羅盤針，其實就是我們常說的指南針。通過羅盤針，我們可以輕易地分辨現(xiàn)實世界中的方向。為增進大家對羅盤針的認識，本文將對羅盤針、電子羅盤針工作原理予以介紹。如果你對羅盤針、電子羅盤針具有興趣，不放繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是羅盤針

羅盤針，也就是指南針，古代叫司南，主要組成部分是一根裝在軸上的磁針，磁針在天然地磁場的作用下可以自由轉動并保持在磁子午線的切線方向上，磁針的南極指向地理南極(磁場北極)，利用這一性能可以辨別方向。

常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。物理上指示方向的指南針的發(fā)明有三類部件，分別是司南、羅盤和磁針，均屬于中國的發(fā)明。 據(jù)《古礦錄》記載最早出現(xiàn)于戰(zhàn)國時期的磁山一帶。

指南針是中國古代勞動人民在長期的實踐中對磁石磁性認識的結果。作為中國古代四大發(fā)明之一，它的發(fā)明對人類的科學技術和文明的發(fā)展，起了無可估量的作用。在中國古代，指南針起先應用于祭祀、禮儀、軍事和占卜與看風水時確定方位。

磁針問世后，先后用于堪輿和航海。為了使用方便，讀數(shù)容易，加上磁偏角的發(fā)現(xiàn)，對指南針的使用技巧提出了更高的要求，方家首先將磁針與分度盤相配合，創(chuàng)制了新一代指南針——羅盤。不過有些場合，碗中的水浮磁針仍在使用，故沈括《夢溪筆談》卷二十四稱“水浮多蕩搖”。江蘇、河北和遼寧旅大曾出土元代的不帶刻度的指南針專用針碗。當航船還在使用浮針加針碗時，堪輿羅盤卻遠遠地跑到了前面。

考古資料表明，堪輿家選擇墓穴采用二十四向表示法大約始于唐末。南唐何溥主持建徽城，看風水時也用二十四向表示法。何溥所撰的《靈城精義》“理氣章正訣”中說，“地以八方正位，定坤道與輿圖，故以正子午為地盤，居內以應地之實?！碧煲允忠埃鸲戎紊?，故以壬子丙午為天盤，居外以應天之虛?！弊髡?、時代不明的《九天玄女青囊海角經》“理氣篇”中有一段幾乎相同的文字，兩者應同出一源。

二、電子羅盤針工作原理

三維電子羅盤由三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器和MCU構成。三維磁阻傳感器用來測量地球磁場，傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態(tài)時進行補償;MCU處理磁力儀和傾角傳感器的信號以及數(shù)據(jù)輸出和軟鐵、硬鐵補償。該磁力儀是采用三個互相垂直的磁阻傳感器，每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強度。

向前的方向稱為x方向的傳感器檢測地磁場在x方向的矢量值，向左或Y方向的傳感器檢測地磁場在Y方向的矢量值;向下或Z方向的傳感器檢測地磁場在Z方向的矢量值。

每個方向的傳感器的靈敏度都已根據(jù)在該方向上地磁場的分矢量調整到最佳點，并具有非常低的橫軸靈敏度。傳感器產生的模擬輸出信號進行放大后送入MCU進行處理。磁場測量范圍為±2Gauss。

通過采用12位A/D轉換器，磁力儀能夠分辨出小于1mGauss的磁場變化量，我們便可通過該高分辨力來準確測量出200-300mGauss的X和Y方向的磁場強度，不論是在赤道上的向上變化還是在南北極的更低值位置。

僅用地磁場在X和Y的兩個分矢量值便可確定方位值：Azimuth=arcTan(Y/X)該關系式是在檢測儀器與地表面平行時才成立。當儀器發(fā)生傾斜時，方位值的準確性將要受到很大的影響，該誤差的大小取決于儀器所處的位置和傾斜角的大小。為減少該誤差的影響，采用雙軸傾角傳感器來測量俯仰和側傾角，這個俯仰角被定義為由前向后方向的角度變化;而側傾角則為由左到右方向的角度變化。

電子羅盤將俯仰和側傾角的數(shù)據(jù)經過轉換計算，將磁力儀在三個軸向上的矢量在原來的位置“拉”回到水平的位。

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