地磁传感器能参数 地磁传感器有用到霍尔传感器吗

一、地磁传感器型号与原理

现在买车的人越来越多，只是北京一座城市，私家保有量就接近60万。如何对日益增长的汽车数量我们该如何管理？地磁感应器，就是一种可以用来采集车辆的信息然后传输到管理中心，由管理中心来进行分析，通过控制信号灯来管理交通。地磁传感器还能对不缴费的车辆进行拍照并录入信息。可见，地磁传感器在交通管理方面有着非常重要的作用。那么，它有哪些型号?它工作的原理又是什么?

1.地磁传感器

地磁传感器是一类利用被测物体在地磁场中的运动状态不同，通过感应地磁场的分布变化而指示被测物体的姿态和运动角度等信息的测量装置。

2.地磁传感器的原理

目前，可用于检测地磁场分布变化的技术原理主要有：①磁阻效应：当沿着一条长而且薄的铁磁合金的长度方向施加一个电流，在垂直于电流的方向施加一个磁场，则合金带自身的阻值将会发生变化，此阻值变化的大小与磁场和电流的大小密切相关。②霍尔效应：通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷的积累而出现电势差。③电磁感应：线圈切割地磁场的磁力线则将在线圈的两端产生感应电动势。④AMR(相异性磁力阻抗感应)⑤GMR(巨磁)效应

3.地磁传感器的应用

①健身计划(step-counter)②导航应用盲区导航(过隧道，地下商场)驴行天下(electro

niccompass)③游戏应用④手势及姿态识别⑤其它

4.地磁传感器用来电子系统的工作原理

地球的磁场在几公里之内基本上是恒定的，但大型的铁磁性物体会对地球磁场产生巨大的扰动，地磁传感器可以分辨出地球磁场6000分之1的变化，而当车辆通过时对地磁的影响将达到地磁强度的几分之一，因此利用地磁传感器来探测车辆，具有极高的灵敏度，地磁传感器就是通过探测车辆通过时对地球磁场产生的扰动来探测车辆的，国外的应用非常广泛。

5.地磁传感器在检测车辆应用的优点

一.安装、维修方便，不必封闭车道、对路面破坏小，当在检测点吊架或侧面安装时不用破坏路面,维修时只需检查地磁传感器即可;检测点不易遭到破坏，不受路面移动影响;

二.地磁传感器是利用地球磁场在铁磁物体通过时的变化来检测，所以它不受气候的影响;

二.通过对灵敏度的设置可以识别铁磁性物体的大小，可以大致判断出车辆的类型;

四.对非铁磁性物体没有反应，因此可以有效地减少误检。

6.地磁传感器的型号

一、四芯为传统仪表所用，目前市场主流80%以上正规厂家都是选用四芯传感器为主，具质量稳定，搞干扰性强。缺点是制作麻烦，成本高，不适合大规模自动流水线生产。

二、二芯传感器为近年来新上的产品，产品的稳定性还有待市场的进一步验证。具生产制作简单，成本低，适合流水作业。

信息时代，当然要用更有效的方式解决问题。随着经济的发展，车辆越来越多，单靠人力的话是远远不够的。对于车辆数据的收集于处理，地磁感应器充当传输的媒介，它使得大量信息即时输送到中心，便于管理中心及时做出处理方案。而随着磁传感器技术的发展成熟，它被越来越多的领域所使用。大到航空航天，小到日常生活的方方面面。

二、地磁传感器HMC5883应用方法

地磁传感器（HMC5883）在一些运动系统中，有时需要进行精确的方向控制，虽然测量方向的方法有多种，但最便利、通用性最强的还是测量地球的磁场。

利用地磁作为参考，通过传感器测量出与地磁线之间的夹角就可以得到方位角的数据，从而实现精确的方向控制。这里就来讨论一下地磁传感器（又称为数字罗盘或电子罗盘）及其使用方法。

常用的地磁传感器主要有FreeScale（飞思卡尔）的MAG系列和 Honeywell（霍尼韦尔）的HMC系列，下面就以市场上常见的Honeywell的 HMC5883的地磁传感器来进行讨论。

HMC5883是一种表面贴装的高集成度、带有IIC数字接口的弱磁传感器芯片。它内含有最先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔专利的集成电路（包括有放大器、自动消磁驱动器和偏差校准等），具有12位模数转换器能使罗盘精度控制在1°~2°之间。霍尼韦尔的磁传感器在低磁场传感器行业中是灵敏度最高和可靠性最好的传感器。其测量范围能从毫高斯到 8高斯(gauss)。

HMC5883的工作电压在2.16V~3.6V之间，典型为3.3V。虽然工作电压为低电压方式，但数据端口的电压可通过VDDIO口来指定，因此它与单片机的接口有两种方式，一种是单片机为5V方式，一种是单片机为3.3V方式，。

对于HMC5883的电气参数及特性请参看其管方的数据手册，这里只讨论如何应用HMC5883来获取地磁数据。由于对模块的控制一般都是通过写相应的寄存器来实现的，所以先来了解一下HMC5883的寄存器情况。在HMC5883的内部一共有12组寄存器，其中用于存放X、Y、Z三轴数据的寄存器有6个，余下的6个是控制类寄存器。

和所有的IIC总线器件一样，HMC5883也有一个器件的固定地址，根据其数据手册，出厂时默认HMC5883的从机地址为 0x3C（写入方向），或0x3D（读出方向）。同时，为了尽量减少与单片机之间的通信，HMC5883可在无主机干预下自动更新其地址指针。指针更新有两条原则，一是若访问的地址是12（即识别寄存器C）或以上的地址时，指针会更新至地址00（即自动返回到开头），二是若访问的地址达到8（即Y的LSB寄存器）时，指针会回滚到地址03（即X的MSB寄存器）。这要做的好处显而易见，因为地址03~0 8存放的是要反复读取的数据测量值，所以读取时地址指针自动在此循环，就可减小大量的重新设定地址的代码，提高访问效率。同其它IIC器件一样，要让地址指针移动到一个指定的寄存器地址，首先要对该寄存器地址发出写的指令，之后再跟一个地址位。例如要让地址指针指向寄存器10，发出的指令为0 x3C（写入方向）0 x0A（即地址10）。配置寄存器A（地址 00）主要是用来设置输出采样平均数、输出速率和测量配置位等相关参数，对于常规应用可取其默认值（采样平均数8，输出速率15Hz，正常测量配置），不用去改动它。若实在要改，可详细参阅管方的数据手册。配置寄存器B（地址01）主要是用来设置增益的，对于常规应用也可取其默认值，不用去改动它。若实在要改，可详细参阅管方的数据手册。模式寄存器（地址0 2）是用来选择HMC5883的工作模式的，它一共有三种工作模式，即连续测量模式（最后两位为00）、单次测量模式（最后两位为01）和空闲模式（最后两位为1 0或11）。默认是单次测量模式，一般需要把它改为连续测量模式。更改时只需要把该寄存器的最后两位改为 00即可。状态寄存器（地址0 9）主要是用来提供器件当前的状态。它只有最后两位有效，最后一位是准备就绪位，只有在准备就绪置位后才能对器件进行操作。倒数第二位是数据输出寄存器锁存位，当该位被置位时，任何的测量数据都不会被更新，直到测量数据被读取。一般常规应用可通过适当的延时来进行读取，而不必读取该寄存器的状态，除非在读取的频率很高时才考虑读取此寄存器的状态。识别寄存器A（地址 10）到识别寄存器C（地址12）这里用不到，就不讨论了，需要的请自行阅读数据手册。其时HMC5883还有其它一些实用的功能，比如能够进行自我检测，它自身配备了自测功能模块，利用激励传感器偏移带产生一个待测的标称磁场强度来进行自我检测，以证明其好坏。此外还有比例因数的校准功能，它可以补偿周围磁场产生的干扰，以得到精确的地磁测量值。下面就以一个例子来看一下HMC5883的具体应用。

例子：利用单片机读取来自HMC5883的地磁数据，并把它转换为与正南方的夹角数据，通过LCD16 02显示出来。单片机用ATMega16，与HMC5883的接法采用5V的方式。HMC5883的SDA、SCL端分别接到ATMega16的 TWI端（PC1、PC0），LCD1602的接法与前面的一致。

三、地磁传感器有用到霍尔传感器吗

现代智能手机上能判断磁感应强度的器件是一种基于霍尔效应原理的传感器，其灵敏度等级也可以达到用于地磁强度数据的感应显示。

同样在智能手机上还带有其他的传感器。除了磁感应器之外主要的就是重力感应器，而设计精良的重力感应器同时也就是加速度感应器。

其他的环境光传感器其实就是光敏半导体原理和软件驱动。而电子罗盘就是磁力感应器的一种应用。

这些技术都是随着近年来纳米技术和显微机械制造的研究而逐步实现的，一般在智能手机这样的应用场合，会把加速度计(重力感应)和磁霍尔传感器(电子罗盘)整合在一个集成电路或者模块化一体封装，使得这些功能成为智能手机上常用的实现，并且在此类型传感器模块基础上，可以开发功能繁多的各种软件。

重力感应器最早是由苹果公司率先开发应用的一种设备部件，现在基本所有的智能手机都带有这个传感器了。重力传感器是将运动或重力转换为电信号的传感器，主要用于倾斜角、惯性力、冲击及震动等参数的测量。说的简单点就是，本来把手机拿在手里是竖着的，将它转90度，横过来，手机屏幕的页面就跟随你的重心自动反应过来，也就是说页面也转了90度，极具人性化。

在测量平台倾斜角时，将重力传感器垂直放置于在所测平台上，重力传感器的敏感轴应与倾斜平台的轴向一致，在水平状态下应与水平面平行。重力传感器的质量块由于受到重力加速度在倾斜方向上的分量的作用产生偏移，使重力传感器的输出电压发生变化。

手机重力(加速度)感应技术：利用压电效应实现，简单来说是测量内部一片重物（重物和压电片做成一体）重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向。通过对力敏感的传感器，感受手机在变换姿势时，重心的变化，使手机光标变化位置从而实现选择的功能。