手機里的指南針是什么原理？手機里的指南針是什么原理？手機內(nèi)的指南針確切來說是一個三軸電子羅盤，這個三軸電子羅盤能對磁場產(chǎn)生反應(yīng)的傳感器，又叫磁傳感器，別稱霍爾效應(yīng)傳感器。磁傳感器是一種固態(tài)設(shè)備，所以里

手機里的指南針是什么原理？

手機里的指南針是什么原理？

手機內(nèi)的指南針確切來說是一個三軸電子羅盤，這個三軸電子羅盤能對磁場產(chǎn)生反應(yīng)的傳感器，又叫磁傳感器，別稱霍爾效應(yīng)傳感器。磁傳感器是一種固態(tài)設(shè)備，所以里面并沒有晃動選擇的指針來指引方向，它會將磁或磁編碼信息轉(zhuǎn)化為電信號，再通過電子電路進行處理，這樣手機就能通過這些數(shù)據(jù)來辨別方向了。另外磁傳感器不會受到灰塵、水、震動等等的影響。

磁傳感器的工作原理，它是基于霍爾效應(yīng)制造出來的，霍爾效應(yīng)是100多年前的物理學家霍爾發(fā)現(xiàn)的，其核心的理論就是帶電粒子在磁場中運動時，會受到洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這時磁場中的電流就可能會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當電流垂直于外磁場通過導體時，載流子就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在導體兩端堆積電荷，從而導致導體的內(nèi)部產(chǎn)生電場，產(chǎn)生的電場方向垂直于電流和磁場的方向。當電場力和洛倫茲力相互平衡的時候，載流子就不會在偏轉(zhuǎn)，而半導體的兩端就會形成電勢差，這個電勢差就被稱為霍爾電壓。

霍爾效應(yīng)傳感器就是將變化的磁場轉(zhuǎn)換為電壓，產(chǎn)生的電壓信號，再通過特定的電路進一步的處理得到預(yù)期的輸出，它不僅僅可以用來辨別方向，還被用于接近開關(guān)、霍爾位置測量、轉(zhuǎn)速測量，電流測量等等。

霍爾傳感器的探頭一般使用銦的化合物晶體，比如銻化銦、砷化銦或者砷化鎵，晶體至于鋁基上，低側(cè)采用非磁鐵材料，避免自身影響磁場?；魻杺鞲衅魍ㄟ^磁場來激活，它可以識別不同類型的磁場運動，比如正面?zhèn)让嫱评?、推推等等感?yīng)運動。

指南針的存在讓現(xiàn)代生活豐富多彩，如果一旦消失，我們會變得異常艱難，因為我們已經(jīng)習慣了用各種地圖導航軟件APP給我們導航了。在靜止狀態(tài)下，有指南針的手機打開地圖，APP上會有一個顯示方向的箭頭，而沒有指南針的手機打開地圖，APP僅僅只能顯示一個小圓點，可以想象在城市高樓林立，路網(wǎng)、錯綜復(fù)雜的大森林里，沒有了手機里的指南針，我們很可能會丟失方向。

在相對靜止或者緩慢移動的情況下，北斗導航的“位置信息”、或GPS僅僅只能夠判斷我們現(xiàn)在所處的位置，而不能給我們指引方向，北斗導航的位置信息、GPS信號可能會出現(xiàn)丟失的情況，但因為地球磁場的原因，手機里的指南針并不會丟失方向，所以手機里的指南針是導航、定位不可或缺的補充。

★另外，手機上可以下載用于測量海拔高度的APP，這樣到任何地方都知道你處位置的指南針和海拔高度等信息，見下圖所示。

手機識別方向不單單會像指南針一樣，平行于地面使用，我們平常會用各種奇葩的姿勢來使用手機，所以它需要能在三維空間內(nèi)找到地球磁場的方向，所以它需要有第三軸重力加速度傳感器，打開我們的手機指南針這個APP不難發(fā)現(xiàn)，不光會指明我們現(xiàn)在面向的方向，指明地球磁場的南、北，還會顯示一個以度數(shù)為標識的傾角，自從霍爾發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)發(fā)現(xiàn)后，誕生了許多與霍爾效應(yīng)相關(guān)的諾貝爾獎，從手機里的一個小小的指南針，只能感嘆霍爾的霍爾效應(yīng)是以一個非常偉大的發(fā)現(xiàn)。

知足常樂2021.10.17日于上海