手机里的传感器

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手机里的传感器

关于手机传感器的认识

1、加速传感器(重力感应)

原理:现代加速传感器有单轴、两轴、三轴之分。手机上常见的就是电容式芯片三轴加速传感器,主要由双芯片构成,即重力测量单元与控制电路单元。在每个方向上,封装部分内有一小块可移动的电极板与两块不可移动的电极板, 当可移动电极板受到加速作用时,会产生惯性力,从而影响与左右两个不可移动电极板的间隔,使得电容值改变,促进电容电压值的变化,以此可以计算出加速度。

功能:加速度有两种,一个就是静态的加速度,把加速度传感器倾斜一个角度,重力场会在

感应场上产生一个分量,通过这个分量,可以测量出手机倾斜了多少角度,由此实现一些前后左右的控制;另外一种就就是所谓的动态加速度,可以侦测速度、 撞击等.手机通过加速

传感器能够实时的获得手机的移动状态,其最初的用途就是用来检测手机就是竖放还就是横放,从而决定就是横屏显示还就是竖屏显示。随着三轴加速器普及,手机能够识别横放竖放,正面横放、背面横放,正面竖放、背面竖放状态,从而可以实现摇晃手机操作,翻转静音功能等;加速传感器另一个重大用处就就是利用手机摇晃来玩游戏,戏中得到充分表现,从而代替传统游戏手柄。



2、距离传感器

工作原理:距离感应器又叫位移传感器,距离感应器一般都在手机听筒的两侧或者就是在手机听筒凹槽中,这样便于它的工作。通过发射特别短的光脉冲,并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间,通过测时间来计算与物体之间的距离。用各种元件检测对象物的物理变化量,通过将该变化量换算为距离,来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同,分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。

应用:这个传感器在手机上的应用就是当我们打电话时,手机屏幕会自动熄灭,当您脸离开,屏幕灯会自动开启,并且自动解锁。这个对于待机手机较短的智能手机来说就是相当实用的。现在很多智能手机都装备的这个传感器。此外,距离感应还可应用到一些特殊的功能,例如Galaxy Note II中的”快速一览”功能。

3、气压传感器

原理: 气压传感器的工作就是通过一个对压强很敏感的薄膜元件工作,薄膜连接了一个柔性电阻,当大气压变化时候,就会导致电阻阻值产生变化。气压传感器的作用主要用于检测大气压、当前高度以及辅助GPS定位。

4、光线感应器

原理:利用光敏原件将光信号转化为电信号的传感器,它对光的敏感波长包含可见光与红外

光,当外界光线强度发生变化时,光敏电阻的阻值会随着光强而变化。


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应用:光线感应的用途就是可以根据周围环境光线调节手机屏幕本身的亮度。

光线感应传感器检测实时的光线强度,光强单位就是lux,其物理意义就是照射到单位面积上的光通量。 光线感应传感器主要用于Android系统的LCD自动亮度功能。可以根据采样到的光强数值实时调整LCD的亮度

5、三轴陀螺仪

原理:用于测量角度以及维持方向的设备,原理就是基于角动量守恒原理,陀螺仪的测量物理量就是偏转,倾斜时的转动角速度。

应用:动作感应的GUI:通过小幅度的倾斜,偏转手机,实现菜单,目录的选择与操作的执行; 拍照时的图像稳定,防止手的抖动对拍照质量的影响;

GPS的惯性导航:当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近,没有GPS讯号时,可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移,从而继续导航; 通过动作感应控制游戏。

6、磁力计(电子罗盘)

原理:电子罗盘利用磁阻传感器测量平面地磁场,以检测出磁场强度以及方向。磁力传感器简称为M-sensor,返回x、y、z三轴的环境磁场数据。该数值的单位就是微特斯拉(micro-Tesla),用UT表示。单位也可以就是高斯(Gauss),1Tesla=10000Gauss。硬件上一般没有独立的磁力传感器,磁力数据由电子罗盘传感器提供(E-compass)。电子罗盘传感器同时提供方向传感器数据。

功能:主要作用就是电子指南针、帮助GPS定位等。电子罗盘就是利用地磁场来定北极的一种方法。古代称为罗经,现代利用先进加工工艺生产的磁阻传感器为罗盘的数字化提供了有力的帮助。现在一般有用磁阻传感器与磁通门加工而成的电子罗盘。这个就就是电子版指南针,配合GPS与地图时非常好用。

7、温度传感器

温度传感器返回当前的温度。

8、摄像头

图像传感器类型与尺寸决定画质,传感器尺寸就是影响感光元件成像效果的一个关键因素。手机上的传感器与老式相机中的胶卷功能相似,市面上手机使用的主流相机传感器有两种类型,CCD与CMOS,受制于多种因素,目前手机使用的传感器多为CMOS。CCD/CMOS传感器的尺寸很大程度上决定了相片的成像质量,传感器尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。一般情况下,500万像素的背照式CMOS要比800万像素传统CMOS的拍照效果好。


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9、GPS

10、方向传感器(Orientation sensor)

手机方向传感器就是指安装在手机上用以检测手机本身处于何种方向状态的部件,它不就是通常理解的指南针的功能。

手机方向检测功能可以检测手机处于正竖、倒竖、左横、右横,仰、俯状态。具有方向检测功能的手机具有使用更方便、更具人性化的特点。例如,手机旋转后,屏幕图像可以自动跟着旋转并切换长宽比例,文字或菜单也可以同时旋转,使您阅读方便。

11、重力传感器

手机重力感应技术:利用压电效应实现,简单来说就是测量内部一片重物(重物与压电片做成一体)重力正交两个方向的分力大小,来判定水平方向。通过对力敏感的传感器,感受手机在变换姿势时,重心的变化,使手机光标变化位置从而实现选择的功能。

手机重力感应指的就是手机内置重力摇杆芯片,支持摇晃切换所需的界面与功能,甩歌甩屏,翻转静音,甩动切换视频等。

12、磁力传感器

磁力传感器简称为M-sensor,返回x、y、z三轴的环境磁场数据。

该数值的单位就是微特斯拉(micro-Tesla),用UT表示。单位也可以就是高斯(Gauss),1Tesla=10000Gauss。

硬件上一般没有独立的磁力传感器,磁力数据由电子罗盘传感器提供(E-compass)。 电子罗盘传感器同时提供方向传感器数据。

参考文献

陈玉、 传感器在智能手机上的应用[J]、 电子制作, 2014, (22)、 DOI:10、3969/j、issn、1006-5059、2014、22、021、

刘为、 传感器在智能手机中的应用[J]、 职大学报, 2013, (6):76-78、 DOI:10、3969/j、issn、1671-1440、2013、06、017、 裴春梅, 杨秀清, 王贵明、 传感器在智能手机中的应用[J]、 湖南农业大学学报:自然科学版, 2009:108-109、

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