龍 琴，孫 燦，張進(jìn)明，馬玉成，石 晶

（北京汽車研究總院有限公司電子電器與空調(diào)部，北京 101300）

直流電的磁效應(yīng)對指南針指示的影響

龍 琴，孫 燦，張進(jìn)明，馬玉成，石 晶

（北京汽車研究總院有限公司電子電器與空調(diào)部，北京 101300）

在汽車上，大電流造成的磁場干擾是磁傳感器的主要干擾源之一。本文就電流的磁效應(yīng)對指南針指示的影響進(jìn)行詳細(xì)分析及研究。

指南針；指示；電流；磁效應(yīng)

某車型組合儀表具有指南針指示功能，可以指示東、西、南、北、東南、東北、西南、西北8個方向，其通過地磁傳感器檢測地球磁場，從而得出方位位置，地磁傳感器集成在組合儀表中。此車型在試制過程中，當(dāng)打開鼓風(fēng)機(jī)時，方位顯示會發(fā)生跳變。針對此故障現(xiàn)象，對指南針周邊的電磁場進(jìn)行測試。當(dāng)打開鼓風(fēng)機(jī)時，地磁傳感器的磁場發(fā)生了變化，導(dǎo)致計算出來的結(jié)果出現(xiàn)偏差。在進(jìn)行根本原因排查時，鼓風(fēng)機(jī)電源線平行于指南針傳感器的布置方向，距離指南針傳感器位置12.3 cm，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)開啟時，電源線中有大電流通過，對地磁傳感器周邊的磁場造成了干擾，因此，電流的磁效應(yīng)可對指南針的指示造成干擾。在整車開發(fā)設(shè)計中進(jìn)行地磁傳感器的布置時，必須考慮地磁傳感器周邊是否存在干擾。以下就電流的磁效應(yīng)對指南針的指示影響進(jìn)行分析及研究。

1 指南針工作原理介紹

地球是一個大磁體，地球的兩極分別在接近地理南極和地理北極的地方。指南針是采用磁傳感器的電子指南針，磁傳感器檢測地球磁場，可輸出X、Y值，計算航向和地磁北的夾角，從而得出方向。

傳感器的輸出值X與Y，是與沿著其敏感軸的磁場強(qiáng)度成比例的。當(dāng)磁傳感器水平放置，從指向磁北的角度開始旋轉(zhuǎn)，2組正交的異向性磁阻在地磁環(huán)境中，在水平面內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，輸出為正弦和余弦函數(shù)。如圖1所示。利用這個原理，計算航向和地磁北的夾角。

2 電流產(chǎn)生的磁效應(yīng)對指南針指示的影響測試

1）將組合儀表放置在非強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中，并對組合儀表指示方位的正確性進(jìn)行核實(shí)，確認(rèn)無誤后，對組合儀表的地磁傳感器檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。 X軸：4 131，Y軸：4 021，指示角度：28°。

2）導(dǎo)線與指南針平行放置，距離5 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm，見圖2。通電并改變通過導(dǎo)線中的電流，記錄測試結(jié)果（表1）。

圖2 測試布置圖

3 測試結(jié)論

通過測試，發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生的磁效應(yīng)對指南針的指示影響比較大。電流越大，產(chǎn)生的磁效應(yīng)越大，對指南針指示的影響就越大；距離越近，磁場強(qiáng)度越大，對指南針的指示影響越大。將誤差值設(shè)定為±3來計算，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為50 A時，導(dǎo)線距離組合儀表50 cm以上；當(dāng)通過導(dǎo)線電流為40 A時，導(dǎo)線距離組合儀表40 cm以上；當(dāng)通過導(dǎo)線電流為30 A時，導(dǎo)線距離組合儀表30 cm以上；當(dāng)導(dǎo)線通過電流為20 A時，導(dǎo)線距離組合儀表20 cm以上；當(dāng)導(dǎo)線通過電流為10 A時，導(dǎo)線距離組合儀表20 cm以上；當(dāng)導(dǎo)線通過電流為5 A時，導(dǎo)線距離組合儀表10 cm以上，才能消除電流的磁效應(yīng)對指南針指示的影響。

表1 測試記錄表

4 小結(jié)

在某車型開發(fā)設(shè)計中，未考慮到電流的磁效應(yīng)對地磁傳感器的影響，將鼓風(fēng)機(jī)的電源線布置在地磁傳感器的后部，鼓風(fēng)機(jī)的工作電流為20 A，距離地磁傳感器12.3 cm，必然會影響指南針的指示，將鼓風(fēng)機(jī)電源線的走向進(jìn)行更改，距離地磁傳感器20 cm以上，故障消除。

在進(jìn)行整車的開發(fā)中，用于進(jìn)行指南針指示的地磁傳感器的布置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大功率的電器設(shè)備，且其周邊盡量不要布置有大電流通過的導(dǎo)線，如不可避免，則必須遵從第3章中測試結(jié)論的要求。

（編輯 楊 景）

The Influence of Direct Current Magnetic Effect on Compasses

LONG Qin，SUN Can，ZHANG Jin- ming，MA Yu-cheng，SHI Jing
(Electrics and Air Conditioner Department，BAIC Motor Technology Centre，Beijing 101300，China)

Magnetic interference is one of the main interference sources on vehicles. This article conducts analysis on the influence of current magnetic effect on vehicle compasses.

compass； direction； current； magnetic effect

U463.7

A

1003-8639（2017）03-0042-02

2016-10-27

龍琴（1981-），女，主要從事汽車電子電器的開發(fā)工作。