[科普中国]-地磁传感器

开发背景

地磁场是地球的固有资源，为航空、航天、航海提供了天然的坐标系，可应用于航天器或舰船的定位定向及姿态控制。利用地球磁场空间分布的磁导航技术简便高效、性能可靠、抗干扰，是发达国家不可缺少的基本导航定位手段之一，如自动化程度很高的波音飞机都装载有磁导航定位系统。1

随着经济的飞速发展，基础设施的投资力度越来越大，表现之一就是道路建设。但是由于道路建设周期一般较长，其增长远远跟不上车辆的急剧增长，使得交通状况日益恶化，这几乎成为所有城市的通病。改变这种交通现状的有效解决办法就是在城市交通管理部门建立完善的交通监控系统。交通监控系统的主要目标是适应动态交通状况的变化。即通过采集交通数据并将其传输到交通管理中心，在中心进行分析，根据分析结果，中心通过控制车辆出入和信号灯，从而更好地管制交通；中心还可以利用这些数据在发生交通事故时迅速采取措施。同时管理中心可把采集的交通数据传给司机，这有助于减缓交通拥挤，优化行车路线。运用交通监控系统可以提高现有道路的通行能力，协调处理突发性交通事件，缓和交通阻塞，从而改善交通状况。

原理各向异性磁阻传感器由薄膜合金( 透磁合金) 制成，利用载流磁性材料在外部磁场存在时电阻特性将会改变的基本原理进行磁场变化的测量。当传感器接通以后，假设没有任何外部磁场，薄膜合金会有一个平行于电流方向的内部磁化矢量。2

“地磁传感器”的工作原理是当驾驶员将车辆停在车位上，“地磁传感器”将自动感应车辆的停车时间，将时间传送到中继站进行计费，市民直接用银行卡在POS机上缴费。同时利用该设备摄像功能，不交费的车辆进行拍照，并将这些车辆信息录入有关网站，对逃费车辆采取一定措施。

优点一．安装、维修方便，不必封闭车道、对路面破坏小，当在检测点吊架或侧面安装时不用破坏路面,维修时只需检查地磁传感器即可；检测点不易遭到破坏，不受路面移动影响；

二．地磁传感器是利用地球磁场在铁磁物体通过时的变化来检测，所以它不受气候的影响；

三．通过对灵敏度的设置可以识别铁磁性物体的大小，可以大致判断出车辆的类型；

四．对非铁磁性物体没有反应，因此可以有效地减少误检。

功能地磁传感器的功能是相当强大的：当驾驶员把车辆停在车位上，地磁传感器能自动感应车辆的到来并开始计时；待车辆要离开时，传感器会自动把停车时间传送到中继站进行计费。因此，解决停车收费效率低下，曾经是地磁传感器的优势之一。停车场路边竖立着3个类似天线的装置来接收、传导传感器的信息，据介绍，这3个感应装置能够覆盖整个停车点的占地区域。美国PNI磁传感器就是应用在停车场里的一个磁传感器。
现在，随着磁传感器的的发展，越来越多的领域用到磁传感器了。从防、航空航天到国民经济各个部门，从医疗卫生到类日常生活的诸多方面，都用到了这种磁传感器。

应用地磁传感器可用于检测车辆的存在和车型识别。利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成车辆检测的传感器与目前常用的地磁线圈（又称地感线圈）检测器相比，具有安装尺寸小、灵敏度高、施工量小、使用寿命长，对路面的破坏小（有线安装只需要在路面开一条5毫米宽的缝，无线安装只需要在路面打一个直径55 毫米深150毫米的洞，当在检测点吊架或侧面安装时不用破坏路面）等优点，在智能交通系统的信息采集中必将起到非常重要的作用。