龚天平，时劭华

（1.东方微磁科技有限责任公司，宜昌 443003；2.杭州电子科技大学 磁电子中心）

引 言

罗盘是一种常用的导航工具，从原理上可以分为机械罗盘和电子罗盘。机械罗盘曾在人类历史上发挥了巨大作用，但是时至今日，人类已经全面迈入了电气化时代，交通工具大都是铁磁性物体，磁干扰较大，传统的机械罗盘由于无法校准环境干扰误差，在车载等领域中误差较大，实用性较差。

本文研究了一款基于GMR传感器的车载二维电子罗盘。本罗盘体积较小，精度较高，具有一定抗干扰能力。经实测，精度可达±2°；消耗电流为3mA以内；在强干扰环境下，通过校准可以保证在±3°以内，具有较高的实用价值。

1 自旋阀GMR传感器特性

本设计选用东方微磁公司自主研发的二维自旋阀GMR传感器SAS022作为电子罗盘的磁敏元件。该传感器内部封装了两个敏感轴相互垂直的自旋阀器件。自旋阀器件采用惠斯通电桥结构，由4个自旋阀电阻组成，其中两个电阻被软磁材料屏蔽，另外两个电阻可在外磁场的作用下发生变化从而使电桥失衡，形成输出。经测试，SAS022自旋阀传感器在－10～＋10Oe的响应应曲线如图1所示，在－1～＋1Oe的响应曲线如图2所示。

图1 SAS022在－10～＋10Oe的响应曲线

在－10～＋10Oe范围内，传感器的灵敏度为3.67 mV／（V·Oe），磁滞为0.3%；在－1～＋1Oe范围内，传感器的灵敏度为3.67mV／（V·Oe），磁滞为0.27%，非线性度为0.37%。地磁场磁感应强度在0.6Oe内，SAS022在±1Oe内线性度较好，可满足通用电子罗盘对传感器的要求。

图2 SAS022在－1～＋1Oe的响应曲线

2 二维电子罗盘硬件设计

二维电子罗盘硬件部分主要包括传感器部分、RC低通滤波器、信号处理部分和电源部分，电子罗盘硬件结构图如图3所示。……