直流電的磁效應對指南針指示的影響

龍 琴，孫 燦，張進明，馬玉成，石 晶

（北京汽車研究總院有限公司電子電器與空調部，北京 101300）

直流電的磁效應對指南針指示的影響

龍 琴，孫 燦，張進明，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對指南針指示的影響進行詳細分析及研究。

指南針；指示；電流；磁效應

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，當打開鼓風機時，方位顯示會發生跳變。針對此故障現象，對指南針周邊的電磁場進行測試。當打開鼓風機時，地磁傳感器的磁場發生了變化，導致計算出來的結果出現偏差。在進行根本原因排查時，鼓風機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，當鼓風機開啟時，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，電流的磁效應可對指南針的指示造成干擾。在整車開發設計中進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對指南針的指示影響進行分析及研究。

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度成比例的。當磁傳感器水平放置，從指向磁北的角度開始旋轉，2組正交的異向性磁阻在地磁環境中，在水平面內作旋轉運動，輸出為正弦和余弦函數。如圖1所示。利用這個原理，計算航向和地磁北的夾角。

2 電流產生的磁效應對指南針指示的影響測試

1）將組合儀表放置在非強電磁干擾環境中，并對組合儀表指示方位的正確性進行核實，確認無誤后，對組合儀表的地磁傳感器檢測的數據進行記錄。 X軸：4 131，Y軸：4 021，指示角度：28°。

2）導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。通電并改變通過導線中的電流，記錄測試結果（表1）。

圖2 測試布置圖

3 測試結論

通過測試，發現電流產生的磁效應對指南針的指示影響比較大。電流越大，產生的磁效應越大，對指南針指示的影響就越大；距離越近，磁場強度越大，對指南針的指示影響越大。將誤差值設定為±3來計算，當通過導線的電流為50 A時，導線距離組合儀表50 cm以上；當通過導線電流為40 A時，導線距離組合儀表40 cm以上；當通過導線電流為30 A時，導線距離組合儀表30 cm以上；當導線通過電流為20 A時，導線距離組合儀表20 cm以上；當導線通過電流為10 A時，導線距離組合儀表20 cm以上；當導線通過電流為5 A時，導線距離組合儀表10 cm以上，才能消除電流的磁效應對指南針指示的影響。

表1 測試記錄表

4 小結

在某車型開發設計中，未考慮到電流的磁效應對地磁傳感器的影響，將鼓風機的電源線布置在地磁傳感器的后部，鼓風機的工作電流為20 A，距離地磁傳感器12.3 cm，必然會影響指南針的指示，將鼓風機電源線的走向進行更改，距離地磁傳感器20 cm以上，故障消除。

在進行整車的開發中，用于進行指南針指示的地磁傳感器的布置應盡量遠離大功率的電器設備，且其周邊盡量不要布置有大電流通過的導線，如不可避免，則必須遵從第3章中測試結論的要求。

（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工作。