Aprenda a calibrar los magnetómetros de los INS de Aeron para obtener mediciones precisas del campo magnético.
¿Qué es un magnetómetro?
Un magnetómetro es un sensor o dispositivo que mide la intensidad y la dirección de los campos magnéticos del entorno. Es un instrumento esencial en geología, navegación, arqueología y ciencias del espacio, y ayuda a detectar y analizar fenómenos magnéticos. Existen distintos tipos de magnetómetros diseñados para medir la dirección, la intensidad o la variación relativa de un campo magnético en un punto concreto.
¿Cómo funciona?
Un magnetómetro funciona midiendo la intensidad y la dirección de un campo magnético. Suele basarse en el principio de la inducción magnética, según el cual los campos magnéticos variables inducen corrientes en bobinas de hilo, o en la interacción de los materiales magnéticos con los campos magnéticos externos. Un magnetómetro detecta las variaciones del campo magnético mediante sensores como elementos fluxgate, de efecto Hall o magnetorresistivos. Estos sensores producen señales proporcionales al campo magnético, que se procesan para medir su intensidad y su dirección.
Estimación de la dirección con el magnetómetro
Montar el INS que contiene un magnetómetro sobre objetos con materiales ferromagnéticos, o cerca de ellos, puede distorsionar el campo magnético y provocar errores en la estimación de la orientación. Para solucionarlo, Aeron ofrece una utilidad de software propia que corrige las perturbaciones magnéticas del INS de Aeron.
Causas de los errores magnéticos
Distorsiones de hierro duro (sesgo): causadas por campos magnéticos permanentes de imanes o de materiales magnetizados, como:
Imanes
Metales magnetizados
Cables de alta corriente
Cables de altavoces
Motores
Distorsiones de hierro blando: causadas por materiales paramagnéticos que desvían y distorsionan el campo magnético terrestre, entre ellos:
Metales ferrosos (hierro, acero)
Níquel
Fibra de carbono
Errores habituales en la alineación del sensor:
Desalineación de los ejes
No ortogonalidad por imprecisiones de fabricación
Descripción general del proceso de calibración
Para calibrar magnéticamente el INS de Aeron, siga los pasos siguientes:
1. Precauciones
El dispositivo debe girarse con un movimiento circular sobre una superficie horizontal. El ángulo de inclinación (alabeo/cabeceo) de la superficie debe ser cercano a cero y no superar ±5 grados.
La zona en la que se vaya a realizar la calibración debe estar libre de interferencias magnéticas.
Evite montar el INS cerca de bordes afilados de materiales ferromagnéticos, ya que concentran las distorsiones magnéticas.
2. Preparación
Instale el INS firmemente para evitar que se mueva durante la calibración.
No se requiere una orientación de montaje específica.
3. Recogida de datos
Gire el INS por diversas orientaciones para capturar datos brutos del sensor.
Utilice la utilidad de Aeron para registrar estos datos.
4. Procedimiento
Encienda el dispositivo.
Ejecute AICS (la utilidad de Aeron).
Conecte el puerto del dispositivo al ordenador o portátil.
El usuario puede conectar el dispositivo mediante el menú Archivo -> Conectar o el botón de la barra de herramientas, como se muestra en la Figura 1: menú Archivo - Conectar y la Figura 2: Conectar - botón de la barra de herramientas.
Figura 1: menú Archivo - Conectar
O
Figura 2: Conectar - botón de la barra de herramientas
Seleccione el puerto COM y la velocidad en baudios en la lista desplegable.
Haga clic en Conectar.
Haga clic en el icono Configuración de la barra de herramientas y seleccione la pestaña de ajustes del magnetómetro; aparecerá una ventana como la que se muestra en la Figura 3.
Figura 3: calibración magnética - ajustes del magnetómetro
Introduzca el valor de rumbo del sistema de referencia. El valor de desfase se muestra calculando la diferencia entre los valores de rumbo del dispositivo y del sistema de referencia. Haga clic en Guardar para aplicar los ajustes.
Introduzca los datos de posición (latitud, longitud) del lugar de calibración magnética para el WMM.
O
Si hay posición GNSS disponible, haga clic en «Usar posición actual».
Seleccione la fecha actual.
Seleccione el archivo WMM.COF más reciente O sáltese este paso para usar el archivo WMM integrado.
Ahora haga clic en Calcular > Guardar para guardar todos los ajustes anteriores.
El dispositivo ya está listo para iniciar la calibración.
Haga clic en el icono de ajustes magnéticos (
) disponible en la barra de herramientas.
Figura 4: calibración magnética – paso 1
Haga clic en el botón Iniciar para comenzar el proceso de calibración magnética. Siga las instrucciones que aparecen en el cuadro de texto de estado, como se muestra en la Figura 4.
Figura 5: calibración magnética - paso 2 - inicio del proceso
Gire el dispositivo (o la plataforma en la que está instalado) lentamente y observe el proceso de calibración en la barra de «Estado». Compruebe el porcentaje de «Progreso» mientras realiza la operación. Lea con atención los mensajes de estado.
Figura 6: calibración magnética - paso 3 - en curso 15% (a)
Figura 7: calibración magnética - paso 3 - en curso 84% (b)
Figura 8: calibración magnética - paso 4 - proceso completado 100%
Cuando el progreso llegue al 100%, el proceso de calibración magnética se habrá completado con éxito y se habrán recogido los datos necesarios para la calibración.
Haga clic en Detener > Guardar para guardar la calibración.
El dispositivo pasará entonces al modo de navegación.
Figura 9: calibración magnética guardada correctamente
Una vez completada la calibración, compruebe si existe algún desfase entre el sistema de referencia y el dispositivo.
Figura 10: calibración magnética - desfase
Haga clic en el botón Guardar.
La calibración ha finalizado.
Si se siguen los pasos anteriores en orden, la calibración magnética se completa con éxito.
5. Recalibración
Es necesaria si cambia de forma significativa la posición de montaje o la geometría del objeto.
Es necesaria para mantener la precisión con el tiempo o tras modificaciones.
6. Funciones adicionales y notas
Variabilidad ambiental: el campo magnético terrestre varía geográfica y temporalmente.
Integración del modelo magnético: la utilidad de Aeron incorpora el Modelo Magnético Mundial (WMM) más reciente para actualizar los datos magnéticos según la ubicación (latitud, longitud, altitud) y la hora UTC actual.
Entrada de ubicación y hora: se pueden introducir manualmente o adquirir automáticamente mediante GNSS.
Corrección de desfase: La declinación magnética local puede provocar desfases de rumbo de varios grados, que se pueden corregir durante la calibración.
Gráficos y visualización de datos
Los resultados de la calibración se visualizan en gráficos antes y después de calibrar, lo que demuestra la eficacia del proceso en varias categorías (por ejemplo, calibración 3D).
Nota: una calibración adecuada garantiza que el INS mantenga una alta precisión y ayuda a operar en entornos libres de interferencias ferromagnéticas. Se recomienda calibrar con regularidad si cambia la configuración de montaje o el entorno.
Póngase en contacto con nuestro equipo hoy mismo para saber más sobre las soluciones de IMU e INS de Aeron.
Autor: Harsh Shah | subdirector de preventa y soporte
