本实用新型涉及一种用于风向测量的磁方位传感器装置。
背景技术：
现多数综合气象观测仪采用光学编码器作为风向传感器，进行风向测量时，需要先通过指北针或方向盘辅助定向，设定0度磁方位角，然后由风向传感器输出格雷码，经微处理器计算出测定处风向磁方位角，采用光学编码器作为风向传感器综合气象观测仪的风向技术指标：测量范围 0～360度、16个方位；测量精度 ±1／2方位。
技术实现要素：
本实用新型其目的就在于提供一种用于风向测量的磁方位传感器装置，具有功耗低、体积小、精度高的特点，省缺了定向过程，可直接通过串口输出测量风向磁方位角。
实现上述目的而采取的技术方案，包括磁阻传感器，所述磁阻传感器为双轴磁阻传感器HMC1022，双轴磁阻传感器HMC1022包括X轴和Y轴2个磁阻传感器和Set/Reset电流带，所述X轴和Y轴2个磁阻传感器输出经信号放大器串口输出连接微处理器，双轴磁阻传感器的Set/Reset电流带经Set/Reset脉冲电路连接微处理器，所述微处理器采用 ATMEL Cotex-M4，ATMEL Cotex-M4微处理器自带1024 Kbytes 的Flash、128 Kbytes 的SRAM、2个16-bit AD转换器、2个串口接口，所述信号放大器采用低功耗、高精度仪表放大芯片AD8222，所述Set/Reset脉冲电路采用IRF7205，磁方位传感器省缺了定向过程，直接通过串口输出测量风向磁方位角。
有益效果
与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
具有功耗低、体积小、精度高的特点，省缺了定向过程，可直接通过串口输出测量风向磁方位角。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本装置结构原理方框示意图。
具体实施方式
本装置包括磁阻传感器，如图1所示，所述磁阻传感器为双轴磁阻传感器HMC1022，双轴磁阻传感器HMC1022包括X轴和Y轴2个磁阻传感器和Set/Reset电流带，所述X轴和Y轴2个磁阻传感器输出经信号放大器串口输出连接微处理器，双轴磁阻传感器的Set/Reset电流带经Set/Reset脉冲电路连接微处理器，所述微处理器采用 ATMEL Cotex-M4，ATMEL Cotex-M4微处理器自带1024 Kbytes的Flash、128 Kbytes 的SRAM、2个16-bit AD转换器、2个串口接口，所述信号放大器采用低功耗、高精度仪表放大芯片AD8222，所述Set/Reset脉冲电路采用IRF7205，磁方位传感器省缺了定向过程，直接通过串口输出测量风向磁方位角。
实施
1 结构
主要由磁阻传感器、信号放大器、微处理器、Set/Reset脉冲电路组成。微处理器采用 ATMEL Cotex-M4，该芯片集成度高，自带1024 Kbytes 的Flash、128 Kbytes 的SRAM、2个16-bit AD转换器、2个串口接口，且具有硬件浮点单元，运算能力强；磁阻传感器采用双轴磁阻传感器HMC1022;信号放大器采用低功耗，高精度仪表放大芯片AD8222、Set/Reset脉冲电路采用IRF7205组成。磁方位传感器省缺了定向过程，直接通过串口输出测量风向磁方位角。
2 工作原理
如图1所示，双轴磁阻传感器HMC1022包括X轴和Y轴2个磁阻传感器和Set/Reset电流带，磁阻传感器是由四个坡莫合金电阻组成的惠斯通电桥，流过坡莫合金电阻电流和磁化方向的夹角发生变化时，由于磁阻效应导致坡莫合金电阻阻值发生变化(ΔR/R),从而引起惠斯通电桥电压输出发生变化，信号放大器AD620对双轴磁阻传感器HMC1022的X轴和Y轴2个磁阻传感器输出电压信号进行放大，受微处理器定时信号的控制Set/Reset脉冲电路定时作用于双轴磁阻传感器HMC1022中Set/Reset电流带采用磁开关技术作用于双轴磁阻传感器HMC1022中X轴和Y轴2个磁阻传感器以消除磁记忆，微处理器 ATMEL Cotex-M4产生定时信号给Set/Reset脉冲、定时采集信号放大器AD620输出的X轴和Y轴2个磁阻传感器输出放大的电压信号并进行A/D转换，计算硬磁和软磁干扰的补偿量、解算磁方位角、通过串口输出磁方位角。
1)计算消除硬磁干扰的补偿量：
硬铁磁场不随地磁方位角的变化而变化，可通过以下方案消除硬铁磁场对地
磁方位角产生的误差；磁方位风向传感器水平方置缓慢旋转一周，ATMEL Cotex-M4采样经信号放大器AD620放大的双轴磁阻传感器HMC1022的X轴和Y轴2个磁阻传感器输出的电压信号并进行A/D转换，将测得的X、Y轴的最大、最小值（HXMAX、HXMIN、HYMAX、HYMIN）并将其存入FLASH；ATMEL Cotex-M4按下列计算式求的消除硬磁干扰的补偿量(HOFF、HOFF)、并将其存入FLASH。
2)解算未消除硬磁干扰磁方位角：
ATMEL Cotex-M4采样经信号放大器AD620放大的双轴磁阻传感器HMC1022的X轴和Y轴2个磁阻传感器输出的电压信号并进行A/D转换，并调用FLASH中存储的X、Y轴的最大、最小值（HXMAX、HXMIN、HYMAX、HYMIN）、及消除硬磁干扰的补偿量(HOFF、HOFF) 按下列计算式求的未消除硬磁干扰磁方位角αmc。
3)计算消除软磁干扰的补偿量：
将磁方位角0°方置到转台的0°重合，转台在45°、90°、135°、180°、
270°,360°时记录显示的磁方位角，计算角度差，可通过以下计算式求出消除软磁干扰的补偿参数A,B,C,D,E,将补偿值A,B,C,D,E存入FLASH。
4)解算并输出磁方位角 按步骤2解算未消除硬磁干扰磁方位角，调用FLASH中存储的消除软磁干扰
的补偿参数A,B,C,D,E，按下式解算磁方位角
ATMEL Cotex-M4通过串口输出磁方位角。
3 功能
3.1 磁方位传感器风向测量技术指标：测量范围 0～360度；测量精度 1度；分辨率 0.1度；重复性 0.3度；频率响应 7Hz。
3.2 省缺了定向过程，可直接通过串口输出测量风向磁方位角。
3.3 通过磁开关消除磁方位传感器磁记忆。
通过计算和测试消除硬磁、软磁干扰的补偿参数，通过算法消除对磁方位传感器硬磁、软磁干扰。