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垂直方向的强磁场在磁场测量中会有什么干扰?如果我在测量z轴磁场的同时还存在10-50G的x轴方向的磁场该怎么办?
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不干扰测量的最大正交轴磁场大小为15高斯。5-15高斯的正交轴磁场会严重影响输出的线性性能。如果传感器没有转换到置位/复位模式,非线性误差将达到10-15%(1高斯量程内)。如果使用了置位/复位模式,正交轴非线性误差将小于1%。
我们的新型传感器- HMC1021和HMC1022
-受到的正交轴影响将会更小。在置位/复位模式下非线性误差将小于1%。
使用说明(#AN-205)描述了HMC1001/1002的这种效应。 |
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传感器是否会由于地磁场影响而产生灵敏度的昼夜差异?
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答
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不会。传感器灵敏度没有昼夜差异,地磁本身也没有多少昼夜差异。地磁场强度大约为500毫高斯,我们的传感器可以检测到0.04到0.07毫高斯的磁场。HMC2003
为40毫高斯, HMR2300为 70毫高斯。 |
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在铁性介质附近使用时应该怎样考虑其影响?
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答
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铁性介质(例如老虎钳)的存在将会吸收地磁场而造成测量干扰。这和传感器是无关的,这种在任何的传感器上都会发生。不过是有解决方法的。
F例如,在汽车效应中,可以安装一个简单的校整计。如果传感器安装在固定的位置,那么就会增加或减少净效应,从而决定偏置。
A另外的一种方法是使用一个低通滤光片,它可以快速的显示出变化-例如隧道内一个大货车驶过小车。地磁场的影响是一直存在的,所以明白这一点并对其进行修改是非常重要的。我们的传感器可以检测出精确的地磁场数值。
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在发电机和铁介质周围,是否传感器性能会受到影响?
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是的,电动机产生的磁场会附加到地磁场中。传感器会把这些磁场作为一个整体进行测量,不过这可以用用电子过滤设备进行区分,因为地磁是直流(静态)的,而电动机磁场是交流(振荡)的。事实上,HMR2300的过滤器可以消除50/60Hz磁场的影响。铁磁性介质同样会吸收地磁场,使得磁场方向发生改变。
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如果闪电落在传感器附件,不是直接击中,会有什么影响呢?闪电对磁场特性没有影响
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闪电如果落在传感器附近则对磁场特性没有影响。这将对车辆有所影响,但仅仅是微弱的。车辆驶近传感器时仍然可以被检测到-只会有一点外形上的不同。
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运动的车辆上传感器线性度如何?是否对车辆的速度要有什么限制?
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安装在车辆上的传感器会使地磁场发生畸变。这种畸变可以被技巧地校整,只要在让车绕几个圈就可以了。对车辆地速度没有限制,磁场传感器不会被运动和加速度影响-它完全是固态的。 |
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目前市场上的AGVs(自动滑行车辆)使用陀螺系统控制运动方向。而陀螺比磁场传感器价格高得多,这后面有什么原因吗?
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陀螺是标准的方向指示系统,因为它可以检测到很多车辆参数-横滚、俯仰和旋转。陀螺的问题是它会随着时间产生偏移。我们的磁场传感器可以非常好的检测到旋转(偏转或方位角)且不会随时间产生偏移,不过会被任何车辆的特性介质影响。车辆本身的影响可以简单的得到校整并消除。 |
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如果单一的传感器作为 交通流量检测使用,是否需要一直使其放在同样的磁场方向下?
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答
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不需要,您没有必要将传感器一直对这一个方向(例如北方),事实上您会希望它对着车辆,这样在车辆驶过的时候会有最大的响应。 |
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传感器检测车辆需要在什么范围内?
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如果传感器设计恰当,他们可以在20-30英尺的距离检测到车辆的存在性。 |
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车辆尺寸对传感器有什么影响?传感器是否可以对铁磁介质目标的运动方向作出反映?
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当车辆驶过时其尺寸会对脉冲的振幅和持续时间产生影响。摩托车在监视器上只是一个小点,而18轮大车会是长条形。显示点的大小是由车辆上铁性介质(铁,钢,镍等)的尺寸决定的。
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在Y=0 和 Z=0
的条件下测量磁场的+X方向数值的时候我遇到了困难,当系统X轴旋转180度同时保持Y=0和Z=0的条件,其读数只有-0.8(应该是-1)。测量X=0,Z=0时Y轴数值时(+Y=+0.9,
-Y=-1)以及同样测量Z轴数值时数据都不同。误差大约是10%到20%。
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答
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这个可以用其他电路产生的偏置场解释,和将磁力计安装在车辆上的情况一致。正如您所描述的那样,车辆上的铁质设备会引起一个偏置场。
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这种现象正常吗?你建议如何校正系统?
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是的。一种方法是将设备转动一圈再计算偏移矢量,并由此令输出回到以
(0,0) 为中点的圆内,在接下来的读数中会使用这种偏移矢量。如果设备传感器的X,Y平面上作为罗盘使用,那么就将设备在工作台上旋转360度 。随着设备的旋转,X和Y输出曲线会类似一个正弦和余弦曲线。如果您记录下所有的读数并把它们画在X-Y坐标上,那么就可以看到一个圆(或者椭圆)。在这种情况下,圆心会偏离原点(0,0),偏移量就是由附近的铁质设备引起,且需要记录到内存中供接下来的计算使用。任何一个用来计算方向的X,Y矢量都需要在从中减去这个偏移矢量,再作为计算罗盘方向的量。
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当汽车被磁化后,这对测量地磁场有多少影响?
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如果汽车被磁化,它会在罗盘指示方向产生一个偏移磁场,其现象是产生罗盘偏转,例如+15度误差。如果汽车已经被磁化,这种误差可以用一个处理器消除。
汽车本身会干扰地球磁场,但是地球磁场依然存在,这些磁场是相加性的。如果存在一个较大的场,那么较小的地球磁场会附加在上面;如果磁力计被安装在车内,您可以简单通过校准工作消除这种影响。 |
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PCB板上的部件会有什么影响吗?例如悬式电缆?
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是的,许多的元件都含有铁性材料。最常见的是镍,一般用来连通集成电路的不同层。其他的像TO-5罐子和TO-220封装都含有大量的铁。
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我的系统中没有任何会产生影响的金属部件,但是附近存在一个永磁铁磁场,这样有什么问题吗?
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答
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永磁铁会引起元件“烫卷”,进而产生偏移磁场矢量。 |
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如果我使用置位&复位电路,是否要将永磁体拿走?送到置位&复位的脉冲大约为3到4安培,这是否够用,是否需要增加这个值?有什么限制吗?
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置位&复位脉冲不会减小偏移场的影响。但是可以减少温度漂移效应,提高线性度,重复性以及延滞效应方面的性能。 |
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HMC1002和HMC2003之间的区别是什么,以及如何考虑采用什么型号? |
答
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HMC1002只是一个有未放大毫伏电压输出的简单MR传感器。HMC2003具有三轴放大传感能力。
在大批量应用(自动罗盘,虚拟现实)中用户购买HMC1002,有自动化安装过程,并且经济实惠。HMC1002需要精确的电流以及在应用说明提到的置位&复位电路以将输出从毫伏提高到伏的水平。增加这些部件使之与有A/D转化输出的微型控制器直接兼容。
如果用户的技术能力不能满足上面提到的HMC1002需要的支持,那么他们就会购买HMC2003,不需要提供自动化安装过程。HMC2003节省了设计成本,时间,降低了风险-它可以安装到产品原形中去,并直接使用。无需任何支持HMC2003就可以与有A/D转化输出的微型控制器直接兼容HMC2003的输出电压大约是2.5V上下。 |
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HMC2003是否需要对温度进行单独校正?您可以提供一个简单应用,用以比较出每个设备需要什么样的电气支持和输出?
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不HMC2003不用对温度进行单独校正。它是全固态的混合设计,没有储存校正系数的内存。温度的精确度是可以保证的,因为我们的设计就使得它符合我们的参数说明。 |
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HMC2003的输出可否用作更换设备的偏航率?
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答
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更换设备的偏航率可以由我们提供的磁场传感器测得:
我们的传感器分辨率是40到70毫高斯-有产品型号决定。混合设计提供40毫高斯的分辨率作为输出的模拟电压,HMC2003磁力计提供70毫高斯的分辨率作为数字的输出形式。(RS-232
或RS-485)
当HMC2003计算出方位角后,在典型的垂直地磁场(300毫高斯)中的角位移可以由下式决定:
0.01 度 = arcTan(70 毫高斯/300 毫高斯)
罗盘的精确度依赖硬/软铁补偿,斜率和倾角。我们的罗盘已经证明在斜率70,DIP角达到80度的使用中具有+/-0.5度的精确度。
HMC2003有二进制和ASCII两种输出形式。二进制下,X,Y,Z轴数值各使用一个16-bit的字(+/-30,000表示+/-
2 高斯场强)。ASCII形式更长,但是可在PC的屏幕上读出。输出频率可以在10到154 数/秒 间选择。 |
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HMC1022数据表单显示Vcc = 5或 8 VDC, min. 置位电压3.0 V,使用一个3VDC电池最为Vcc是否不可能?
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您可以在Vcc上使用3V电压。传感器精确度和场强范围都不会改变,只有信号大小会成比例的减小。
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您在AN-201中提到的传感器在100微高斯以下磁场同样灵敏和“HMC2003规格说分辨率<70微高斯”这两种说法怎么理解?电气会产生什么噪音影响?HMC2003会产生什么程度的噪音?HMC2003和HMC2300真实的分辨率极限是多少?
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限制我们的传感器的是传感器桥电路自身产生的噪音。我们称HMC2300为70毫高斯,但是这被16-bit
A/D转换器限制。在60,000个A/D输出步中横越+/-2高斯将会在每步产生67毫高斯。
HMC2003被放大元件的噪音限制,这种噪音有0.7microVolts p-p (0.1到10
Hz)的噪音输入。这就将磁场分辨率限制在40毫高斯。 |
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HMC2003产生的噪音有多大?
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HMC1001和HMC1002的噪音电压密度在100Hz下为4.4nV/rt-Hz,在1Hz下为30 nv/rt-Hz。这会产生10毫高斯左右的磁场分辨率。输出灵敏度为3.1mV/V/gauss。
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当把MR传感器安装在板上时有没有什么限制?可能会有很多的金属和其他会影响传感器的元件。
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在把传感器安装到电路板上时有一些注意事项。镀金连接器和大规模集成电路应该距离传感器1-2厘米,如果太近,并且磁场效应改变的话,罗盘读数就会产生误差。 |
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HMC1001是否有工作频率(带宽)的限制?
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是的,1MHZ. |
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为什么HMC2003相对于HMC1001和1002显得很慢?我们是否有比HMC2003(1KHz)更快的3-轴设备?比如HMC1003?
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这是我们所使用的放大器引起的。设备amp的小信号带宽是.7MHz。它在达到100khz仍然保持精确。其他的amp可用于更宽的带宽,我们可以调整HMC2003,改变其中一个电容器数值来将3dB带宽增加到2kHz。要得到更多的带宽可以换用Op
Amp。 |
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在HMC1001和1002的数据表单中提到 :
"场的偏置电流带(正偏移和负偏移)名义上可以在每20mA电流通过时产生1 Oe交叉在测量轴上的场。"它在这儿是为了通过发送一个特定的电流到偏移带来消除电桥偏移吗?或者当提供40mA电流的时候得到一个参考偏移?
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答
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推荐使用Set/Reset电路消除非平衡桥引起的“电子”电桥偏移...偏移带典型用于计量或者产生一个外部偏置场。偏移带可以有效的用于闭合回路,保持传感器处于线性偏置下。偏移带的“线圈常数”大约是50mA/高斯。 |
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HMC1002内部芯片配置是怎样的?参考芯片位置在什么地方?
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在HMC1002内部有两个MR传感器处于20-pin SOIC封装内部,且互相交叉成90度。HMC1002数据表单的第一部分有图片说明。 |