磁力计——探测地磁场与磁性材料
什么是磁力计
磁力计是测量磁场的传感器。手机里用的是三轴磁力计，可以同时测 x、y、z 三个方向的磁场分量（单位通常是 μT，微特斯拉）。
地球本身就是一个巨大的磁体，地磁场在地面上的强度大约在 20-70 μT 之间（纬度越高越强）。这就是为什么手机上有指南针功能——但指南针需要磁力计和加速度计配合（用加速度计确定水平面，然后用磁力计找北）。
phyphox 中的磁力计实验
磁力计原始数据实验输出三个轴的磁场强度：
- 手机静止远离磁性材料时：三个轴读数稳定在地磁场范围
- 靠近磁铁：某个轴出现明显峰值
- 做自由落体磁检测实验：沿磁铁阵列下落，磁力计自动记录每次经过磁铁时的磁场脉冲
校准 vs 未校准
原始数据实验的菜单里可以切换两种模式：
- 未校准（Uncalibrated）：原始传感器数据，最精确但可能包含硬铁/软铁效应
- 校准后（Calibrated）：经过 phyphox 内部校准算法处理，去除了手机外壳和内置磁铁的影响，适合通用测量
做精确测量时建议先在空旷区域校准（画 8 字挥舞手机约 10 秒），然后用校准后的数据。
典型应用
| 实验 | 原理 |
|---|---|
| 自由落体（磁检测） | 沿磁铁阵列下落，磁力计记录每次经过磁铁的时间点，由此计算加速度 |
| 气垫导轨加速度 | 在导轨上放一排小磁铁，手机装在滑块上，运动时磁力计测出位置-时间曲线 |
| 磁性尺子 | 等间距放置磁铁，用磁力计读数反推位置 |
| 指南针 | 配合加速度计算磁北方向 |
干扰源
磁力计是最容易被干扰的传感器之一：
- 手机壳里可能有磁铁（磁吸支架）
- 耳机线附近可能有剩磁
- 附近有高压线或铁磁材料建筑
- 地铁、电梯等金属环境里读数会被严重扭曲
做精确实验时先在空地区域做一次基线测试，确认读数在合理范围。