01概述

HJMR2300是一款全國(guó)產(chǎn)高精度三軸數(shù)字磁強(qiáng)計(jì)，用于檢測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。HJMR2300內(nèi)部由三軸高精度弱磁測(cè)量模塊和16位AD采集系統(tǒng)組成，其中三軸高精度弱磁測(cè)量模塊采用了調(diào)制解調(diào)技術(shù)和PID加矩反饋技術(shù)(航晶微電子專利)，使得磁傳感器探頭一直工作在零高斯附近，從而減小零位時(shí)漂（dK0/dT）和二次非線性（K2）。通過(guò)周期性的置位/復(fù)位，使磁疇有序排列，從而能達(dá)到抵制外界強(qiáng)磁干擾和提高分辨率的目的。另外16位AD采集系統(tǒng)為8通道16位差分輸入A/D采集系統(tǒng)，由輸入箝位、二階抗混疊模擬濾波器、采樣/保持器、16位電荷再分布逐次逼近ADC、可編程數(shù)字濾波器、高速并行接口、精密參考源、低壓差調(diào)整源、系統(tǒng)集成處理器（ISP）、驅(qū)動(dòng)器等組成，全國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)口HMR2300。

HJMR2300可以測(cè)量地磁場(chǎng)的X軸、Y軸和Z軸磁場(chǎng)矢量分量，三軸高精度弱磁測(cè)量模塊的模擬輸出通過(guò)內(nèi)部的16位AD采集系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換為16位數(shù)字量，預(yù)留的三個(gè)通道用于采集三軸石英撓性加速度計(jì)信號(hào)，方便客戶進(jìn)行傾角補(bǔ)償。數(shù)據(jù)輸出為半雙工RS-485（波特率9600）及CAN總線輸出（速率250Ksps），廣泛應(yīng)用于航空、船舶自主導(dǎo)航，可直接接入AHRS系統(tǒng)，GPS備份系統(tǒng)，遠(yuǎn)程車(chē)輛監(jiān)控，無(wú)人機(jī)，衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)控，以及石油隨鉆測(cè)斜等場(chǎng)合。

02電原理圖

03封裝形式及引出端功能

封裝形式：

HJMR2300采用DZJ7230無(wú)磁金屬封裝。封裝尺寸圖和實(shí)物圖如下：

引出端功能（采用J30J-9TJP無(wú)磁航空插頭）：

04絕對(duì)最大額定值

05電特性

06數(shù)據(jù)格式

HJMR2300將X軸、Y軸和Z軸的輸出，以十六進(jìn)制碼的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)RS485或CAN總線，發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如下表所示。

07通訊時(shí)序

08典型應(yīng)用

09無(wú)干擾實(shí)測(cè)

無(wú)干擾時(shí)沿水平面旋轉(zhuǎn)360°時(shí)X、Y軸實(shí)際測(cè)量輸出（西安，北緯34°9’，東經(jīng)108°58’）如下圖所示：

10注意事項(xiàng)

1.該模塊采用無(wú)磁鋁殼體、通過(guò)激光焊完成封蓋。引出腳采用J30J-9TJP無(wú)磁航空插座，通過(guò)螺絲固定在殼體上，故該模塊的封裝不是一個(gè)氣密封裝，使用時(shí)不允許用清洗液清洗，也要預(yù)防其他酸、堿、鹽、氣氛滲入。

2.模塊三個(gè)正交軸的指向見(jiàn)下圖（頂視圖）。

3.四個(gè)通孔（Φ2）上的螺絲應(yīng)選用無(wú)磁螺絲固定器件。

4.由于電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，故布局時(shí)應(yīng)盡量避免單向大電流線靠近，以免產(chǎn)生噪聲/零漂。若距離拉不開(kāi)，則建議供電線和回線（即GND）同時(shí)等間距布排，能雙絞最好。這樣的布排有利于電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消。

5.由于模塊裝配在裝備中的磁環(huán)境各不相同，這些地方很可能有鐵磁材料，鐵磁金屬（鐵、鎳、鋼、鈷）的影響會(huì)扭曲或彎曲地球磁場(chǎng)，最終會(huì)導(dǎo)致磁強(qiáng)計(jì)三軸輸出的零位（K0）和比例因子（K1）發(fā)生變化。這些效應(yīng)可以被認(rèn)為是疊加在地球磁場(chǎng)上的磁場(chǎng)，如果磁強(qiáng)計(jì)牢固的固定在工裝上，則可以計(jì)算鐵磁效應(yīng)并將其從磁讀數(shù)中去除。

6.將模塊放置在磁屏蔽桶中，或者用坡莫合金材料包裹，加電在上位機(jī)測(cè)量X、Y、Z三軸輸出，若數(shù)字量轉(zhuǎn)換后模擬輸出為2.5±0.025V，則表明連接正常；若測(cè)不出，第一要考慮連線是否斷路。

7.為了提高AD采集精度，磁傳感器模擬輸出進(jìn)行了2倍放大處理

8.考慮到客戶長(zhǎng)線應(yīng)用情況，已在模塊電源端、485端口及CAN接口設(shè)計(jì)了浪涌保護(hù)電路。

9.模塊背面為安裝基準(zhǔn)面，是專門(mén)拋光處理的，故不能損傷。

10.預(yù)留的GX、GY和GZ三個(gè)通道用于采集三軸石英撓性加速度計(jì)信號(hào)，方便客戶進(jìn)行傾角補(bǔ)償。

11.若用于飛機(jī)地磁導(dǎo)航，則必須要進(jìn)行如下工作：

A、地球的地理北極與地磁北極不在一個(gè)點(diǎn)上，故要建模修正；

B、必須要針對(duì)經(jīng)度進(jìn)行建模修正，否則遠(yuǎn)航程飛行時(shí)誤差會(huì)很大；

C、要與三軸加速度計(jì)捷聯(lián)，從而完成針對(duì)飛機(jī)的俯仰角及橫滾角建模修正；

D、詳細(xì)的應(yīng)用方案，請(qǐng)參考Honeywell公司的《Applications of Magnetoresistive Sensors in Navigation Systems》。