常見14種手機感測器

2021-08-22 11:36:51 字數 2642 閱讀 4519

手機感測器原理

感測器sensor就是手機裡那些可以被測量並且能按照一定的規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置。一般這類感測器都是由敏感元件以及轉換元件組成。

手機上的那些能夠通過晶元來感應的元器件,如反應距離值、光線值、溫度值、亮度值和壓力值等。

在手機上增加感測器是需要滿足一些特定條件的,比如作業系統本身的支援、需要開發對應的應用去配合感測器的資料記錄、保證感測器測算的精讀、控制感測器的尺寸以及成本等。

光線感測器其實跟人多眼睛有些相似。人的眼睛在不同光線環境下,能夠調節進入眼睛的光想。而光線感測器則是根據不同光線環境來調整手機螢幕的亮度,從而減低電量的消耗,增強手機的續航能力。

光線感測器能根據手機當時所在的環境來調節螢幕亮度,有的還可以自由控制按鍵呼吸燈的明暗狀態。比如在特別明亮的戶外,螢幕會自動調到最亮的狀態,而當在黑暗環境裡,螢幕亮度也會相應降低。

距離感測器的組成非常簡單,由乙個紅外led燈和紅外輻射光線探測器組成。位置大概在手機聽筒的附近。工作原理是:紅外led燈發出的不可見紅外光,射向附近的物體,然後反射後,最後被紅外輻射光線探測器探測,一般距離感測器是配合光線感測器一起使用的。

實際應用:通話中防止誤操作,在通話時,當耳朵接近距離感測器,感測器接到訊號後隨即通過把顯示屏關閉,從而防止使用者在通話過程中,誤觸到螢幕影響通話。

距離感測器一般是配合著光線感測器來使用。當你把手機放在聽筒位置時,距離感測器會測算手機到你耳朵的距離。這個不同的測量值會觸發相應的功能,比如熄滅螢幕或是自動鎖屏等,同樣也可以配合各種保護套來使用。

重力感測器:透過壓電效應來實現,重力感測器內部有一塊重物與壓電片整合在一起,透過正交兩個方向產生的電壓大小,來計算出水平的方向。

切換橫屏與直屏方向,在一些遊戲中也可以通過重力感測器來實現更豐富的互動控制,比如平衡球、賽車遊戲等。

加速度感測器:和重力感測器略微有些重疊,但事實上卻又不一樣。加速度感測器是多個維度測算的,主要測算一些瞬時加速或減速的動作。

最典型的就是計步器功能了,加速度感測器可以檢測交流訊號以及物體的振動。人在走動的時候會產生一定規律性的振動,而加速度感測器可以檢測振動的過零點,從而計算出人所走的步或跑步所走的步數,從而計算出人所移動的位移,並且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗。

比如測量手機的運動速度,在遊戲裡能通過加速度感測器觸發特殊指令。日常應用中的一些甩動切歌、翻轉靜音等也都用到了這枚感測器。

指紋感測器

指紋感測器是實現指紋自動採集的關鍵器件,目前主要分為兩類,光學指紋感測器和半導體指紋感測器。

光學指紋感測器:主要是利用光的折射和反射原理,光從底部射向三稜鏡,並經稜鏡射出,射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會不一樣。cmos或者ccd的光學器件就會收集到不同明暗程度的資訊,就完成指紋的採集。

半導體指紋感測器:這類感測器,無論是電容式或是電感式,其原理類似,在一塊整合有成千上萬半導體器件的「平板」上,手指貼在其上與其構成了電容(電感)的另一面,由於手指平面凸凹不平,凸點處和凹點處接觸平板的實際距離大小就不一樣,形成的電容/電感數值也就不一樣,裝置根據這個原理將採集到的不同的數值彙總,也就完成了指紋的採集。

陀螺儀感測器是乙個簡單易用的基於自由空間移動和手勢的定位和控制系統,它原本是運用到***模型上;還記得當時iphone 4剛推出時的殺手級應用麼?沒錯它就是陀螺儀。平時手機裡標配的都是三軸陀螺儀,可追蹤6個方向的位移變化。日常我們玩的一些射擊或賽車遊戲都需要用到這種陀螺儀,很多應用也借助陀螺儀感測器來工作,例如3d拍照、全景導航等。

磁場感測器是利用磁阻來測量平面磁場,從而檢測出磁場強度以及方向位置。一般用在常見的指南針或是地圖導航中,幫助手機使用者實現準確定位。如果你不分東南西北,用地圖中的電子羅盤可以輕鬆實現定位。

gps模組主要作用是通過天線來接收到衛星的座標資訊幫使用者定位。隨著4g網路普及,gps被應用在更多場景,比如與智慧型硬體配合實現遠端定位監控,或是裝置丟失後定位查詢。這裡需要分清乙個概念,手機一般標配的是a-gps,所謂a-gps是在接收導航衛星訊號的基礎上通過流動網路更快速的定位,比普通的gps更先進一些。

氣壓感測器之前一直被用在軍工手機當中,分為變容式氣壓感測器以及變阻式氣壓感測器。氣壓變化會導致電阻或電容測算數值發生改變。一般gps能計算出你的位置,但對於一些高度上的變化是需要氣壓感測器來測算。安裝了氣壓感測器的手機能測算你一天上了多少個樓層,或是用於室內定位等,而內部的氣壓感測器主要是測試裝置封閉程度。

今年mwc上一款支援熱成像測試的三防手機讓人記憶深刻,它用到的就是溫度感測器。溫度感測器是用來檢測手機本身溫度變化的,可以看出手機的發熱程度。擴充套件功能方面,溫度感測器也能檢測外界空氣中的溫度變化,甚至是使用者當前的體溫。

和磁場感測器類似,霍爾感測器可以將變化的磁場轉化為輸出電壓,從而在導體兩端產生電勢差。有些手機會隨機標配一些保護套,當合上保護套時手機會自動鎖屏,開啟保護套之後裝置又會自動解鎖。

紫外線感測器利用了光電發射效應來測算,通過攝像頭拍戶外光源從而換算成放電效應測出紫外線強度。現在應用這種感測器的手機並不多見,而且測算的穩定性也有待進一步觀察。

心率感測器在穿戴設別中比較常見,但在手機上的應用一般是設定在手機背部的位置,通過高亮度的led光源照射手指的方式轉換為對應資料來測算心率,測試的時候需要手指保持平穩,否則測試出的結果會有較大偏差。

和心率感測器一樣,血液中的血紅蛋白和氧合血紅蛋白對紅外光和紅光的吸收比例不同,用這種紅外光與紅光的兩個led燈光同時照射手指的話,也可以測量出反射光的吸收光譜,從而測量血氧含量。

手機感測器原理

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