾祸中看到机会；悲观者在机会中看到灾祸。

第二十章第1节 磁现象 磁场 课件(共37张PPT)

第二十章第1节 磁现象 磁场 课件(共37张PPT)

磁现象
磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作磁化（
magnetization）。许多物体容易磁化。机械手表磁化后，走时不准 ；彩色电视机显像管磁化后，色彩失真；而钢针磁化后，可以用来制 作指南针。你会磁化钢针吗？
磁场
如果把磁针拿到一个磁体附近，它会发生偏转。 磁针和磁体并没有接触，怎么会有力的作用呢？ 这是因为磁体周围存在着一种物质，能使磁针偏 转。这种物质看不见、摸不着，我们把它叫作磁 场（magnetic field）。在物理学中，许多看不 见、摸不着的物质，可以通过它对其他物体的作 用来认识。像磁场这种物质，我们用实验可以感 知它，所以它是确确实实存在的。
磁现象 磁场
磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。一个磁体无论多么小都有两个磁 极，可以在水平面内自由转动的磁体，静止时总是一个磁极指向南方，另 一个磁极指向北方，指向南的叫作南极（S极），指向北的叫作北极（N 极）。同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引。简称同极相斥，异极相吸 。利用磁体的这一性质可以判断一个物体是否带有磁性。 磁化：一些没有磁性的物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，这种现 象叫作磁化。像铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质， 叫作磁性材料。
第二十章 电与磁
第1节
磁现象 磁场
复习引入
电压越高越危险 常见的触电事故 安全用电原则 注意防雷
新课引入
公元843年，在茫茫的大海上，一只帆船正在日夜不停地航行， 没有航标、没有明确的航道。船上一些聪明的中国人利用手中仪 器指示的方向，开辟了从浙江温州到达日本嘉值岛的航线。这个 神奇的仪器，就是罗盘。罗盘即平常我们说的指南针，它是我国 古代的四大发明之一。

红外线电子罗盘

红外线电子罗盘

红外线电子罗盘
科技日新月异，红外线电子罗盘已经广受关注，它是最为发达的测量系统，实现了极好的照明或测量，是现代工业经济最先进的测量工具之一。

红外线电子罗盘可实现高精度的仪表测量以及位置和距离测量，它可以用来测量燃料的流量，测量水的深度，精确的太阳追踪系统，还可以用来测量速度、温度和角度等等。

此外，红外线电子罗盘还可以实现更复杂的自动控制过程，比如用来控制工厂里机器人的运行。

此外，红外线电子罗盘还可以用于安防系统、消防自动化系统和气象系统的控制。

红外线电子罗盘的使用越来越广泛，它的运行稳定可靠，能够处理复杂的测量任务，还可以大大提高测量精度和精确度，可以使用智能设备和互联网实现远程控制和监控。

此外，它可以有效降低能源消耗，减少设备维护费用。

红外线电子罗盘的运用在互联网上实现了智能化控制、远程监控以及安全性控制，进一步提升了数字设备的使用体验。

在未来，红外线电子罗盘将在更多的应用场景中大显身手，成为智能互联网技术中必不可少的一环。

磁罗经检查与保养PPT课件

磁罗经检查与保养PPT课件
1. 磁罗经的安装 1）安装位置尽可能选择在船磁影响最小、远离电气 设备的地方； 2）必须装在船舶首尾线上； 3）标准罗经安装在驾驶台的上层露天甲板上，尽可 能远离固定或移动的钢铁器件，视线阻碍最小。
2. 磁罗经的使用
1）不得随身带有铁磁物质； 2）在罗经正后方，罗盘水平时读取数据； 3）注意校正软铁是否带有磁性； 4）航行中勤测自差，做好记录。
即罗盘摆动半周期；
5）再向右（左）方向做同样的测量； 6）将实测半周期值与出厂说明书标准值（如13秒）
进行比较，若大，说明罗盘磁性下降大，应充磁。
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单元四 磁罗经检查与保养
一、 检查
3. 罗盆气泡的排除 气泡对观察航向和测定物标方位均会产生误差，必须消除。 产生原因：
1）罗盆水密性不好，液体渗出，空气进入罗盆； 2）空气从浮室中逸出所致。
通过测定停滞角的办法来检查。
检查方法： 1）条件：船舶固定于码头、船岸机械不工作 且自差不大；
2）准确记下航向值； 3）用小磁铁或铁器将罗盘向左（右）引偏2° ~ 3°后
迅速移去； 4）罗盘恢复平衡后，航向读数与原记下航向值相差
应小于0.2°； 5）再向右（左）方向做同样的检查。
要求：罗盘返回原航向的读数与记下的准确航向值相差 应小于0.2°，即停滞角小于0.2°，否则说明轴针的 尖端或轴帽磨损严重，须送厂进行修理或更换。
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单元四 磁罗经的维护保养
1）平时应盖上罗经帽和套上罗经套； 2）应注意检查罗经摆动半周期和灵敏度； 3）定期对罗盆轴和常平环轴等加润滑油； 4）保持液体无色透明，消除罗盆内的气泡； 5）罗经附近不得放置或安装磁性物体； 6）方位仪保持完好状态； 7）保持投影或反射型罗经的光学透镜面的清洁； 8）各种校正器不得生锈；软铁校正器不用时，

常见磁传感器及原理和应用ppt课件

常见磁传感器及原理和应用ppt课件
中，若想消除不等位电势是极其困难的，因而只有采用补偿的方法。 • 由于矩形霍尔片有两对电极，各个相邻电极之间有4个电阻R1，R2，R3，
R4，因而可把霍尔元件视为一个4臂电阻电桥，这样不等位电势就相当于 电桥的初始不平衡输出电压。 • 理想情况下，不等位电势为零，即电桥平衡，相当于 R1=R2=R3=R4 ，则 所有能够使电桥达到平衡的方法均可用于补偿不等位电势，使不等位电势 为零。
螺线管线圈的电感与它的磁导率有关，而 螺线管磁芯的磁导率以饱和的方式依赖于 外部的磁场，Ｂ—Ｈ曲线，μ为在某一给 定点曲线的斜率。如果器件在其曲线的 “膝盖”位置受到一个恒定偏置磁场（如 线圈偏置电流），外部磁场的一个微小变 化将引起磁导率的显著变化，因此电感也 发生变化。
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最新编辑ppt
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磁传感器的分类
物理原理：磁电感应式传感器，霍尔效应、磁阻效应、巨磁电阻效应、 巨磁阻抗效应、超导量子干涉器、磁致伸缩效应、磁弹性效应等。
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磁电感应式传感器
1831年, 英国Michael Faraday和美国的Joseph Henry 发现的电磁学中最基 本的效应之一------电磁感应现象
数字罗盘也是磁传感器的重要市场，正在成为平板电脑和手机全球定位系 统(GPS)中的标准器件。例如，iPhone和iPad在行人与车辆导航中使用电 子罗盘，也用于基于位置的服务和增强现实等应用。
这两个方面市场每年有十几亿美元，其中五大供应商日本Asahi Kasei Microsystems、美国Allegro Microsystems、德国英飞凌、瑞士 Micronas和比利时Melexis N.V.占据80%的市场。

通信电子中的电子罗盘技术

通信电子中的电子罗盘技术

通信电子中的电子罗盘技术随着通信技术的飞速发展，电信行业也在不断推陈出新，不断向着更高的技术水平追求。

而电子罗盘技术则是其中的重要领域之一，也是可持续发展的重点研究方向之一。

一、电子罗盘技术的概述电子罗盘是指用电子元器件代替传统的机械罗盘进行方向检测和指示的一种设备。

它主要利用传感器、信号处理器和显示器等元器件，通过对地球自转的影响以及地球对磁场的影响等进行测量和分析，进而推导出准确的方向和位置信息，并通过显示器上的数据指针来指示方向。

电子罗盘技术具有精度高、灵敏度好、反应时间快等特点，特别适合用于通信领域中需要进行航向控制、定位及角度测量等方面的应用。

二、电子罗盘技术在通信领域中的应用1. 航向控制电子罗盘技术在军事航空、船舶航行、导弹制导等方面的航向控制应用是电子罗盘技术在通信领域中的一个重要应用方向。

在这些领域中，电子罗盘的精确性和稳定性尤为重要。

例如，在航空领域，机身姿态的稳定性是航行安全的重要保证。

而电子罗盘技术则可以借助陀螺仪等元器件来提高航行稳定性，防止飞行器出现姿态偏差导致的意外。

2. 定位测量电子罗盘技术可以用于通信设备的定位测量中，例如移动通信网络中的基站与终端之间的通信距离测量、卫星连接的建立等。

通过精确的定位测量，可以准确地确定通信设备的位置以及其周围环境的变化，从而提高通信信号的传输质量和稳定性。

3. 角度测量在通信工程中，角度测量是非常重要的。

例如在雷达系统中，可以通过电子罗盘技术实现角度测量，来识别和追踪目标。

此外，在通信站等场合中，电子罗盘技术也可以实现方向控制，为通信设备提供更加精确和稳定的定向支持。

三、电子罗盘技术的发展趋势随着通信领域的发展壮大，对电子罗盘技术的要求也越来越高。

因此，电子罗盘技术也在不断地得到改进和升级。

下面分别就电子罗盘技术的发展趋势进行了探讨：1. 精度提高尽管现有的电子罗盘技术已经具有相当高的精度，但在实际应用中还需进一步提高。

为此，学者们正为电子罗盘技术的制造过程、测量方法和数据处理等方面进行深入研究，以达到更高的精度标准。

《指南针》磁铁PPT课件3 (共23张PPT)


指南针：是利用磁铁指示 方向的仪器。
指南针是我国古代的四大发明之一。
指南针是怎么设计的呢？
• 早在两千多年前汉 代（公元前206－公 元220年），中国人 就发现山上的一种 石头具有吸铁的神 奇特性，并发现一 种长条的石头能指 南北，他们管这种 石头叫做磁石。
汉代司南
罗盘 • 后来，人们学会了人工制作磁 铁，就制成了磁针，把磁针放 在一个盛水的、边上标有方向 的盘子里。磁针浮在水上，能 自由旋转，静止时两端分别指 向南北方向。这种指南仪器比 司南进了一步，比较好制作， 也更灵敏。人们把这种指南仪 器叫做水罗盘，也叫罗盘。
挫折的名言 1、 我觉得坦途在前，人又何必因为一点小障碍而不走路呢？——鲁迅 2、 “不耻最后”。即使慢，弛而不息，纵会落后，纵会失败，但一定可以达到他所向的目标。——鲁迅 3、 故天将降大任于是人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，曾益其所不能。 战胜挫折的名言 1、卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。——贝多芬 2、每一种挫折或不利的突变，是带着同样或较大的有利的种子。——爱默生 3、我以为挫折、磨难是锻炼意志、增强能力的好机会。——邹韬奋 4、斗争是掌握本领的学校，挫折是通向真理的桥梁。——歌德 激励自己的座右铭 1、 请记得，好朋友的定义是：你混的好，她打心眼里为你开心；你混的不好，她由衷的为你着急。 2、 要有梦想，即使遥远。 3、 努力爱一个人。付出，不一定会有收获；不付出，却一定不会有收获，不要奢望出现奇迹。 4、 承诺是一件美好的事情，但美好的东西往往不会变为现实。 工作座右铭 1、 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。——《荀子劝学》 2、 反省不是去后悔，是为前进铺路。 3、 哭着流泪是怯懦的宣泄，笑着流泪是勇敢的宣言。 4、 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。——屈原《离骚》 5、 每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。 国学经典名句 1、知我者，谓我心忧，不知我者，谓我何求。（诗经王风黍离） 2、人而无仪，不死何为。 （诗经风相鼠） 3、言者无罪，闻者足戒。 （诗经大序） 4、他山之石，可以攻玉。 （诗经小雅鹤鸣） 5、投我以桃，报之以李。 （诗经大雅抑） 6、天作孽，犹可违，自作孽，不可活。（尚书） 7、满招损，谦受益。 （尚书大禹谟） 青春座右铭 1、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。 2、把手握紧，什么也没有；把手伸开，你就拥有了一切。 3、不在打击面前退缩，不在困难面前屈服，不在挫折面前低头，不在失败面前却步。勇敢前进！ 4、当你能飞的时候就不要放弃飞。 5、当你能梦的时候就不要放弃梦。 激励向上人生格言 1、实现自己既定的目标，必须能耐得住寂寞单干。 2、世界会向那些有目标和远见的人让路。 3、为了不让生活留下遗憾和后悔，我们应该尽可能抓住一切改变生活的机会。 4、无论你觉得自己多么的不幸，永远有人比你更加不幸。 5、无论你觉得自己多么的了不起，也永远有人比你更强。 6、打击与挫败是成功的踏脚石，而不是绊脚石。 激励自己的名言 1、忍别人所不能忍的痛，吃别人所别人所不能吃的苦，是为了收获得不到的收获。 2、销售是从被别人拒绝开始的。 3、好咖啡要和朋友一起品尝，好机会也要和朋友一起分享。 4、生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。 5、拥有梦想只是一种智力，实现梦想才是一种能力。 6、有识有胆，有胆有识，知识与胆量是互相促进的。 7、体育锻炼可以（有时可以迅速）使人乐观（科学实验证明）。 8、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。（注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐观是成功的第三要素） 9、自信是人格的核心。 10、获得的成功越大，就越令人高兴。

《指南针》磁铁PPT课件三

铁，就制成了磁针，把磁针放 在一个盛水的、边上标有方向 的盘子里。磁针浮在水上，能 自由旋转，静止时两端分别指 向南北方向。这种指南仪器比 司南进了一步，比较好制作， 也更灵敏。人们把这种指南仪 器叫做水罗盘，也叫罗盘。
• 到了宋指代南，我针国的古发代明科学
家沈括，在前人研究的基础 上对指南仪器进行了改进， 制作出各式各样的指南针。
指南针
指南针：是利用磁铁指示 方向的仪器。
指南针是我国古代的四大发明之一。 指南针是怎么设计的呢？
• 早在两千多年前汉 代（公元前206－公 元220年），中国人 就发现山上的一种 石头具有吸铁的神 奇特性，并发现一 种长条的石头能指 南北，他们管这种 石制作磁
• 几百年前，指南针传到欧 洲，从此，世界各国才逐渐 有了指南针。
1、它是什么 东西做成的? 2、为什么可 以用它来做指 南针? 3、你见过的 指南针是什么 样的？
观察：指南针有几个基本构造？
磁针：确定N、S极。 方向指示盘：指引确定其
它具体方向。
支架： 支撑磁针，让它保
持水平状。
用指南针定方向的方法：
•看看我们学校的大门朝什 么方向，我们的教室窗户朝 什么方向。
成功的道路上充满荆棘，苦战方能成功。 若现在就觉得失望无力，未来那么远你该怎么扛。 不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。 所谓成功，就是在平凡中做出不平凡的坚持。 踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。 美好的生命应该充满期待、惊喜和感激。 松软的沙滩上最容易留下脚樱钽也最容易被潮水抹去。 朝闻道，夕死可矣。——《论语·里仁》
1、把指南针盒放平，让磁针自由转 动。
2、待磁针停止摆动后，转动指南针 盒，使方位盘上标明的南（S）、北 （N）方向与磁针指的南、北方向一致。

《指南针》磁铁PPT教学课件3


磁针：确定、极。 方向指示盘： 指引确定其
它具体方向。
支架： 支撑磁针，让它保
持水平状。
用指南针定方向的方法： 、把指南针盒放平，让磁针自由转 动。 、待磁针停止摆动后，转动指南针 盒，使方位盘上标明的南（）、北（） 方向与磁针指的南、北方向一致。 、对照方位盘，确定出各个方向。
北 西北 东北
•
指南针的发明 到了宋代，我国古代科学
家沈括，在前人研究的基础 上对指南仪器进行了改进， 制作出各式各样的指南针。 • 几百年前，指南针传到欧 洲，从此，世界各国才逐渐 有了指南针。
、它是什么东 西做成的? 、为什么可以 用它来做指南 针? 、你见过的指 南针是什么样 的？
观察：指南针有几个基本构造？
指南针
指南针：是利用磁铁指示 方向的仪器。
指南针是我国古代的四大发明之一。
指南针是怎么设计的呢？
• 早在两千多年前汉 代（公元前－公元 年），中国人就发 现山上的一种石头 具有吸铁的神奇特 性，并发现一种长 条的石头能指南北， 他们管这种石头叫 做磁石。
汉代司南
指南鱼
水浮式指南针
罗盘 • 后来，人们学会了人工制作磁 铁，就制成了磁针，把磁针放 在一个盛水的、边上标有方向 的盘子里。磁针浮在水上，能 自由旋转，静止时两端分别指 向南北方向。这种指南仪器比 司南进了一步，比较好制作， 也更灵敏。人们把这种指南仪 器叫做水罗盘，也叫罗盘。
西ห้องสมุดไป่ตู้
东
西南
东南
南
用指南针定方向的方法
• 1.把指南针盒放平，让磁针自由转动。 • 2.待磁针停止摆动后，使方向盘上标明的男 （S）、北（N）方向与磁针的南北方向一 致。 • 3.对照方位盘确定出各个方向。

电子罗盘基础知识及校准

无人机——磁力计/电子罗盘学习及校准电子罗盘是一种重要的导航工具，能实时提供移动物体的航向和姿态。

随着半导体工艺的进步和手机操作系统的发展，集成了越来越多传感器的智能手机变得功能强大，很多手机上都实现了电子罗盘的功能。

而基于电子罗盘的应用（如Android的Skymap）在各个软件平台上也流行起来。

要实现电子罗盘功能，需要一个检测磁场的三轴磁力传感器和一个三轴加速度传感器。

随着微机械工艺的成熟，意法半导体推出将三轴磁力计和三轴加速计集成在一个封装里的二合一传感器模块LSM303DLH，方便用户在短时间内设计出成本低、性能高的电子罗盘。

本文以LSM303DLH为例讨论该器件的工作原理、技术参数和电子罗盘的实现方法。

1.地磁场和航向角的背景知识如图1所示，地球的磁场象一个条形磁体一样由磁南极指向磁北极。

在磁极点处磁场和当地的水平面垂直，在赤道磁场和当地的水平面平行，所以在北半球磁场方向倾斜指向地面。

用来衡量磁感应强度大小的单位是Tesla或者Gauss（1Tesla=10000Gauss）。

随着地理位置的不同，通常地磁场的强度是0.4-0.6 Gauss。

需要注意的是，磁北极和地理上的北极并不重合，通常他们之间有11度左右的夹角。

图1 地磁场分布图地磁场是一个矢量，对于一个固定的地点来说，这个矢量可以被分解为两个与当地水平面平行的分量和一个与当地水平面垂直的分量。

如果保持电子罗盘和当地的水平面平行，那么罗盘中磁力计的三个轴就和这三个分量对应起来，如图2所示。

图2 地磁场矢量分解示意图实际上对水平方向的两个分量来说，他们的矢量和总是指向磁北的。

罗盘中的航向角（Azimuth）就是当前方向和磁北的夹角。

由于罗盘保持水平，只需要用磁力计水平方向两轴（通常为X轴和Y轴）的检测数据就可以用式1计算出航向角。

当罗盘水平旋转的时候，航向角在0?- 360?之间变化。

2．ST集成磁力计和加速计的传感器模块LSM303DLH2.1 磁力计工作原理在LSM303DLH中磁力计采用各向异性磁致电阻（Anisotropic Magneto-Resistance）材料来检测空间中磁感应强度的大小。

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电子罗盘主要分为磁通门、磁阻式和霍尔元件 三 种 。磁通门传感器是由一套环绕磁芯的线圈组成 ，该磁芯配有励磁电路，能够提供低成本的磁场探 测方法，但它们体积偏大、易碎、响应时间慢。 霍 尔效应磁传感器的优点是体积小，重量轻，功耗小， 价格便宜，接口电路简单，特别适用于强磁场的测 量。但是，它又有灵敏度低、噪声大、温 度性能 差等缺点。虽然有些高灵敏度或采取了聚磁措施霍 尔器件也能用于测 量地磁场，但一般都是用于要 求不高的场合。
系统误差补偿，得到载 体的姿态参数，将它们通过
串口在上位机实时输出。
复ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电路
Hx 信 号
三维磁阻传感器 Hy 调
Hz 理 电
A/D
路
转
换
Gx
双轴加速计 Gy
器
RS22
上位机
电子磁罗盘结构示意图
电子磁罗盘基本原理
地球的磁场强度 为0 . 5 —0 . 6gauss，无论何 地，磁场的水平分量永远指向磁北，这是所有电 子罗盘的制作基础。传统的导航定位，通过以下 三个姿态参数：航向角(α)，俯仰角(β)，横滚 角(γ)。将磁阻传感器的三个敏感轴沿载体的三 个坐标轴安装，分别测量地磁场磁感强度H在载体 坐标系三个坐标上的投影分量(Hx，HY，Hz)。在 地 平 坐 标 系 中 ， 磁 阻 传 感 器 的 三 轴 输 出 为 (HR-X, HR-Y, HR-Z)，如下图示所示。
传感器模块
本系统所用的磁阻传感器是HMC5883L三轴磁阻 传感器，可测量X，Y，Z轴的磁场分量。其磁场测 量范围是±8G，分辨率可达2mG。传感器 尺 寸 小 精 度高功耗低，而且内置自测试电路，方便量产测试， 无需增加额外昂贵的测试设备。加速计采用了可提 供模拟电压输出的小量程、小尺寸、低功耗的 两 轴 加速度计ADXL202，测量范围 是±2g。因为传感器 本身自带了信号调理电路，所以不需要外路，可以 直接接入A／D转换器。
国内外研究现状
国外有多家公司研究和生产电子罗盘，尤其 是以Honeywell(霍尼韦尔）公司的磁阻式电子罗 盘和KVH公司生产的磁通门电子罗盘最为著名。
国内的电子罗盘研究由于起步比较晚，国内 生产和销售电子罗盘的厂家基本都是以代理国外 的品牌为主。国内九十年代末开始电子罗盘的研 究。大连海事大学关政军教授利用磁阻传感器研 制了水平状态下的磁罗经；
MCU模块
作为整个设计的核心部分，微处理器负责对传 感器采集的信号进行实时处理，通过姿态矩阵和误差 补偿，可以碍到载体的姿态参数。但其计算量较大， 普通的单片机不能满足使用要求，本系统最终选用高 速DSP芯片作为微处理器。n俗320VC5402是一款性价 比极高的16bit定点数字信号处理器，最高工作频率 可达looMHz，提供了两个高速、双向、多通道带缓冲 的串行接口。置位／复位电路是用于消除高强度的磁 场对磁阻传感器的影响，使其恢复到测量磁场的高灵 敏度状
西北工业大学刘诗斌教授的博士学位论文应用磁
通门技术于无人机中并研制了原理样机，对实际 应用中的误差进行了智能补偿；其余国内的大部 分研究仍停留在利用Honeywell公司的磁阻传感器 来制作电子罗盘上，并对产生的误 差进行智能补 偿的阶段。因此可以说电子磁罗盘在国内还是有 很大的发展空间。
电子磁罗盘分类
模块设计
电子罗盘的设计框图如图1所示，可分为3大模块：传 感器模块、数据采集模块和MCU模块。系统 首先利用加 速度计敏感地球重力场中测量载体的姿态，然后通过姿 态坐标变换将磁阻传感器沿载体坐标的测量信号变换到 地平坐标系。在微处理器中进行实时姿态计算、坐标变 换，系统误差补偿，得到载体的姿态参数，将它们通过 串口在上位机实时输出。由于磁阻传感器的输出均为mv 级的电压信号，所以必须经过运算放大器放大后，才可 以送到A／D转换器进行模数转换。
电子磁罗盘设计
方云 边志耀 高振
通信092 通信092 通信092
背景及应用
早在我国北宋时期我们的祖先就发明了简单 的可以指示方向的罗盘，用于行军打仗。随着科 技的发展，半导体材料的不断出现，集成技术的 日益成熟，电子罗盘技术也得到迅速的发展，各 种各样的电子罗盘出现在了我们的生活当中，而 且扮演着重要角色，尤其是在导航方面。同时电 子罗盘在水平孔和垂直孔测量、水下勘探、建筑 物定位、设备维护、仿真系统、教育培训、虚拟 现实等方面有着广泛的应用。
γ
HX
磁北
HY β Y
HZ Z
HR-X=HXcosβ+HY sinβsinγ-HZ sinβcosγ;
HR-Y=HX cosγ+HZ sinβ; 其中α为航向角;β为俯仰角;γ为横滚角
两轴加速计测得的重力加速度为GX、GY已知当地 的重力加速度值为g，可得：
β=arcsin(Gx/g) γ=arcsin(GY/g) α=arctan(HR-Y /HR-X)
数据采集模块
在传感器测量范围内，磁阻传感器输出的是 与磁场成正比的差分电压信号，在5v供电的情况 下产 生±30mv的偏置电压，因此可通过信号调理 电路把双极性的电压信号转换成单极性信号，同 时通过模 拟低通滤波，消除高频噪声，最终得到 0一5V的电压范围。 AD7714是一款高分辨率、低 噪声的24位∑一△A／D转换器，支持6路单端信号 输入满足5路信号的采集要求。
磁阻传感器现在已经可以做成标准的集成芯片， 并且产品也形成了系列。而使用磁阻传感器的电 子罗盘克服了磁通门罗盘的不足，具有体积小、 重量轻、精度高、可靠性强、响应速度快等优点， 是未来电子罗盘的发展方向。
我们的设计
基于现状，本文我们采用磁阻传感器来设计电子磁 罗盘。设计电子磁罗盘的基本思路：首先考虑到三轴磁 阻传感器和加速度计的一些特性，我们采用HMC5883L三 轴磁阻传感器进行地球磁场矢量测量，加速度计 ADXl202敏感地球重力场中测量载体的姿态，然后通过 姿态坐标变换将磁阻传感器沿载体坐标的测量信号变换 到地平坐标系。其次我们将磁阻传感器的输出电压信号 进行放大，之后送到A／D转换器进行模数转换。在微处 理器中进行实时姿态计算、坐标变换，系统误差补偿， 得到载 体的姿态参数，将它们通过串口在上位机实时 输出。最后在微处理器中进行实时姿态计算、坐标变换,