最近買了一支 Android手機,試玩了Android market的幾個功能,很感興趣的是裡面有電子羅盤Campass,總想知道手機裡是否裝了一個會旋轉的小磁鐵?
經過網路學習之後才知道真正的原理,其實電子羅盤主要是應用了霍爾效應,利用物理學洛倫茲力會造成
電流中電子的偏向,來算得電壓的變化的數據.
電子羅盤可以檢測接收設備與地球南北極之間的角度,從而獲得接收設
備的方向。它的缺點是精度很低,而且容易受到磁性物體的影響。主要有基於霍耳效應(hall-effect)的電子羅盤和磁通門(flux-gate)羅
盤。
見圖3,霍耳效應的原理大致是這樣:在
導電材料的薄平面上經過一個電流(見圖3中的x),那麼在與電流垂直的方向上將產生一個hall
bar和電磁場(y),同時在電流路徑和電磁場的某個角度上產生霍耳電勢(z)。在基於霍耳效應的元件裡,將霍耳電勢放大並經過比較器輸出數字信號。霍耳
效應常用於二維定位感應(binary position
sensing),還有另外一種用於絕對定位的類比霍耳感應則用的比較少。總的來說,基於霍耳效應的感測器內部沒有移動的結構,這是它相比其他感測器的一
個優點,特別是跟MEMS感測器相比這種傳感器具有更加長的使用壽命。
圖4的磁通門羅盤包含一個交流電磁場系
統,當存在一個外部磁場(directed outside magnetic
field)的作用下這個系統將失去平衡。這種失衡的狀態將在系統的線圈上產生一個電壓,從這個電壓的相位和振幅可以反映出系統的相對方位。在圖中的α即
為與地球南北極所形成的角度偏差(angular deviation),Uex為激勵電壓(excitation
voltage),Uo為輸出電壓,1、2、3分別為電磁場線圈的磁芯。
就整個原理來講還是跟
地磁有關, 想必也會受到磁鐵干擾囉? 不知道拿個磁鐵在 Android 旁邊畫圈圈效果怎樣哩?