手機中的傳感器原理和用途解密

搖動手機就可以控制賽車方向；拿著手機在操場散步，就能記錄你走了幾公里?這些你越來越熟悉的場 景，都少不了天天伴你身旁的智能手機。而手機能完成以上任務(wù)，主要都是靠內(nèi)部安裝的傳感器。你知道嗎 機中的傳感器有多少種？又是依靠哪些原理來運作？

1、 光線傳感器(Ambient Light Sensor)

光線傳感器類似于手機的眼睛。人類的眼睛能在不同光線的環(huán)境下，調(diào)整進入眼睛的光線，例如進入電 影院，瞳孔會放大來讓更多光線進入眼睛。而光線傳感器則可以讓手機感測環(huán)境光線的強度，用來調(diào)節(jié)手機 屏幕的亮度。而因為屏幕通常是手機最耗電的部分，因此運用光線傳感器來協(xié)助調(diào)整屏幕亮度，能進一步達 到延長電池壽命的作用。光線傳感器也可搭配其他傳感器一同來偵測手機是否被放置在口袋中，以防止誤 觸。

2、 距離傳感器(proximity sensor)

透過紅外線LED燈發(fā)射紅外線，被物體反射后由紅外線探測器接受，借此判斷接收到紅外線的強度來 判斷距離，有效距離大約在10米左右。它可感知手機是否被貼在耳朵上講電話，若是則會關(guān)閉屏幕來省 電;距離傳感器也可以運用在部分手機支持的手套模式中，用來解鎖或鎖定手機。

3、 重力傳感器(G-Sensor)

透過壓電效應(yīng)來實現(xiàn)。重力傳感器內(nèi)部有一塊重物與壓電片整合在一起，透過正交兩個方向產(chǎn)生的電壓 大小，來計算出水平的方向。運用在手機中時，可用來切換橫屏與直屏方向，運用在賽車游戲中時，則可透 過水平方向的感應(yīng)，將數(shù)據(jù)運用在游戲里，來轉(zhuǎn)動行車方向。

4、 加速度傳感器(Accelerometer Sensor)

作用原理與重力傳感器相同，但透過三個維度來確定加速度方向，功耗小但精度低。運用在手機中可用 來計步、判斷手機朝向的方向。

5、 磁（場）傳感器（Magnetism Sensor）

測量電阻變化來確定磁場強度，使用時需要搖晃手機才能準(zhǔn)確判斷，大多運用在指南針、地圖導(dǎo)航當(dāng) 中。

6、 陀螺儀（Gyroscope）

陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸動作的角速度，是補充MEMS加速度計（加速度傳感器）功能的理想 技術(shù)。事實上，如果結(jié)合加速度計和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設(shè)計人員可以跟蹤并捕捉3D空間的完整動 作，為終端用戶提供更真實的用戶體驗、精確的導(dǎo)航系統(tǒng)及其他功能。手機中的「搖一搖」功能（例如搖動 手機就能抽簽…）、體感技術(shù)，還有VR視角的調(diào)整與偵測，都是運用到陀螺儀的作用。

7、 GPS

地球上方特定軌道上運行著24顆GPS衛(wèi)星，它們會不停的向全世界各地廣播自己的位置坐標(biāo)與時間 戳（timestamp,指格林威治奔1970年01月01日00 00分00秒到現(xiàn)在為止的總秒數(shù)），手機中的 GPS模塊透過衛(wèi)星的瞬間位置來計算，以衛(wèi)星發(fā)射坐標(biāo)的時間戳與接收時的時間差來計算出手機與衛(wèi)星之 間的距離?？蛇\用在定位、測速、測量距離與導(dǎo)航等用途。

8、 指紋傳感器

目前主流的技術(shù)是電容式指紋傳感器，然而超音波指紋傳感器也有逐漸流行起來趨勢。電容式指紋傳感 器作用時，手指是電容的一極、另一極則是硅芯片數(shù)組，透過人體帶有的微電場與電容傳感器之間產(chǎn)生的微 電流，指紋的波峰波谷與傳感器之間的距離形成電容高低差，來描繪出指紋的圖形。而超音波指紋傳感器原 理也類似，但不會受到汗水、油污的干擾，辨識速度也更為快速。運用在手機中可用來解鎖、加密、支付等 等。

9、 霍爾傳感器（Hall Sensor）

作用原理是霍爾磁電效應(yīng)，當(dāng)電流通過一個位于磁場中的導(dǎo)體時，磁場會對導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個垂直 于電子運動方向上的作用力，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差。主要運用在翻蓋解鎖、合蓋鎖定屏幕等功能 當(dāng)中，蘋果的Smart cover還有多個品牌的官方手機配件，都運用了這項技術(shù)。

10、 氣壓傳感器（氣壓計，barometer）

將薄膜與變阻器或電容連接在一起，當(dāng)氣壓產(chǎn)生變化時，會導(dǎo)致電阻或電容數(shù)值發(fā)生變化，借此量測氣 壓得數(shù)據(jù)。GPS也可用來量測海拔高度但會有10米左右的誤差，若是搭載氣壓傳感器，則可以將誤差校 正到1米左右;也可用來輔助GPS定位,來確認(rèn)所在樓層位置等信息。蘋果的iPhone 6/6s系列都搭載了 氣壓傳感器。

1L心率傳感器

透過高亮度的LED燈照射手指，因心臟將血液壓送到毛細血管時，亮度（紅光的深度）會呈現(xiàn)周期性的變 化。再透過攝影機捕捉這一些規(guī)律性的變化，并將數(shù)據(jù)傳送到手機中進行運算，進而判斷心臟的收縮頻率， 得出每分鐘的心跳數(shù)。

12、 血氧傳感器

血液當(dāng)中血紅蛋白與氧合血紅蛋白對于紅光的吸收比率不同，用紅外光與紅光LED同時照射手指，并 測量反射光的吸收光譜，借此量測血含氧量?？捎糜谶\動或健康領(lǐng)域的應(yīng)用。

13、 紫外線傳感器

某些半導(dǎo)體、金屬或金屬化合物的光電發(fā)射效應(yīng)，在紫外線照射下會釋放出大量電子，透過檢測這種放 電效應(yīng)可計算出紫外線強度。主要用途也在運動與健康領(lǐng)域。

整體而言，前7種傳感器大多是目前智能手機的標(biāo)準(zhǔn)配備，指紋傳感器也有越來越普及的趨勢。較后方 的傳感器，則多常見在智能手環(huán)以及較頂級、高端的手機中。透過這些傳感器的作用，能讓手機擁有高過你 我想象的功能，就仿佛讓手機越來越智能了，你說是嗎？