Stabilizovaný tříosý cívkový systém pro kalibrace magnetometru

Abstract

Obsahem diplomové práce je návrh a vývoj systému umožňující provádění kalibrací zejména tříosých senzorů magnetického pole pomocí existujících cívkových systémů v přítomnosti magnetických variací a rušení nejen v podmínkách školní laboratoře. Originální řešení problému kompenzace rušení využívá, oproti jiným systémům, referenční magnetometr umístěný blízko cívek. Z toho plyne i nutná modifikace postupů cívkové kalibrace, kdy s navrhovaným systémem nelze vytvářet absolutně známé vektory magnetického pole, z důvodu přítomnosti stálé složky Zemského magnetického pole. Součástí práce je úvod do standardních metod pro kalibrace, vývoj systému kompenzace rušení, vývoj modifikované cívkové kalibrace s využitím relativních skoků a především vyhodnocení výsledků včetně sady provedených měření pro ověření dříve získaných parametrů existujícího cívkového systému a použitých magnetometrů. Práce navíc obsahuje postup a implementaci využití výsledků vektorové kalibrace k získání vzájemné orientace vnitřního a vnějšího souřadného systému magnetometrů.

The goal of this diploma thesis is design and development of system enabling calibrations of in particular tri-axial magnetic sensors in the presence of magnetic field variations and disturbances in an environment of a school laboratory, using existing coil systems. A novel method for disturbance canceling uses opposed to conventional methods, reference magnetometer situated closely to the coil system. It follows necessary modification of the vectorial coil calibration method since the proposed system cannot create truly known arbitrary vectors of a magnetic field, due to the presence of Earth magnetic field baseline. The thesis describes standard methods used for calibration, development of disturbance canceling system, modified calibration method using relative field steps and primarily evaluates of results including set of conducted measurements needed to verification of previously known coil system calibration coefficients and parameters of used magnetometers itself. In addition to basic calibration, a separate method for obtaining sensor-frame to body-frame misalignment is described and implemented.