تعويض مستشعر مغناطيسي مزدوج لبوصلة ورشة العمل الإلكترونية

النقاط الرئيسيةالمنتج: تعويض مستشعر مغناطيسي مزدوج للبوصلة الإلكترونيةسمات:• يعوض عن تداخل المجال المغناطيسي المتغير• يستخدم مستشعرات مغناطيسية مزدوجة لمعايرة بسيطة وفعالة من حيث التكلفةالمزايا:• قدرة عالية على تحمل الأعطال وجهد منخفض لجمع البيانات• مناسب للمنصات ذات المساحة المحدودة والميزانية المحدودة• يوفر دقة محسّنة في تحديد الاتجاه في البيئات الديناميكيةيمكن للبوصلة الإلكترونية أن تقلل بشكل كبير من تأثير المجال المغناطيسي المحيط بها من خلال المعايرة، وأن تشير بدقة إلى زاوية السمت، ولكنها لا تستطيع تغيير تأثير المجال المغناطيسي. لذا، يُنصح بتجنب استخدام البوصلة الإلكترونية بالقرب من الحديد والمواد المغناطيسية قدر الإمكان. مع ذلك، قد تتعرض بعض منصات البوصلة الإلكترونية لتأثير مجال مغناطيسي متغير من داخلها، والذي يتحرك مع البوصلة الرقمية. يتميز هذا النوع من مصادر التداخل بثبات الموقع النسبي وتغير المجال المغناطيسي. في الوقت الحالي، توجد ثلاث طرق تقنية شائعة: 1- إيقاف تغير المجال المغناطيسي مؤقتًا أو استخدام مواد عازلة مغناطيسيًا لعزل التداخل؛ 2- إيجاد طريقة جديدة لاستخدام نظامي GPS وAHRS لتحديد زاوية السمت وتجنب تداخل المجال المغناطيسي المتغير؛ 3- قياس تأثير مصدر تداخل المجال المغناطيسي المتغير على المجال المغناطيسي المحيط، ثم تعويض سمت البوصلة الرقمية وفقًا لتغير المجال المغناطيسي. في بعض الحالات، يتعذر حجب تداخل المجال المغناطيسي المتغير، ونظرًا لقيود منصة التحميل، يتعذر استخدام نظامي GPS وAHRS المزدوجين نظرًا لارتفاع تكلفتهما ووزنهما وحاجتهما إلى مساحة كبيرة. عند هذه النقطة، يصبح النهج التقني الثالث هو الحل الأمثل. 1. يؤثر المجال المغناطيسي المتغير على القوانين المهمة يتم تثبيت الفولاذ المغناطيسي والبوصلة الرقمية في الموضع المناسب على أداة الاختبار، ويتم اختيار مستشعر الممانعة المغناطيسية ومستشعر هول ذي المدى الواسع للاختبار على التوالي. يوضع المستشعر المغناطيسي في مواضع مختلفة على الأداة، ويتم تسجيل قراءات البوصلة الإلكترونية والمستشعر المغناطيسي بدون الفولاذ المغناطيسي وتحت أوضاع مختلفة للفولاذ المغناطيسي على التوالي عندما تكون الأداة في اتجاهات مختلفة للمقارنة. يُفترض أن Gالفولاذ المغناطيسييُعرَّف التغير في قراءة محور معين للمستشعر المغناطيسي بأنه التغير في وضعية الفولاذ المغناطيسي، أي الفرق بين قراءة المستشعر عند وجود الفولاذ المغناطيسي وقراءته عند غيابه، وهو ما يُمثل تأثير الفولاذ المغناطيسي على المجال المغناطيسي في المنطقة التي يوجد بها المستشعر. ومن خلال عدد كبير من التجارب والتحليلات، تبيّن أنه في منطقة معينة، عندما يُرتب المستشعر المغناطيسي على طول خط المجال المغناطيسي الافتراضي المُشكَّل بواسطة الفولاذ المغناطيسي، تسري القوانين المهمة التالية: (1) Gالفولاذ المغناطيسييتناقص G بسرعة مع زيادة المسافة. على سبيل المثال، على بعد 1 سم من الفولاذ المغناطيسي،الفولاذ المغناطيسيتبلغ القيمة حوالي ±200000، وعند 10 سم تبلغ ±1500، وعند 20 سم تبلغ ±200، وعند 30 سم تبلغ ±65، وعند 40 سم تبلغ ±30. وكانت القراءات المغناطيسية في موقع الاختبار أقل بقليل من ±300. (2) عندما تكون أداة الاختبار مواجهة لاتجاهات مختلفة، فإن Gالفولاذ المغناطيسيهي قيمة ثابتة. يوضح الشكل 1 قاعدة تغيير Gالفولاذ المغناطيسيعلى بُعد 10 سم من الفولاذ المغناطيسي، يُظهر المحور الأفقي اتجاه الفولاذ المغناطيسي من الدرجة N، والذي يُقسّم إلى 8 اتجاهات. يتضح أن الاتجاهات الأربعة للمنحنى تتطابق تقريبًا. كما يتطابق المحوران الآخران للمستشعر المغناطيسي تمامًا مع هذا القانون.2. تعويض المستشعر المغناطيسي المزدوج وفقًا للقواعد الثلاث المذكورة أعلاه، ودون مراعاة تداخل الأجزاء الأخرى من المنصة، يُقترح أسلوب اختبار وتعويض يعتمد على مستشعرين مغناطيسيين، حيث يمكنه قياس تأثير تغير وضعية الفولاذ المغناطيسي على المجال المغناطيسي عند موضع البوصلة الرقمية بكفاءة. يُوضع مستشعر مغناطيسي A مرقم B بالقرب من بوابة التدفق للبوصلة الرقمية (يمكن أيضًا استخدام قراءة المستشعر المغناطيسي ثلاثي المحاور للبوصلة الإلكترونية، أي البوصلة الرقمية كمستشعر مغناطيسي A، B)، ويُوضع مستشعر مغناطيسي آخر مرقم A وفقًا للعلاقة المذكورة أعلاه، بحيث يسهل تركيبه على المنصة، مع الحفاظ على اتجاه محاور المستشعرين المغناطيسيين A وB والبوصلة الرقمية الثلاثة في نفس الاتجاه. لنفترض أن خرج أحد محاور المستشعر المغناطيسي في التجربة هو G = Gأرضي+Gالفولاذ المغناطيسي+ Gتدخل Gأرضيو Gتدخلتمثل المكونات الجيومغناطيسية ومكونات التداخل البيئي لهذا المحور، على التوالي. ونظرًا لقرب المسافة بين المستشعرين المغناطيسيين، فإنه في حالة الابتعاد عن التداخل المغناطيسي الخارجي القوي، يمكن الحصول على ما يلي: Gالتداخل أ≈Gالتداخل ب，Gالأرض أ=Gالأرض ب أين، جيAو GBتمثل هذه القراءات المحور نفسه على المستشعرين المغناطيسيين A وB. عند تثبيت موضع المستشعرين المغناطيسيين A وB، يمكن الحصول على النسبة k لتغيراتهما عند قيمة ثابتة. بالتالي، يمكن بسهولة حساب مُركِّب التأثير الناتج عن تغير وضعية الفولاذ المغناطيسي عند المستشعر المغناطيسي B، أي عند البوصلة الإلكترونية، وفقًا للصيغة المذكورة أعلاه. تُقدّم النتائج التجريبية والاستدلالات المذكورة أعلاه طريقة تفكير جديدة، باستخدام مستشعرين مغناطيسيين صغيرين ورخيصين لحساب تغيرات المجال المغناطيسي بالقرب من البوصلة الرقمية الناتجة عن تغيرات وضعية الفولاذ المغناطيسي بطريقة بسيطة للغاية. بعد ذلك، يكفي دراسة العلاقة بين هذا التغير وانحراف السمت للبوصلة الرقمية. لا حاجة لحساب وضعية الفولاذ المغناطيسي بناءً على تغير المجال المغناطيسي بالقرب منه، ولا لدراسة العلاقة المعقدة بين وضعية الفولاذ المغناطيسي وانحراف السمت للبوصلة الرقمية عندما تكون المنصة بزوايا سمت وميلان ودوران مختلفة، مما يُبسّط عملية الحساب بشكل كبير ويُقلّل عبء جمع البيانات بشكل ملحوظ. ملخص في هذه الورقة، نقترح طريقة معايرة وتعويض مستشعر مغناطيسي مزدوج تعتمد على العلاقة التناسبية للموقع المحدد، وذلك لمصدر تداخل مجال مغناطيسي ثابت ومتغير. تتميز هذه الطريقة بالعديد من المزايا، مثل سهولة عملية جمع البيانات، وانخفاض التكلفة، وسهولة الاستخدام، وتحمل عالٍ للأعطال. كما أنها توفر فكرة جديدة لمعايرة وتعويض مصادر تداخل المجال المتغير. أما بالنسبة للبوصلات الرقمية، فلدينا حاليًا مجموعة واسعة منها، مثل البوصلة الرقمية ثلاثية الأبعاد C90-A ذات المخرج الرقمي الكامل لتحديد الاتجاه، والبوصلة الإلكترونية عالية الدقة C90-B، والبوصلة الإلكترونية منخفضة التكلفة C90-C.C90-Aبوصلة إلكترونية بمستشعر فلوكسجيت، منخفضة التكلفةC90-Bبوصلة إلكترونية محكمة الإغلاق مزودة بخوارزمية معايرة مغناطيسية صلبة/لينة، ومستشعر تدفق مغناطيسي ثلاثي المحاور.C90-Cلوحة دائرة إلكترونية ثلاثية الأبعاد بوصلة رقمية كاملة الاتجاه، مصممة للاستخدام مع مناظير التصوير الحراري.