إجراء معايرة مستشعر FGA Logger
إجراء معايرة المستشعر متاح فقط لـالإصدار 1.02 من البرنامج الثابت أو أحدث.
لماذا نحتاج إلى معايرة مستشعرات فلاكسغيت؟
1. الإزاحة (خطأ الحقل الصفري)
حتى في مجال مغناطيسي صفري، يُخرج مستشعر فلاكسغيت إشارة غير صفرية بسبب:
- ذاكرة القلب المغناطيسي
- إزاحات الإلكترونيات
- عدم التماثل في ملفات الاستشعار
التأثير إذا لم تُعايَر: المجال المقيس منحاز، مما ينتج عنه خطأ ثابت في الاتجاه أو المجال.
تُصحّح المعايرة: طرح إزاحة التيار المستمر بحيث يقرأ المجال الصفري حقاً صفراً.
نظراً لصعوبة تحقيق مجال مغناطيسي صفري حقيقي، يقترح هذا المستند طريقة معايرة أبسط تعتمد على مقارنة القياسات المأخوذة باتجاهات مختلفة لمحور المستشعر.
في الحالة المثالية، يجب أن تكون قيمة المجال المغناطيسي المقيس متطابقة بغض النظر عن اتجاه المحور المستخدم. تُستخدم أي فروق ملحوظة لتقدير أخطاء الإزاحة في المستشعر وتصحيحها.
يمكن إصلاح خطأ الإزاحة باستخدام المعاملات:
S1_X_OFFSET
S1_Y_OFFSET
S1_Z_OFFSET
2. أخطاء عامل التدرج (عدم تطابق الكسب)
كل محور (X، Y، Z) له حساسية مختلفة قليلاً بسبب:
- تفاوتات التصنيع
- تباين نفاذية القلب
- اختلافات الكسب التناظري
التأثير إذا لم تُعايَر: تشوّه قيمة المجال وتصبح الاتجاهات بيضاوية بدلاً من دائرية عند تدوير المستشعر.
تُصحّح المعايرة: تطبيع الكسب بحيث تستجيب جميع المحاور بالتساوي للحقل نفسه.
يمكن إصلاح خطأ الكسب باستخدام المعاملات:
S1_X_GAIN
S1_Y_GAIN
S1_Z_GAIN
بينما يمكن إجراء معايرة الإزاحة باستخدام الطريقة الموضحة هنا، تتطلب معايرة الكسب الصحيحة معدات متخصصة ولا يتناولها هذا المستند.
يوفر FGA Logger إمكانية تعويض كلٍّ من الإزاحة والكسب باستخدام الصيغة:
S1_X = (X_VAL - S1_X_OFFSET) * S1_X_GAIN
كيفية تطبيق معاملات المعايرة على FGA Logger
-
تأكد من تنسيق بطاقة SD بصيغة FAT32
-
تأكد من وجود ملف
config.txtعلى بطاقة SD يحتوي على معاملات المعايرة
مثال على معاملات المعايرة بالقيم الافتراضية/المثالية:
S1_X_OFFSET=10000
S1_X_GAIN=1.0
S1_Y_OFFSET=-10000
S1_Y_GAIN=1.0
S1_Z_OFFSET=0
S1_Z_GAIN=0.5
S2_X_OFFSET=40
S2_X_GAIN=1.4
S2_Y_OFFSET=50
S2_Y_GAIN=1.5
S2_Z_OFFSET=60
S2_Z_GAIN=1.6
- اضغط مع الاستمرار على زر متعدد الوظائف وشغّل الجهاز
ستُشير مؤشرات LED إلى تحميل تهيئة بطاقة SD بالإضاءة المتعاقبة.
- ستُخرج وحدة التحكم التسلسلية معلومات بقيم المعاملات المقروءة من بطاقة SD — مما يؤكد نجاح الإجراء.
مثال على إخراج وحدة التحكم:
Config: reading from SD card
config.txt found.
Input 1: Offset(x,y,z): 0, 0, 0
Gain(x,y,z): 1.00000000, 1.00000000, 1.00000000
Input 2: Offset(x,y,z): 0, 0, 0
Gain(x,y,z): 1.00000000, 1.00000000, 1.00000000
Timestamp_ms,B1x_nT,B1y_nT,B1z_nT,B1v_nT,B2x_nT,B2y_nT,B2z_nT,B2v_nT,Lat_deg,Lon_deg,Alt_m,SIV,Fix,HDOP_m
9648,64555.26,-23249.89,2992.34,68679.64,109.97,-1852.41,2666.81,3248.91,0.0000000,0.0000000,0.000,0,0,0.00
تُخزَّن معاملات المعايرة بشكل دائم داخل جهاز FGA Logger.
كيفية معايرة المستشعرات
-
قبل البدء في المعايرة، تأكد من ضبط معاملات المعايرة في FGA Logger على القيم الافتراضية (اتبع الإجراء أعلاه)
-
استخدم الإجراء التالي للحصول على معاملات معايرة المستشعر لكل محور
معايرة المحور X
ضع مستشعر المغناطيسومتر فلاكسغيت في مجال مغناطيسي.
وجّه المستشعر بحيث تحصل على استجابة قوية على المحور X واقرأ القيمة Xp.
بيانات نموذجية:
29905,27553.65,1053.99,22170.34,35381.33
30005,27547.41,1055.65,22166.55,35374.14
30105,27547.66,1054.99,22169.61,35376.23
30205,27540.91,1050.56,22167.12,35369.29
30305,27549.23,1053.85,22167.19,35375.91
القيمة المتوسطة: Xp = 27553
الآن دوّر المستشعر 180° بحيث يُعكس المحور X، واقرأ Xn.
بيانات نموذجية:
66605,-27296.96,516.04,21844.24,34965.14
66705,-27295.70,510.82,21839.32,34961.01
66805,-27298.24,493.04,21844.23,34965.80
66905,-27307.43,488.12,21846.38,34974.25
67005,-27300.68,485.41,21843.88,34967.39
القيمة المتوسطة: Xn = -27296
حساب الإزاحة
استخدم الصيغة:
X_offset = (Xp + Xn) / 2
مثال:
X_offset = (27553 + (-27296)) / 2
X_offset = 257 / 2
X_offset = 128.5
تطبيق الإزاحة
عيّن معامل المعايرة في تهيئة بطاقة SD:
S1_X_OFFSET=128.5
التكرار للمحاور الأخرى
كرّر نفس الإجراء لـ:
- المحور Y
- المحور Z
للمستشعر:
- S1 (المدخل 1)
- S2 (المدخل 2) — إذا كان مستشعر ثانٍ متصلاً
تطبيق المعايرة
بعد حساب جميع الإزاحات:
- حدّث ملف
config.txtعلى بطاقة SD - أدخل بطاقة SD في مسجّل البيانات
- شغّل الجهاز مع الضغط المستمر على زر متعدد الوظائف
سيُحمّل FGA Logger معاملات المعايرة ويخزّنها.
اكتملت المعايرة
تمت تعويض إزاحات مستشعرك والآن سيُخرج مسجّل البيانات قياسات مجال مغناطيسي مصحّحة.