2009年11月17日星期二

[知識] 手機內的「指南針」是什麼原理?

最近新推出的手機都附有「指南針」的功能,那到底是什麼原理呢?

主要是因為手機內建了「電子羅盤」的晶片。它與傳統羅盤一樣,感應地球磁場來分別南極和北極,只不過電子羅盤把磁針換成了磁阻傳感器,應用了霍爾效應,利用洛倫茲力會造成電流中電子的偏向,來算得電壓變化的數據,從而得知方向。

【傳統和電子羅盤的分別】

傳統羅盤和電子羅盤都同樣會被干擾。區別在於如果傳統羅盤的磁針受不正確的磁化破壞,基本上要回廠重新充磁或報廢;而電子羅盤可由用戶來校正,以取得高精確度的讀數。

另外,電子羅盤和傳統羅盤相比,除了不會因為震動造成指向搖晃問題外,也可以對雜散場進行補償。加上,它可以對GPS信號進行有效補償,保證導航定向訊息有效。即使失去了GPS信號,也能正常工作,做到“丟星不丟向”。

【平面和三維的電子羅盤】

電子羅盤可以分為平面電子羅盤和三維電子羅盤,平面電子羅盤要求用戶在使用時必須保持羅盤的水平,否則當羅盤發生傾斜時,也會給出航向的變化而實際上航向並沒有變化,雖然平面電子羅盤對使用時要求很高,但如果能保證水平的話,在價格上,平面羅盤是一種較好的選擇。

高階的三維電子羅克服了平面電子羅盤在使用中的嚴格限制,因為三維電子羅盤在其內部加入了傾角傳感器,如果羅盤發生傾斜時可以對羅盤進行傾斜補償,這樣即使羅盤發生傾斜,航向數據依然準確無誤。有時為了克服溫度差異所帶來電阻的影響,羅盤也可內置溫度補償,以確保方向計算的精準度。


電子羅盤應用的「霍爾效應 Hall Effect」

參考:http://www.hudong.com/wiki/%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%BD%97%E7%9B%98
參考:http://windows7.cool3c.com/article/1973