浅谈智能手机中电子罗盘元件的应用原理

我们每天都在使用智能手机，但至今仍有很多用户对于手机中的电子指南针，也就是电子罗盘不甚了解。有的人就问了，手机装个软件就能分出东南西北是什么原理吗？难道就是因为陀螺仪之类的元件吗？

三轴电子罗盘元件支持下的手机指南针功能。资料图

其实这个问题很简单，手机装入软件能分出东南西北正是因为手机中内置了电子指南针，也就是电子罗盘。电子罗盘一般来说有两大类材料能够实现，一种是霍尔材料，一种就是磁阻材料。

霍尔原理

先来讲讲霍尔效应原理吧，简单来说就是当恒定的电流通过一段导体时，其侧面的电压会随磁感应强度线性变化。手机通过测量电压，就可以测出磁感应强度的大小。

我们可以把地球磁场假定为和地平面平行，而如果在手机的平面垂直的放上两个这样的霍尔器件，就可以感知地球磁场在这两个霍尔器件的磁感应强度的分量，从而得到地球磁场的方向，有点类似于力的分解。

磁阻材料

再来说说磁阻材料，磁阻材料分为AMR、GMR材料，各有各的优点。而磁阻材料的特点是电阻会随磁感应强度的变化而变化，使用磁阻材料能构成一个电桥，测量电桥的两节点的电压，就可以测出单一方向的磁感应强度。同理，在手机中放置两个相互垂直的电桥，就可以测得磁场的方向。

手机的电子罗盘多是三轴的

很多人不知道的是，手机的电子罗盘基本都是三轴的，因为我们的手机不单单是平行于地面来使用的，为了解决这个问题需要在三维空间内找到地球磁场的方向，所以必须用到三轴。而结合加速度传感器，就可以在三维空间内测算出磁场的方向了。