随着技术的进步,手机已经不再是一个简单的通信工具,而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的虚拟功能,比如交互、游戏、都是通过处理器强大的计算能力来实现的,但与现实结合的功能,则是通过传感器来实现。本文就为大家整理了手机中常见的传感器,帮助大家了解其原理和用途。
原理:角动量守恒,一个正在高速旋转的物体(陀螺),它的旋转轴没有受到外力影响时,旋转轴的指向是不会有任何改变的。陀螺仪就是以这个原理作为依据,用它来保持一定的方向。三轴陀螺仪可以替代三个单轴陀螺仪,可同时测定6个方向的位置、移动轨迹及加速度。
用途:体感、摇一摇(晃动手机实现一些功能)、平移/转动/移动手机可在游戏中控制视角、VR虚拟现实、在GPS没有信号时(如隧道中)根据物体运动状态实现惯性导航。
原理:地球特定轨道上运行着24颗GPS卫星,每一颗卫星都在时刻不停地向全世界广播自己的当前的位置坐标及时间戳信息。手机GPS模块通过天线接收到这些信息。GPS模块中的芯片根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,根据卫星发射坐标的时间戳与接收时的时间差计算出卫星与手机的距离,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置坐标。
用途:地图、导航、测速、测距。
八、指纹传感器:
目前的主流是电容式指纹识别,但从今年开始识别速度更快识别率更高的超声波指纹识别会逐渐普及。
电容指纹传感器原理:手指构成电容的一极,另一极是硅晶片阵列,通过人体带有的微电场与电容传感器间形成微电流,指纹的波峰波谷与感应器之间的距离形成电容高低差,从而描绘出指纹图像。
超声波指纹传感器原理:超声波多用于测量距离,比如海底地形测绘用的声纳系统。超声波指纹识别的原理也相同,就是直接扫描并测绘指纹纹理,甚至连毛孔都能测绘出来。因此超声波获得的指纹是3D立体的,而电容指纹是2D平面的。超声波不仅识别速度更快、而且不受汗水油污的干扰、指纹细节更丰富难以破解。
用途:加密、解锁、支付……
九、霍尔感应器
原理:霍尔磁电效应,当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电势差。
用途:翻盖自动解锁、合盖自动锁屏
十、气压传感器
原理:分为变容式或变阻式气压传感器,将薄膜与变阻器或电容连接起来,气压变化导致电阻或电容的数值发生变化,从而获得气压数据。
用途:GPS计算海拔会有十米左右的误差,气压传感器主要用于修正海拔误差(将至1米左右),当然也能用来辅助GPS定位立交桥或楼层位置。
十一、心率传感器:
原理:用高亮度LED光源照射手指,当心脏将新鲜的血液压入毛细血管时,亮度(红色的深度)呈现如波浪般的周期性变化,通过摄像头快速捕捉这一有规律变化的间隔,再通过手机内应用换算,从而判断出心脏的收缩频率。
用途:运动、健康。
十二、血氧传感器:
原理:血液中血红蛋白和氧合血红蛋白对红外光和红光的吸收比率不同,用红外光和红光两个LED同时照射手指,测量反射光的吸收光谱,就可以测量血氧含量。
用途:运动、健康。
十三、紫外线传感器:
原理:利用某些半导体、金属或金属化合物的光电发射效应,在紫外线照射下会释放出大量电子,检测这种放电效应可计算出紫外线强度。
用途:运动、健康。
总结:
前七个传感器,几乎是每个智能手机的标配;
第八个传感器——指纹识别,现在有全面普及的趋势,六七百元的手机也开始标配了,主要归功于移动支付时代的到来,安全与便捷性要求提高所致;
第九个传感器,官方卖皮套的手机或平板一般都支持;
最后四个比较少见,主要针对户外、运动、健康一类的特殊用户群体,多见于三星高端手机,其实在智能手表手环一类的产品上更常见。
手机早已不是通信工具,简直是一个全能的个人助理工具,人们巴不得手机可以集成任何功能,常用的实用的要集成,不常用的偶尔有用的也要集成,可以想象未来的手机会集成越来越多的传感器。