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手机指南针软件 智能手机上的指南针应用是靠什么原理实现的?

2017-02-16 17:02:38 来源:历史册
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电子指南针又称作电子罗盘(e-compass),一般来说有两种大类的材料来实现,一种就是霍尔材料,一种就是磁阻材料

首先讲讲霍尔原理,简单的归纳为当恒定的电流通过一段导体时,其侧面的电势差会随磁感应强度线性变化。通过测量电势差(电压),便可以测出磁感应强度的大小。我们可以把地球磁场假定为和地平面平行,而如果在手机的平面垂直的放上两个这样的霍尔器件,就可以感知地球磁场在这两个霍尔器件的磁感应强度的分量,从而得到地球磁场的方向,有点类似于力的分解。

在说说磁阻材料,磁阻材料分为AMR、GMR材料,各有各的优点,这里就不在详细讨论了。而磁阻材料的特点就是其电阻会随磁感应强度的变化而变化,使用磁阻材料构成一个电桥,测量电桥的两节点的电压,便可以测出单一方向的磁感应强度。如法炮制,放置两个相互垂直的电桥,便可以测得磁场的方向。

那为什么电子罗盘都是三轴的呢?

因为我们的手机不单单是水平(平行于地面)使用,为了解决这个问题需要在三维空间内求解地球磁场的方向,所以必须用到三轴。而结合重力(加速度)传感器,就可以在三维空间内测算出磁场的方向了。

有朋友提到iphone的陀螺仪坏了就没有办法是用电子罗盘了,这是正确的,因为iphone在电子罗盘判断中还考虑到了干扰的因素,也就是说在陀螺仪没有动时,电子罗盘动了。这明显是个干扰,因为手机没有动电子罗盘的方向根本就不会改变。如果陀螺仪不动了iphone的电子罗盘永远也不会动。

陀螺仪、重力加速度计都是MEMS结构

而电子罗盘是简单的硅工艺

这也就是为什电子罗盘更加可靠的原因

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