使用Helmholtz線圈系統校準羅盤
發布時間：2021-02-22 會員：
目標
為了產生一個均勻的靜態直流磁場來校準羅盤，消除其它設備對羅盤的影響。
儀器
背景
用于消費電子產品和測距儀的羅盤通常是基于芯片的磁力計，一般在工廠進行校準。 然而，在裝入羅盤的電子設備中其它部件可能會影響其性能，改變由羅盤測量的磁場和顯示的方向。因此，必須在傳感器安裝在設備后進行校準。下面的方法使用磁場來校準這樣的傳感器。
方法
羅盤測量地球的地磁場。 基于數字芯片的羅盤測量直流場相對于設備或傳感器的方向，以提供設備指向的方向。 在封裝材料或周圍電子設備中，其他磁性材料的存在將改變局部直流場和羅盤顯示的方向。 這將在顯示的方向上引入偏差（錯誤）。 為了量化影響的效果并消除它，必須把設備作為一個整體，對羅盤進行校準。
Helmholtz線圈、PA1和CU1用于產生磁場（通常在直流用于羅盤校準)，其振幅可以變化以模擬地球的場幅，也可以設置在所使用的傳感器測量范圍內的任意水平(受系統能力限制）。 CU2主動補償附近的與移動電話或其它金屬物體相關的直流場的瞬態變化。
為了精確標定，還必須確保線圈安裝在遠離金屬結構的位置，如結構梁，(見應用說明AN0052)。
雖然CU2可以補償安裝在線圈中心的參考傳感器測量的變化，但Helmholtz線圈不能很容易地補償強的局部梯度，例如由附近的金屬結構產生的梯度。 因此，建議在安裝前進行現場調查，使用Spectramag-6（見應用說明AN0027）等系統來確定現場是否合適。為了準確地校準被測試設備(DUT)，DUT必須位于線圈的最大均勻區中心。
當使用CU2時，參考傳感器也需要定位在這個區域內，盡可能接近DUT，但不能被DUT影響。 由于磁場是相對于CU2參考傳感器產生的，參考傳感器所看到的任何失真都將由線圈補償，確保在CU2參考傳感器位置的線圈內有一個穩定的場。
此外，在使用CU2時，必須在CU2參考傳感器和DUT內部的傳感器之間進行最佳的機械對準，以確保您生成的磁場是您在DUT上看到的磁場，而不是由于DUT和CU2參考傳感器之間的角度差異而降低幅度的磁場。
一旦安裝在線圈內，所提供的軟件可用于根據需要設置磁場。 使用三軸線圈將使用戶能夠在任何所需的方向設置磁場，而不需要物理移動DUT。 根據廠商的要求，磁場水平可以是地磁場水平也可以更高。 考慮到線圈(或CU2參考傳感器)和DUT之間的對準誤差，可以對所有可能的角度測量所施加的場與DUT讀取的場之間的角偏差，并在羅盤的數字校正中考慮這些誤差。
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