手机里的指南针是什么原理？
手机里的指南针是什么原理？
♥手机内的指南针确切来说是一个三轴电子罗盘，这个三轴电子罗盘能对磁场产生反应的传感器，又叫磁传感器，别称霍尔效应传感器。磁传感器是一种固态设备，所以里面并没有晃动选择的指针来指引方向，它会将磁或磁编码信息转化为电信号，再通过电子电路进行处理，这样手机就能通过这些数据来辨别方向了。另外磁传感器不会受到灰尘、水、震动等等的影响。
磁传感器的工作原理，它是基于霍尔效应制造出来的，霍尔效应是100多年前的物理学家霍尔发现的，其核心的理论就是带电粒子在磁场中运动时，会受到洛伦兹力的作用发生偏转，这时磁场中的电流就可能会发生偏转。当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子就会发生偏转，在导体两端堆积电荷，从而导致导体的内部产生电场，产生的电场方向垂直于电流和磁场的方向。当电场力和洛伦兹力相互平衡的时候，载流子就不会在偏转，而半导体的两端就会形成电势差，这个电势差就被称为霍尔电压。
霍尔效应传感器就是将变化的磁场转换为电压，产生的电压信号，再通过特定的电路进一步的处理得到预期的输出，它不仅仅可以用来辨别方向，还被用于接近开关、霍尔位置测量、转速测量，电流测量等等。
霍尔传感器的探头一般使用铟的化合物晶体，比如锑化铟、砷化铟或者砷化镓，晶体至于铝基上，低侧采用非磁铁材料，避免自身影响磁场。霍尔传感器通过磁场来激活，它可以识别不同类型的磁场运动，比如正面侧面推拉、推推等等感应运动。
指南针的存在让现代生活丰富多彩，如果一旦消失，我们会变得异常艰难，因为我们已经习惯了用各种地图导航软件APP给我们导航了。在静止状态下，有指南针的手机打开地图，APP上会有一个显示方向的箭头，而没有指南针的手机打开地图，APP仅仅只能显示一个小圆点，可以想象在城市高楼林立，路网、错综复杂的大森林里，没有了手机里的指南针，我们很可能会丢失方向。
在相对静止或者缓慢移动的情况下，北斗导航的“位置信息”、或GPS仅仅只能够判断我们现在所处的位置，而不能给我们指引方向，北斗导航的位置信息、GPS信号可能会出现丢失的情况，但因为地球磁场的原因，手机里的指南针并不会丢失方向，所以手机里的指南针是导航、定位不可或缺的补充。
★另外，手机上可以下载用于测量海拔高度的APP，这样到任何地方都知道你处位置的指南针和海拔高度等信息，见下图所示。
手机识别方向不单单会像指南针一样，平行于地面使用，我们平常会用各种奇葩的姿势来使用手机，所以它需要能在三维空间内找到地球磁场的方向，所以它需要有第三轴重力加速度传感器，打开我们的手机指南针这个APP不难发现，不光会指明我们现在面向的方向，指明地球磁场的南、北，还会显示一个以度数为标识的倾角，自从霍尔发现霍尔效应发现后，诞生了许多与霍尔效应相关的诺贝尔奖，从手机里的一个小小的指南针，只能感叹霍尔的霍尔效应是以一个非常伟大的发现。
知足常乐2021.10.17日于上海