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什么是霍尔效应电子罗盘(霍尔式罗盘)

admin2023-02-20科技生活114

手机里的"电子罗盘"是怎样工作的

现在手机上普遍采用基于“霍尔效应”原理的磁场测量器件。也就是一种磁传感器。

当我们把通有电流的导体放在磁场当中时,电流就会受到磁场的作用力,而电流是由自由电子定向运动形成的,因此本质上是电子受到磁场的作用力。如果我们不让导线运动,那么其中的电子就会拥挤在导线的一侧,带上多余的负电荷;而另一侧因缺少了电子,带上正电荷。这样就在导线的两侧建立起了一个电场,这种现象就是“霍尔效应”。

在电流和磁场一定时,“霍尔效应”的强弱与导体在磁场中的方位有关,导体与磁场的夹角越大,霍尔效应越强,正是利用这一简单的物理原理,衍生出了灵敏轻巧的磁传感器,能帮助我们找到正确的方向。

iPhone / iPad 上的电子罗盘是怎么工作的

电子罗盘的工作:

主要通过基于霍尔效应传感器的三轴磁力针,来完成对地磁信息的采集。同时通过加速度计、GPS等其他的环境信息,结合定向、姿态解算等算法,在实际应用中会结合相关传感器,充分利用每种传感器的特长,让最终的运算结果更准确,最终来完成精确方向的显示。

霍尔效应原理:当我们把通有电流的导体放在磁场当中时,电流就会受到磁场的作用力,而电流是由自由电子定向运动形成的,因此本质上是电子受到磁场的作用力。如果我们不让导线运动,那么其中的电子就会拥挤在导线的一侧,带上多余的负电荷;而另一侧因缺少了电子,带上正电荷。这样就在导线的两侧建立起了一个电场,这种现象就是“霍尔效应”。

即当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差。通过检测电压的大小来得出磁场的大小。

结合相关传感器,完成精准位置与方向定位:

1、磁力计:原理类似指南针,可用于测试磁场强度和方向,定位设备的方位,可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。

2、加速度计:加速计中有一套完整的、极其细微的、富有弹性的硅材料弹簧,它们能够在触点之间来回晃动。当它们由于重力惯性移动时,触点就能够测量它们的偏移量,并计算出当前的位置、姿态、晃动速度等许多数据,表现形式为轴向的加速度大小和方向(XYZ)。

3、陀螺仪:它是一种用来传感与维持方向的装置,基于角动量守恒的理论而设计,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,然后用多种方法读取轴所指示的方向。最早的陀螺仪都是机械式的,里面真有高速旋转的陀螺,而机械的东西对加工精度有很高的要求,还怕震动,因此机械陀螺仪为基础的导航系统精度一直都不太高。人们开始寻找更好的办法,利用物理学上的进步,发展出激光陀螺仪,光纤陀螺仪,以及微机电陀螺仪(MEMS)。

4、GPS:全球定位系统(Global Positioning System),它是一个中距离圆形轨道卫星定位系统,可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。所能接收到的卫星数越多,译码出来的位置就越精确。

怎么看手机指南针?

查找步骤如下:

1.搜索指南针首先在桌面上,往下拉在搜索栏输入指南针即可。

2.点击指南针搜索出来关键词后,在本机界面选择指南针进入。

3.找到指南针点击指南针进入界面后,并即可找到指南针。

指南针,古代叫司南,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上,磁针的南极指向地理南极(磁场北极),利用这一性能可以辨别方向。

常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

手机上的指南针准确吗?是什么原理?与罗盘是一个原理吗?

会有微小误差。

原理:

手机中内置的指南针,更准确的说,应该称之为“电子罗盘”,它是一种基于霍尔效应的磁传感器,可以测量地磁场的方向,进而为我们指示地理南北极。

霍尔效应是电磁效应的一种。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一个附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。

电流方向、磁场方向、电场方向满足左手定则,所以当已知电流方向,手机又测得附加电场方向,就可以算出磁场方向。在电流和磁场一定时,霍尔效应的强弱与导体在磁场中的方位有关,导体与磁场的夹角越大,霍尔效应越强。

由于手机不单单平行于地面使用,所以,还需要在三维空间内找到地球磁场的方向,因此目前手机的电子罗盘基本都是三轴的,即结合重力(加速度)传感器,在三维空间内测算出磁场方向。

扩展资料

如果处于静止或是非常缓慢移动的状态,GPS只能判断我们所处的位置,并不能指示方向,打开导航地图会发现你所在位置显示是一个小圆点。而装有电子罗盘的手机圆点周围会显示箭头,可以随着手机的方位旋转。因此,“电子罗盘”并不是可有可无的传感器,它是GPS定位的重要补充。

不过,电子罗盘虽然强大,却也有它的缺点,它容易收到周围磁场环境的影响。比如,有时当你打开指南针后,会发现指针不停的旋转,手机会提示你进行校正。

这就是因为手机周围的磁场环境过于复杂而产生紊乱了,必须要进行手动校正,校正原理就是通过其它传感器捕捉手机运动,同时记录各方向的磁场数据。具体操作非常简单,我们只需要挥动几下手机,就可以解决磁场问题了。

参考资料来源:人民网-手机中的指南针是如何"指南"的?带你了解其中奥秘

什么是霍尔效应? 霍尔效应指的是什么

1、霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。

2、当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。

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