手机中的传感器原理和用途_手机常见传感器的原理和用途

随着科技的发展，手机不再是简单的通讯工具，而是一种功能全面的便携式电子设备。手机的虚拟功能，如交互、游戏等，都是通过处理器强大的计算能力来实现的，而与现实结合的功能则是通过传感器来实现的。下面就帮大家整理一下手机常见的传感器，帮大家了解一下它们的原理和用途。

一、光传感器：

原理：当光电晶体管接收到外界光线时，会产生强度不同的电流，从而感知环境光的亮度。

用法：通常用于调节屏幕自动背光的亮度，白天提高屏幕亮度，晚上降低屏幕亮度，使屏幕看得更清楚，不刺眼。拍照时也可用于自动白平衡。还可以配合下面的距离传感器，检测手机是否在口袋里，防止误触。

二、距离传感器：

原理：红外LED灯发出红外线，被近处的物体反射。红外控制器通过接收红外线的强度来测量距离，一般有效距离在10cm以内。距离传感器既有发射装置又有接收装置，通常尺寸很大。

用途：检测手机是否贴在耳朵上打电话，从而自动关屏省电。它还可以用于在皮套和口袋模式下自动解锁和锁定屏幕。

另外：光线传感器和距离传感器的位置。

光线传感器和距离传感器通常放在一起，在手机正面的接收器周围，所以有问题。手机的额头上有太多的孔或者黑条，所以苹果一直在努力减少开口或者隐藏。黑面板手机可以轻松隐藏这两个传感器，白面板就有点难了。

从IPhone5开始，苹果就把光感器做成了白色，隐藏的很好，但是很多国产手机厂商暂时做不到。他们只能选择更小的传感器，把光距传感器放在一起，做成一个更小的长条，或者像相机那样的大圆，相对美观。锤子的传感器也是长的，但是直接藏在听筒里。

三、重力传感器：

原理：利用压电效应，将传感器内部的一个砝码与压电片集成在一起，通过两个正交方向产生的电压计算出水平方向。

用途：手机屏幕智能切换、拍照定向、重力感应游戏(如滚动钢珠)。

四、加速度传感器

原理：和重力传感器一样，也是压电效应，由三维确定加速度方向，但功耗更小，精度低。

用途：计步，手机摆放方位角度。

五、磁场传感器：

原理：各向异性磁阻材料在感受到弱磁场变化时会改变自身电阻，所以手机旋转或晃动几下就能准确指示方向。

用途：指南针，地图导航方向，金属探测器APP。

六、陀螺仪：

原理：角动量守恒。当一个物体(陀螺)在高速旋转时，它的旋转轴不受外力影响，旋转轴的方向不会改变。陀螺仪就是基于这个原理，利用它来保持一定的方向。三轴陀螺仪可以代替三个单轴陀螺仪，可以同时测量六个方向的位置、运动轨迹和加速度。

用途：体感，晃动(晃动手机实现部分功能)，平移，旋转，游戏中手机可以控制视角，VR虚拟现实，GPS中无信号(如隧道)根据物体运动状态实现常规导航。

七、GPS

原理：地球特殊的安静轨道上运行着24颗GPS卫星，每颗卫星都在不断地向全世界广播自己当前的位置坐标和时间戳信息。移动电话GPS模块通过天线接收这些信息。GPS模块中的芯片以高速运动卫星的瞬时位置作为已知的初始数据，根据卫星发射坐标的时间戳和接收到的时间差计算出卫星与手机的距离，利用空间距离相交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

目前主流是电容式指纹识别，但从2016年开始，识别速度更快、识别率更高的超声波指纹识别将逐渐普及。

电容式指纹传感器原理：手指构成电容的第一级，另一极是硅片阵列。通过人体携带的微电场和电容传感器形成微电流，指纹的波峰波谷与传感器的距离形成电容差，从而刻画出指纹图像。

超声波指纹传感器原理：超声波多用于测距，如用于海底地形测绘的声纳系统。超声波指纹识别的原理是一样的，就是直接扫描映射指纹纹理，连毛孔都可以检测出来。所以超声波得到的指纹是3D的，而电容指纹是2D的。超声波不仅识别速度更快。而且不受汗和油的干扰，指纹细节更加丰富，不易破解。

用途：加密，解锁，支付。

九、霍尔传感器

原理：霍尔磁电效应，当电流通过磁场中的导体时，磁场会产生一个垂直于电子运动方向的力，从而在导体两端产生电位差。

用途：翻盖自动解锁，合盖自动锁屏。

十、空气压力传感器：

原理：分为可变电容或可变电阻气压传感器，薄膜连接变阻器或电容，电阻或电容的值因气压的变化而变化，从而获得气压数据。

用法：GPS计算海拔会有10米左右的误差。气压传感器主要用于修正高度误差(低至1米左右)，当然也可以用来辅助GPS定位天桥或楼层位置。

10一、心率传感器

原理：当手指被高亮度LED光源照射时，当心脏向毛细血管压入新鲜血液时，亮度(红色深度)呈波浪式周期性变化。这个有规律变化的间隔很快被摄像头捕捉到，然后通过手机里的应用转换来判断心脏的收缩频率。

用途：运动和健康。

10二、血氧传感器

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的电子，通过检测这种放电效应就可以计算出这条外线的强度。

用途：运动和健康。

10三、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。紫外线的强度可以通过检测这种放电效应来计算。

用途：运动和健康。

总结：

前八个传感器统称为手机的标准。后五种比较少见，主要用于医疗保健，比较高端的手机基本都很常见。

手机不再是一个通讯工具，而是一个多功能的个人助理工具。常用的和实用的要整合，不常用的也要整合。可以想象，未来的手机会集成越来越多的传感器，变得越来越智能。责任编辑：抄送