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地磁感測器

 

何謂地磁感測器?

地球被磁場磁力所包圍,這被稱為地磁。
地磁感測器是檢測地球磁力的感測器,也被稱為“電子羅盤”。
地磁感測器可以通過檢測地磁來檢測方向。

【圍繞地球的地磁】

圍繞地球的地磁

地磁感測器有X和Y兩軸型以及添加了Z的三軸型,並測量各方向上的磁力值。
如果不考慮諸如簡單羅盤之類的傾斜,則僅使用X軸和Y軸的值。當考慮傾斜時,需要將地磁感測器的3軸值與加速度感測器相結合,將其校正到正確的方向。
下圖顯示了地磁感測器水準旋轉時X和Y值的分佈。

地磁感測器輸出分佈 磁北角的計算公式

如果地磁感測器水準旋轉,在不受周圍磁場影響的理想情況下,輸出分佈圖的圓心變為零。
然而,實際上中心因環境磁場的影響而移動,因此需要進行調整以將圓心移動到零。
地磁感測器匯出的北極稱為磁北(略偏離北極)。通過上述方程式計算該磁北的角度,可以容易知道方向。

各類磁感測器

磁感測器是一種旨在測量磁場的大小和方向的感測器。
根據目的不同有多種感測器,以下列舉典型的感測器。

檢測方法 霍爾 MR MI
構成 霍爾 MR MI
抗雜訊
(靈敏度)
×
消耗電流 ×
回應速度 ×
霍爾感測器
基於霍爾效應測量磁通密度的感測器,輸出與磁通密度成比例的電壓。
它易於使用,主要用於非接觸式開關應用,例如門和筆記型電腦等物體的打開和關閉檢測。
MR感測器
MR(Magneto Resistance)感測器也被稱為磁阻效應感測器,利用物體電阻因磁場變化來測量地磁大小的感測器。
靈敏度高於霍爾感測器,功耗更低,因此是一種使用更廣泛的磁感測器。除了電子羅盤等地磁檢測應用外,它還用於電機旋轉和位置檢測應用。
MI感測器
MI(Magneto Impedance)感測器是下一代磁感測器,採用特殊的非晶絲並應用了磁阻抗效應。
它的靈敏度比霍爾感測器高出10,000倍以上,並且可以高精度地測量地磁的微小變化。
可以應用於超低消耗電流的方位檢測(電子羅盤),還可應用於室內定位、金屬異物檢測等高靈敏度特性的應用。

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