마이크로전자 통합 기술, 가공 기술 및 재료 기술이 지속적으로 발전함에 따라. 디지털 나침반의 연구, 제조 및 응용은 전례 없는 수준에 이르렀다. 현재 디지털 나침반은 기울기 보정 여부에 따라 평면 디지털 나침반과 3 차원 디지털 나침반으로 나눌 수 있으며 센서에 따라 자기저항효과 센서, 홀 효과 센서, 자기통문 센서로도 나눌 수 있다. 자기저항 효과 센서는 자성 재료의 자기저항 효과에 근거하여 만든 것이다. 포모 합금과 같은 자성 재료는 비등방성을 가지고 있다. 자화할 때 자화 방향은 재질의 쉬운 축, 재질의 모양 및 자화 자기장의 방향에 따라 달라집니다. 아래 그림 2- 1 에서 볼 수 있듯이 전류 I 가 리본 파모 합금 재질에 작용하는 경우 재질의 저항은 전류 방향과 자화 방향의 각도에 따라 달라집니다. 재질에 자기장 B (측정 자기장) 를 적용하면 원래 자화 방향이 회전합니다. 자화 방향이 전류에 수직인 방향으로 회전하면 재질의 저항이 감소합니다. 자화 방향이 전류에 평행한 방향으로 회전하면 재료의 저항이 증가합니다. 자기 저항 효과 센서는 일반적으로 이러한 저항기 4 개로 구성되며 브리지로 연결됩니다. 측정된 자기장 B 의 작용으로 브리지에서 상대 위치에 있는 두 개의 저항 저항은 증가하고 다른 두 개의 저항 저항은 감소합니다. 선형 범위 내에서 브리지의 출력 전압은 측정된 자기장에 비례합니다.

그림 2- 1 자기 저항 효과

자기 저항 센서는 이미 실리콘 칩에 제작되었으며 이미 제품을 형성했다. 그것의 감도와 선형성은 모두 자기 나침반의 요구를 만족시킬 수 있는데, 각 방면의 성능은 홀 구성요소 덕분이다. 히스테리시스 오류 및 제로 온도 드리프트는 센서의 대체 순방향 자화 및 역방향 자화를 통해 제거할 수도 있습니다. 이러한 우수한 성능 때문에 자기 저항 센서는 일부 응용 프로그램에서 자기통문과 경쟁할 수 있습니다.

자기 저항 센서의 주요 문제는 그 원리에 내재된 뒤집기 효과이다. 앞서 언급했듯이 자성 재료는 사용하기 전에 자화된 다음 반대 방향의 강한 자기장 (20 가우스보다 큼) 이 발생하면 재료의 자화가 영향을 받아 센서의 성능에 영향을 줍니다. 극단적인 경우 자화 방향은 180 으로 반전됩니다. 이러한 위험은 정기 자화를 통해 제거할 수 있지만 여전히 문제가 있다. 자화 재료의 자기장은 반드시 강해야 한다. 외부 코일로 주기적 자화 자기장을 생성하면 소형화의 의미를 잃게 된다. 호니웰의 특허 중 하나가 이 문제를 해결했다. 그들은 실리콘에 전류대를 만들어 자화된 자기장을 생성하는데, 전류대의 저항은 5ohm 정도밖에 되지 않는다. 자화전류는 1-2ms 에 불과하지만 전류 강도는1부터1.5a 까지 높다. 그러나 이 방안은 구동 회로에 대한 요구가 높기 때문에 마이크로시스템에 통합되면 이렇게 강한 펄스 전류가 시스템의 마이크로프로세서 등 다른 회로의 신뢰성을 위협할 수 있다. 홀 효과 자기 센서의 작동 원리는 그림 2-2 에 나와 있습니다. 직사각형 금속 조각의 긴 방향을 따라 전류 I 가 적용되고, 유류자의 로렌츠력으로 인해 시트 평면에 수직인 방향으로 향상된 자기장 B 가 적용되는 경우, 전류 I, 자기장 B 및 재질의 홀 계수 R 에 비례하여 금속 조각의 두께 D 에 반비례하는 전압 차이 U 가 해당 측면에 생성됩니다. 100 여 년 전에 발견된 홀 효과는 적용하기 어렵다. 일반 재질의 홀 계수가 작아서 반도체가 나타날 때까지 자기장 측정에 실제로 사용되지 않기 때문이다. 반도체의 캐리어 수가 적기 때문이다. 전류가 금속 재료와 같으면 반도체의 유류자 속도가 더 빨라지고 로렌츠 힘이 더 커지고 홀 효과의 계수가 더 커진다.

홀 효과 자기 센서는 부피가 작고, 무게가 가벼우며, 전력 소비량이 낮고, 가격이 낮고, 인터페이스 회로가 간단하다는 장점이 있으며, 특히 강한 자기장 측정에 적합합니다. 그러나, 그것은 감도가 낮고, 소음이 높으며, 온도 성능이 떨어지는 단점이 있다. 고감도의 홀 구성요소나 자기 집중 조치도 자기장을 측정하는 데 사용할 수 있지만, 일반적으로 요구 사항이 높지 않은 곳에 사용됩니다.

자기 포화법은 자기 변조 원리에 기반을 두고 있다. 즉, 교변 자기장의 포화 인센티브 하에서 측정된 자기장에서 철자성 재질 철심의 자기 감지 강도와 자기장 강도의 비선형 관계를 이용하여 약한 자기장을 측정하는 방법이다. 자기포화법으로 자기장을 측정하는 자력계를 자기포화자력계라고 하며, 자통문 자력계 또는 자석 프로브 자력계라고도 한다. 자기 포화법은 대략 고조파 선택법과 고조파 비선택법의 두 가지 범주로 나눌 수 있다. 고조파 선택법은 프로브가 전동력을 감지하는 짝수 고조파 (주로 2 차 고조파) 만 고려하여 다른 고조파를 필터링합니다. 파형 비선택법은 필터를 거치지 않고 프로브를 직접 측정하여 전동력을 감지하는 전보이다. 차동 자기 포화 프로브는 비균일 자기장을 측정할 수 있는 자기 포화 그라데이션 측정기를 구성하는 데 사용할 수 있습니다. 동시에, 경사계는 지자장의 영향을 극복하고 외부의 간섭을 억제할 수 있다. 이 자력계는 1930 년대부터 지자기 측정에 사용된 이래 끊임없이 발전하고 개선되었으며, 지금까지도 여전히 약한 자기장을 측정하는 기본 기기 중 하나이다. 자기 포화 자력계는 해상도가 높고, 측정 약한 자기장의 범위가 넓고, 믿을 만하며, 간단하고, 저렴하고 내구성이 있다는 장점이 있다. 그것은 자기장의 성분을 직접 측정할 수 있어 고속 운동 시스템에 적합하다. 따라서 지자기 연구, 지질 탐사, 무기 정찰, 재료 무손실 검사, 공간 자기장 측정 등 다양한 분야에 광범위하게 적용된다. 최근 몇 년 동안, 자기 포화 자력계는 위성과 로켓의 자세를 제어하고 태양으로부터의' 태양풍' 과 공간 자기장, 달 자기장, 행성 자기장, 행성 간 자기장이 전기를 띤 입자와 상호 작용하는 패턴을 측정하는 등 우주공학에 광범위하게 응용되었다.

플럭스 도어에는 상대적으로 복잡하고 부피가 크고 전력 소비량이 상대적으로 큰 처리 회로가 여전히 존재하지만 마이크로 시스템, 마이크로 플럭스 게이트 및 저전력 플럭스 도어가 연구됨에 따라 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.

세 가지의 비교를 보면 자기저항센서를 기반으로 한 전자나침반은 부피가 작고 반응이 빠르고 우세하며 전자나침반의 발전 방향이다.