手機(jī)里的指南針是什么原理？手機(jī)？手機(jī)里的指南針正是三軸電子指南針。這種三軸電子羅盤(pán)是一種可以對(duì)磁場(chǎng)做出響應(yīng)的傳感器，也叫磁傳感器，或者霍爾效應(yīng)傳感器。磁性傳感器是固態(tài)器件，所以它不會(huì)搖動(dòng)選定的指針來(lái)引

手機(jī)里的指南針是什么原理？

手機(jī)里的指南針正是三軸電子指南針。這種三軸電子羅盤(pán)是一種可以對(duì)磁場(chǎng)做出響應(yīng)的傳感器，也叫磁傳感器，或者霍爾效應(yīng)傳感器。磁性傳感器是固態(tài)器件，所以它不會(huì)搖動(dòng)選定的指針來(lái)引導(dǎo)方向。它會(huì)將磁性或磁性編碼信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)電子電路進(jìn)行處理，讓手機(jī)通過(guò)這些數(shù)據(jù)識(shí)別方向。此外，磁性傳感器不會(huì)受到灰塵、水、振動(dòng)等影響。

磁傳感器的工作原理是基于霍爾效應(yīng)，霍爾效應(yīng)是物理學(xué)家霍爾在100多年前發(fā)現(xiàn)的。它的核心理論是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到洛侖茲力的偏轉(zhuǎn)，然后磁場(chǎng)中的電流就可能發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，載流子會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在導(dǎo)體兩端積累電荷，在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)方向垂直于電流和磁場(chǎng)方向。當(dāng)電場(chǎng)力和洛侖茲力平衡時(shí)，載流子不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而是在半導(dǎo)體兩端形成一個(gè)電位差，稱為霍爾電壓。

霍爾效應(yīng)傳感器是將變化的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成電壓，然后將電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)特定的電路進(jìn)一步處理，得到預(yù)期的輸出。它不僅可以用來(lái)識(shí)別方向，還可以用于接近開(kāi)關(guān)、霍爾位置測(cè)量、速度測(cè)量、電流測(cè)量等。

霍爾傳感器的探頭一般采用銦化合物晶體，如銻化銦、砷化銦或砷化鎵。至于鋁基板上的晶體，低側(cè)采用非磁性材料，避免自身對(duì)磁場(chǎng)的影響?；魻杺鞲衅饔纱艌?chǎng)激活，可以識(shí)別不同類型的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，如前側(cè)推拉和推拉感應(yīng)運(yùn)動(dòng)。

指南針的存在讓現(xiàn)代生活豐富多彩。如果它消失了，對(duì)我們來(lái)說(shuō)將是極其困難的，因?yàn)槲覀円呀?jīng)習(xí)慣了使用各種地圖導(dǎo)航軟件app為我們導(dǎo)航。在靜態(tài)下，帶指南針的手機(jī)打開(kāi)地圖，APP上會(huì)有一個(gè)箭頭顯示方向，而不帶指南針的手機(jī)打開(kāi)地圖，APP只能顯示一個(gè)小圓點(diǎn)?？梢韵胂?，在城市 的高樓大廈、道路網(wǎng)絡(luò)和錯(cuò)綜復(fù)雜的森林，如果沒(méi)有手機(jī)里的指南針，我們很可能會(huì)迷失方向。

在相對(duì)靜止或緩慢運(yùn)動(dòng)的情況下位置信息和或者北斗導(dǎo)航的GPS只能判斷我們現(xiàn)在的位置，但是可以 不要指引我們。北斗導(dǎo)航的位置信息和GPS信號(hào)可能會(huì)丟失，但手機(jī)里的指南針不會(huì)因?yàn)榈厍?的磁場(chǎng)，所以手機(jī)中的指南針是導(dǎo)航定位不可或缺的補(bǔ)充。

另外，可以在手機(jī)上下載一個(gè)測(cè)高度的APP，這樣就可以隨時(shí)隨地知道自己的指南針、海拔等信息，如下圖所示。

手機(jī)識(shí)別的方向不會(huì)只像指南針一樣平行。在地面上，我們通常以各種奇妙的姿勢(shì)使用手機(jī)，所以它需要能夠找到地球的方向 三維空間的s磁場(chǎng)，所以它需要有一個(gè)三軸重力加速度傳感器。打開(kāi)我們的手機(jī)指南針，不難找到這個(gè)APP。它不僅會(huì)指明我們現(xiàn)在面對(duì)的方向，還會(huì)指明地球的南北方向。;它還會(huì)顯示一個(gè)以度為單位的傾斜角度。自從霍爾發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)以來(lái)，誕生了許多與霍爾效應(yīng)相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)。

幸福在于知足。2021年10月17日上海。