直流电的磁效应对指南针指示的影响

龙 琴，孙 灿，张进明，马玉成，石 晶

（北京汽车研究总院有限公司电子电器与空调部，北京 101300）

直流电的磁效应对指南针指示的影响

龙 琴，孙 灿，张进明，马玉成，石 晶

（北京汽车研究总院有限公司电子电器与空调部，北京 101300）

在汽车上，大电流造成的磁场干扰是磁传感器的主要干扰源之一。本文就电流的磁效应对指南针指示的影响进行详细分析及研究。

指南针；指示；电流；磁效应

某车型组合仪表具有指南针指示功能，可以指示东、西、南、北、东南、东北、西南、西北8个方向，其通过地磁传感器检测地球磁场，从而得出方位位置，地磁传感器集成在组合仪表中。此车型在试制过程中，当打开鼓风机时，方位显示会发生跳变。针对此故障现象，对指南针周边的电磁场进行测试。当打开鼓风机时，地磁传感器的磁场发生了变化，导致计算出来的结果出现偏差。在进行根本原因排查时，鼓风机电源线平行于指南针传感器的布置方向，距离指南针传感器位置12.3 cm，当鼓风机开启时，电源线中有大电流通过，对地磁传感器周边的磁场造成了干扰，因此，电流的磁效应可对指南针的指示造成干扰。在整车开发设计中进行地磁传感器的布置时，必须考虑地磁传感器周边是否存在干扰。以下就电流的磁效应对指南针的指示影响进行分析及研究。

1 指南针工作原理介绍

地球是一个大磁体，地球的两极分别在接近地理南极和地理北极的地方。指南针是采用磁传感器的电子指南针，磁传感器检测地球磁场，可输出X、Y值，计算航向和地磁北的夹角，从而得出方向。

传感器的输出值X与Y，是与沿着其敏感轴的磁场强度成比例的。当磁传感器水平放置，从指向磁北的角度开始旋转，2组正交的异向性磁阻在地磁环境中，在水平面内作旋转运动，输出为正弦和余弦函数。如图1所示。利用这个原理，计算航向和地磁北的夹角。

2 电流产生的磁效应对指南针指示的影响测试

1）将组合仪表放置在非强电磁干扰环境中，并对组合仪表指示方位的正确性进行核实，确认无误后，对组合仪表的地磁传感器检测的数据进行记录。 X轴：4 131，Y轴：4 021，指示角度：28°。

2）导线与指南针平行放置，距离5 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm，见图2。通电并改变通过导线中的电流，记录测试结果（表1）。

图2 测试布置图

3 测试结论

通过测试，发现电流产生的磁效应对指南针的指示影响比较大。电流越大，产生的磁效应越大，对指南针指示的影响就越大；距离越近，磁场强度越大，对指南针的指示影响越大。将误差值设定为±3来计算，当通过导线的电流为50 A时，导线距离组合仪表50 cm以上；当通过导线电流为40 A时，导线距离组合仪表40 cm以上；当通过导线电流为30 A时，导线距离组合仪表30 cm以上；当导线通过电流为20 A时，导线距离组合仪表20 cm以上；当导线通过电流为10 A时，导线距离组合仪表20 cm以上；当导线通过电流为5 A时，导线距离组合仪表10 cm以上，才能消除电流的磁效应对指南针指示的影响。

表1 测试记录表

4 小结

在某车型开发设计中，未考虑到电流的磁效应对地磁传感器的影响，将鼓风机的电源线布置在地磁传感器的后部，鼓风机的工作电流为20 A，距离地磁传感器12.3 cm，必然会影响指南针的指示，将鼓风机电源线的走向进行更改，距离地磁传感器20 cm以上，故障消除。

在进行整车的开发中，用于进行指南针指示的地磁传感器的布置应尽量远离大功率的电器设备，且其周边尽量不要布置有大电流通过的导线，如不可避免，则必须遵从第3章中测试结论的要求。

（编辑 杨 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

龙琴（1981-），女，主要从事汽车电子电器的开发工作。