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Procédure d'étalonnage des capteurs FGA Logger

remarque

La procédure d'étalonnage des capteurs est uniquement disponible pour la version du firmware 1.02 ou ultérieure.

Pourquoi faut-il étalonner les capteurs fluxgate ?​

1. Offset (erreur de champ nul)​

Même dans un champ magnétique nul, un fluxgate produit un signal non nul en raison de :

  • La rémanence du noyau
  • Les décalages électroniques
  • Les asymétries dans les bobines de détection

Effet sans étalonnage : Le champ mesuré est décalé, produisant une erreur de cap ou de champ constante.

Correction par étalonnage : Soustraire le décalage DC afin que le champ nul soit réellement lu comme zéro.

info

Étant donné qu'un véritable champ magnétique nul est difficile à obtenir, ce document propose une méthode d'étalonnage simplifiée basée sur la comparaison de mesures prises avec différentes orientations de l'axe du capteur.

Dans un cas idéal, l'amplitude du champ magnétique mesuré devrait être identique quelle que soit l'orientation de l'axe utilisée. Toute différence observée est utilisée pour estimer et corriger les erreurs d'offset du capteur.

L'erreur d'offset peut être corrigée à l'aide des paramètres :

S1_X_OFFSET
S1_Y_OFFSET
S1_Z_OFFSET

2. Erreurs de facteur d'échelle (désaccord de gain)​

Chaque axe (X, Y, Z) a une sensibilité légèrement différente en raison de :

  • Les tolérances de fabrication
  • La variation de perméabilité du noyau
  • Les différences de gain analogique

Effet sans étalonnage : L'amplitude du champ est distordue et les caps deviennent elliptiques au lieu de circulaires lors de la rotation du capteur.

Correction par étalonnage : Normaliser les gains afin que tous les axes répondent de manière égale au même champ.

L'erreur de gain peut être corrigée à l'aide des paramètres :

S1_X_GAIN
S1_Y_GAIN
S1_Z_GAIN
remarque

Bien que l'étalonnage de l'offset puisse être effectué à l'aide de la méthode décrite ici, un étalonnage correct du gain nécessite un équipement professionnel et n'est pas abordé dans ce document.

Le FGA Logger offre la possibilité de compenser à la fois l'offset et le gain du capteur à l'aide de la formule :

S1_X = (X_VAL - S1_X_OFFSET) * S1_X_GAIN

Comment appliquer les paramètres d'étalonnage au FGA Logger​

  1. Assurez-vous que la carte SD est formatée en FAT32

  2. Assurez-vous qu'il existe un fichier config.txt sur la carte SD contenant les paramètres d'étalonnage

Exemple de paramètres d'étalonnage avec des valeurs par défaut / idéales :

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
  1. Maintenez le bouton multifonction enfoncé et mettez l'appareil sous tension

Les LEDs indiqueront que la configuration de la carte SD a été chargée en s'allumant et s'éteignant en séquence.

  1. La console série affichera des informations avec les valeurs des paramètres lus depuis la carte SD — cela confirme que la procédure a réussi.

Exemple de sortie de la console :

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

Les paramètres d'étalonnage sont stockés de façon permanente dans l'appareil FGA Logger.

Comment étalonner les capteurs​

  1. Avant de commencer l'étalonnage, assurez-vous que les paramètres d'étalonnage sur le FGA Logger sont réglés sur les valeurs par défaut (suivez la procédure ci-dessus)

  2. Utilisez la procédure suivante pour obtenir les paramètres d'étalonnage du capteur pour chaque axe

Étalonnage de l'axe X​

Placez le capteur magnétomètre fluxgate dans un champ magnétique.

Alignez le capteur de façon à obtenir une réponse forte sur l'axe X et relevez la valeur Xp.

Données d'exemple :

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

Valeur moyenne : Xp = 27553

Faites maintenant pivoter le capteur de 180° afin que l'axe X soit inversé, et relevez Xn.

Données d'exemple :

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

Valeur moyenne : Xn = -27296

Calculer l'offset​

Utilisez la formule :

X_offset = (Xp + Xn) / 2

Exemple :

X_offset = (27553 + (-27296)) / 2
X_offset = 257 / 2
X_offset = 128.5

Appliquer l'offset​

Définissez le paramètre d'étalonnage dans la configuration de la carte SD :

S1_X_OFFSET=128.5

Répéter pour les autres axes​

Répétez la même procédure pour :

  • L'axe Y
  • L'axe Z

Pour le capteur :

  • S1 (Entrée 1)
  • S2 (Entrée 2) — si un second capteur est connecté

Appliquer l'étalonnage​

Après avoir calculé tous les offsets :

  1. Mettez à jour le fichier config.txt sur la carte SD
  2. Insérez la carte SD dans l'enregistreur
  3. Mettez l'appareil sous tension en maintenant le bouton multifonction enfoncé

Le FGA Logger chargera et enregistrera les paramètres d'étalonnage.

Étalonnage terminé​

Les offsets de vos capteurs sont maintenant compensés et l'enregistreur produira des mesures de champ magnétique corrigées.