VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Проанализированы виды датчиков для определения магнитного поля. Предложена структурная схема электронного компаса на базе датчика НМС1002, обеспечивающая измерение магнитного поля земли, преобразование сигнала и возможность управления устройства через USB порт.

Одним из видов современных навигационных систем являются магнитные навигационные системы. Несмотря на то, что по точности определения местоположения объекта они уступают спутниковым навигационным системам, магнитные навигационные системы имеют и ряд достоинств. Главным из них является автономность, т.е. независимость от каких-либо внешних источников информации. В большинстве случаев на движущихся объектах магнитная навигационная система используется как дублирующая или запасная, тогда когда невозможно получить сигнал со спутника (под землей, в тоннелях, плохих погодных условиях и т.д.). Магнитные навигационные системы, в качестве первичной информации используют параметры магнитного поля Земли.

Наблюдение и использование магнитных явлений является одной из древнейших отраслей человеческих знаний. Уже в III в. до н. э. в Китае применяли магнитный компас, который состоял из круглой ложки с короткой ручкой, выполненной из магнитного железняка. В Европе компас стал известен лишь в XII в. До конца XVIII в. все геомагнитные наблюдения сводились к измерению магнитного склонения и наклонения. Лишь в 1785 г. Кулоном [1] был предложен метод измерения напряженности геомагнитного поля, основанный на определении периода свободных колебаний магнита или магнитной стрелки относительно точки опоры.

Индукция магнитного поля Земли составляет величину порядка 40-103 нТл (0,4 Гс) и относится к слабым магнитным полям. Измерение величины и направления индукции магнитного поля осуществляется с помощью специальных систем - магнитометров. Основой любого магнитометра является датчик магнитного поля — устройство, создающее электрический сигнал, характеристики которого зависят от величины индукции магнитного поля (обычно одной из его проекций на некоторое выделенное направление). В магнитометре также должно быть устройство, измеряющее этот сигнал и устройство отображения, переводящее электрический сигнал в численное значение измеряемой индукции магнитного поля. В магнитометре также должны быть предусмотрены устройства его настройки и калибровки [2].

Применение магнитометров для навигации, очень перспективно. Разработан целый ряд конструкций магнитных компасов с высоким, разрешением по углу, на основе которых создаются схемы управления движением различных аппаратов [2].

Для обеспечения приемлемой точности навигации требуется датчик, позволяющий уловить изменение угла положения на 0,1°, имеющий низкий гистерезис (