智能手機(jī)指南針的工作原理

2、試具體解釋智能手機(jī)指南針的工作原理(并繪出其傳感原理圖)？答：1、手機(jī)裝入軟件能分出東南西北是由于手機(jī)中內(nèi)置了電子指南針，電子指南針又稱作電子羅盤.電子羅盤的原理是測量地球磁場，按其測量磁場的傳感器羅盤、霍爾效應(yīng)式電子羅盤和磁阻效應(yīng)式電子羅盤。〔1)以是電流,還可以是時間差，主要用于測量穩(wěn)定或低頻磁場的大小或方向，其代要增加線圈橫截面積,因而磁通門式電子羅盤不行避開的體積和功耗較大，易碎、響應(yīng)速度較慢，處理電路相對簡單，本錢高。施加外磁場垂直于半導(dǎo)體中流過的電流就會在半導(dǎo)體中垂直于磁場和電流的方1.11.1假設(shè)沿矩形金屬薄片的長方向通一電流I，由于載流子受庫侖茲力作用,在B，U，其大小與電Rd100更大，因而霍爾效應(yīng)的系數(shù)也就更大。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(yīng)強(qiáng)度的重量，從而得到地球磁場的方向，有點(diǎn)類似于力的分解。一般都是用于要求不高的場合。(3〕磁阻效應(yīng)式電子羅盤.利用具有磁阻效應(yīng)的材料制成，這些磁阻傳感器在線性范圍內(nèi)輸出電壓與被測磁場成正比,其靈敏度和線性度等方面的性能明顯優(yōu)于霍爾器件,同時體積小、功耗低、抗干擾力量強(qiáng)、溫度特性好、易于與數(shù)字要因素,同時由于地磁場強(qiáng)度僅為0.5-0。6gauss，外界磁場干擾成為電子羅盤信噪比較小的重要因素。2、由于磁阻效應(yīng)式電子羅盤明顯優(yōu)于前兩者，所以是目前的主流。磁阻電子羅盤基于磁阻效應(yīng)，利用磁阻傳感器感測地球磁場強(qiáng)度在X，Y,Z軸的三個重量,結(jié)合加速度傳感器測量載體的俯仰角和翻滾角并以此對X,Y器的磁阻效應(yīng)和磁阻電子羅盤的測量原理。2。1e。假設(shè)給材料施加一個磁場M(被測磁場),就會使原來的磁化方向轉(zhuǎn)動:假設(shè)磁化方e流的方向,即e角減小，電阻將增大。這就是強(qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效應(yīng)(AMR)2。1磁阻傳感器是由長而薄的玻莫合金(鐵鎳合金〕制成，它利用通常的半導(dǎo)體2.1P〔θ〕依靠MIe，具有以下關(guān)系式：(2—1〕P、P分別是電流IMM⊥方向的磁場.傳感器由四條玻莫合金磁電阻組成一個非平衡電橋，即把它們接成2.22.2未加磁場時，四個橋臂的阻值相等，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出為零;當(dāng)有外2.2阻阻值增大?R，另外兩個電阻的阻值減小?R，電橋平衡被打破,輸出電壓信號：V=(?R/R〕V。明顯當(dāng)外加磁場向東時，輸出為—V;而外加磁場向北時，out b out輸出為0;由此得以導(dǎo)航。能明顯優(yōu)于霍爾器件.遲滯誤差和零點(diǎn)溫度漂移還可承受對傳感器進(jìn)展交替正向磁化和反向磁化的方法加以消退.但是磁阻傳感器存在一個很重要的問題是其翻轉(zhuǎn)效應(yīng)，這是其原理所固有的.假設(shè)在使用前對磁性材料進(jìn)展了磁化，以后假設(shè)遇201800.仍存在問題.對材料進(jìn)展磁化的磁場必需很強(qiáng)，假設(shè)承受外加線圈來產(chǎn)生周期性他們在硅片上制作一個置位/422}3器恢復(fù)正常工作狀態(tài)。在了解磁阻傳感器工作原理的根底上,為了清楚的說明磁阻電子羅盤測量載角度參數(shù)作簡潔的說明。地理北極在地球的旋轉(zhuǎn)軸處,是地球上經(jīng)線的會聚處。地磁偏角就是地球南北極連線與地磁南北極連線穿插構(gòu)成的夾角，本文用γ2。3N2.3由于地磁極不斷變動,所以地磁偏角隨地點(diǎn)的變化而變化，即便在同一地點(diǎn)的地磁偏角大小也隨著時間的推移而不斷轉(zhuǎn)變。磁偏角可以用磁偏測量儀測出來，目前己經(jīng)有特地的機(jī)構(gòu)將各地區(qū)的磁偏角繪制成地圖,并且是考慮了各種因素在內(nèi)的，如大的鐵磁材料和一些自然變化等，可以直接查找.〔2)在磁屏蔽空間中自然地保持水平。觀測時使其水平軸與當(dāng)?shù)卮抛游缑娲怪?這時N結(jié)果是，北半球的磁傾角為正,南半球的磁傾角為負(fù)。將磁傾角為零的地點(diǎn)連結(jié)起來,此線稱為磁傾赤道，與地球赤道比較接近.地理航向角。磁阻電子羅盤應(yīng)用在載體上，地理航向角定義為載體前〔地理北極0o—360o范圍的角度值表示。如飛機(jī)向正東飛時，航向角為900。而載體前進(jìn)方向(即載體縱軸方向〕在水平面上的投影與地磁北極的夾角定義為地磁航向角。本文地磁航向角用β表示，地理航向角用ψ表示。稱為俯仰角,用φ垂直的方向〔橫軸方向)與其在水平面投影的夾角稱為翻滾角，用θ表示，本文中規(guī)定右轉(zhuǎn)為正,左轉(zhuǎn)為負(fù)。1002HMC1001橋的供電電壓成正比的差動電壓.該信號經(jīng)過調(diào)理之后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS7864進(jìn)展數(shù)據(jù)的采集.兩軸加速度傳感器利用一個由獨(dú)立固定片和依附于運(yùn)關(guān)系，磁航向角β的求取可分二維系統(tǒng)和三維系統(tǒng)兩種狀況進(jìn)展分析.X軸和Y軸在XYaHZHxHy別為磁阻傳感器的水平面兩個軸感測到的磁場強(qiáng)度重量。2.4由上節(jié)內(nèi)容可知，定義載體前進(jìn)方向與磁北的夾角為地磁航向角刀,其與地理北極的夾角為地理航向角ψ，依據(jù)上述可知，ψ=β±γ,γ為磁偏角。磁偏角γ，求出地磁航向角β即可求得載體的地理航向角.此時只要利用兩軸的HxHyβ〔2—2〕限制。解決上述問題現(xiàn)在常用的方法有兩種:一種方法是用機(jī)械萬向節(jié)使磁傳感器始終處于水平面內(nèi)，以保證用式(2-2)計(jì)算航向角的精度;另一種方法是承受捷聯(lián)式或三維電子羅盤。翻滾的狀況，因此,必需用三軸的磁阻傳感器來檢測地球磁場的三個重量，然后和一個雙軸磁阻傳感器共同搭建一個三軸的磁阻傳感器。2.52.5X,YH＊xH*y