智能手機上的指南針應用是靠什麼原理實現的？

01-15

智能手機上的指南針應用是靠什麼原理實現的？

電子指南針又稱作電子羅盤(e-compass)，一般來說有兩種大類的材料來實現，一種就是霍爾材料，一種就是磁阻材料

首先講講霍爾原理，簡單的歸納為當恆定的電流通過一段導體時，其側面的電勢差會隨磁感應強度線性變化。通過測量電勢差(電壓)，便可以測出磁感應強度的大小。我們可以把地球磁場假定為和地平面平行，而如果在手機的平面垂直的放上兩個這樣的霍爾器件，就可以感知地球磁場在這兩個霍爾器件的磁感應強度的分量，從而得到地球磁場的方向，有點類似於力的分解。

在說說磁阻材料，磁阻材料分為AMR、GMR材料，各有各的優點，這裡就不在詳細討論了。而磁阻材料的特點就是其電阻會隨磁感應強度的變化而變化，使用磁阻材料構成一個電橋，測量電橋的兩節點的電壓，便可以測出單一方向的磁感應強度。如法炮製，放置兩個相互垂直的電橋，便可以測得磁場的方向。

那為什麼電子羅盤都是三軸的呢？

因為我們的手機不單單是水平（平行於地面）使用，為了解決這個問題需要在三維空間內求解地球磁場的方向，所以必須用到三軸。而結合重力（加速度）感測器，就可以在三維空間內測算出磁場的方向了。

有朋友提到iphone的陀螺儀壞了就沒有辦法是用電子羅盤了，這是正確的，因為iphone在電子羅盤判斷中還考慮到了干擾的因素，也就是說在陀螺儀沒有動時，電子羅盤動了。這明顯是個干擾，因為手機沒有動電子羅盤的方向根本就不會改變。如果陀螺儀不動了iphone的電子羅盤永遠也不會動。

陀螺儀、重力加速度計都是MEMS結構

而電子羅盤是簡單的硅工藝

這也就是為什電子羅盤更加可靠的原因

霍爾效應

很簡單，霍爾感測器而已。

具體原理見：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9C%8D%E5%B0%94%E6%95%88%E5%BA%94%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8

電子指南針，不需要用到mems的東西，一般是倆磁阻就能搞定，構成二維的磁力感測，可以搜索一下KMZ52這樣的磁阻。當然這不是唯一方法，只是通用方法。