智能產(chǎn)品中的傳感器技術(shù)

1、智能產(chǎn)品中的傳感器技術(shù)前言 現(xiàn)在的智能手機比起之前的智能手機時代不僅僅是性能硬件上的提高，除了CPU這一類配置之外，新一代的智能手機在體驗感和用戶互動性上也大大改善。目前智能手機應用軟件生態(tài)系統(tǒng)不斷擴展，傳感器這類與用戶互動必備的東西功不可沒。傳感器讓用戶對應用軟體更加著迷。而作為新一代智能手機的標桿蘋果，在這方面也是引領(lǐng)者的角色。幾種常用的傳感器 重力感應器 加速度傳感器 方向感應器 三軸陀螺儀 距離傳感器 光線感應器 電子羅盤重力感應器（G-sensor） 重力感應技術(shù)，利用壓電效應實現(xiàn)，簡單來說，是測量內(nèi)部一塊重物重力正交方向兩個力的大小，來判定水平方向。通過對力敏感的傳感器，感受手機在

2、變換姿勢時，重心的變化，使手機光標變化位置從而實現(xiàn)選擇的功能。壓電效應 定義 某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。相反，當在電介質(zhì)的極化方向上施加電場，這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形，電場去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應。 重力感應器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會產(chǎn)生電壓，只要計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。加速度傳感器 加

3、速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當物體在加速過程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個常量，比如g，也可以是變量。因此其范圍比重力感應器要大，但是一般在手機被提到的加速度感應器時，其實就是指重力感應器，因此兩者可以看做是等價的。方向感應器（O-sesor） 手機方向傳感器是指，安裝在手機上用以檢測手機本身處于何種方向狀態(tài)的部件，而不是通常理解的指南針的功能。手機方向檢測功能可以檢測手機處于正豎、倒豎、左橫、右橫，仰、俯狀態(tài)。具有方向檢測功能的手機具有使用更方便、更具人性化的特點。例如，手機旋轉(zhuǎn)后，屏幕圖像可以自動跟著旋轉(zhuǎn)并切換長寬比例，文字或菜單也可

4、以同時旋轉(zhuǎn)，使你閱讀方便?？赡軙腥苏f：這個跟那個重力感應器是一樣的？ 這個兩者是不一樣的，方向感應器或者叫應用角速度傳感器比較合適，一般手機的上的方向感應器是感應水平面上的方位角、旋轉(zhuǎn)角和傾斜角的。也就是 說，O-sensor得到的數(shù)據(jù)單位是角度，而G-sensor的數(shù)據(jù)單位是加速度 m/s2 。兩種傳感器都可以控制橫屏和豎屏的切換，但原理不同。這也就是為什么在玩賽車游戲時，只有重力傳感器的手機效果會比有方向感應器的手機差很多的原因。三軸陀螺儀（Gyro-sensor） 三軸陀螺儀：即同時測定6個方向的位置，移動軌跡，加速。單軸的只能測量一個方向的量，也就是一個系統(tǒng)需要三個陀螺儀，而3軸的一

5、個就能替代三個單軸的。3軸的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，是激光陀螺的發(fā)展趨勢。對于激光陀螺則更多應用于軍事方面，我們暫且不做討論。不過我們可以看出iPhone 4應用的三軸陀螺儀是較為先進的。 如果說，重力感應器所能測的是直線的，方向感應器所測的是平面的，那么三軸陀螺儀所測的方向和位置則是立體的?？蚣艹Ｆ郊苻D(zhuǎn)子自旋軸 在一定的初始條件和一定的外在力矩作用下，陀螺會在不停自轉(zhuǎn)的同時，還繞著另一個固定的轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn)，這就是陀螺的旋進(precession)，又稱為回轉(zhuǎn)效應(gyroscopic effect)。陀螺旋進是日常生活中常見的現(xiàn)象，我們在孩童時代玩的陀螺就是典型的例子。 距離傳

6、感器 距離傳感器是利用測時間來實現(xiàn)測距離的原理，以檢測物體的距離的一種傳感器。 這個傳感器在手機上的作用是當我們打電話時，手機屏幕會自動熄滅，當你臉離開，屏幕燈會自動開啟，并且自動解鎖。這個對于待機時間較短的智能手機來說是相當實用的。現(xiàn)在很多智能手機都裝備的這個傳感器。 工作原理：通過發(fā)射特別短的光脈沖，并測量此光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時間，通過測時間來計算與物體之間的距離。光線感應器 光線傳感器，也就是感光器，是能夠根據(jù)周圍光亮明暗程度來調(diào)節(jié)屏幕明暗的裝置。就是在光線強的地方手機會自動關(guān)掉鍵盤燈，并且稍微加強屏幕亮度，達到節(jié)電并更好觀看屏幕的效果，在光線暗的地方自動打開鍵盤燈?？梢缘焦?/p>

7、具設(shè)置中調(diào)節(jié)關(guān)掉。這個傳感器也主要起到節(jié)省手機電力的作用。 光線感應器是由兩個組件即投光器及受光器所組成，利用投光器將光線由透鏡將之聚焦，經(jīng)傳輸而至受光器之透鏡，再至接收感應器，接收感應器將收到之光線訊號轉(zhuǎn)變成電信號，此電信訊號更可進一步作各種不同的開關(guān)及控制動作，其基本原理即對投光器受光器間之光線做遮蔽之動作所獲得的信號加以運用以完成各種自動化控制。電子羅盤 電子羅盤，也叫數(shù)字指南針，是利用地磁場來定北極的一種方法。古代稱為羅經(jīng)，現(xiàn)代利用先進加工工藝生產(chǎn)的磁阻傳感器為羅盤的數(shù)字化提供了有力的幫助。現(xiàn)在一般有用磁阻傳感器和磁通門加工而成的電子羅盤。這個就是電子版指南針，配合GPS和地圖時非常好

8、用，不會整的暈頭轉(zhuǎn)向。集萬千sensor于一身Apple Watch 作為蘋果公司在今年9月份發(fā)布的一款最新產(chǎn)品，Apple watch整合了多達十余種傳感器，使用了多項傳感器技術(shù)專利，其中就包括了心率傳感器。 在覆蓋氧化鋯的表背處，有一個處于藍寶石晶面保護下的特制感應器，它能使用紅外線和可見光LED以及感光器來檢測你的心率狀況。 通過與Apple Watch內(nèi)置的加速感應器、Iphone的GPS，以及無線網(wǎng)絡(luò)的配合，它們可以追蹤你的各種身體動作，從單純的站立到劇烈的運動，都不會錯過。短片：活動App-Activity總結(jié) 當傳感器技術(shù)與智能產(chǎn)品結(jié)合之后，憑借著人類天馬行空的想象力，給與了我們生活上無限的趣味和可能性。在我們享受著這些智能產(chǎn)品給我們的快樂的