自然界中的传感器原理探索手机常用十三种传感器及其应用与静态特性
随着科技的飞速发展,手机不再仅仅是一个简单的通讯工具,它已经演变成了一个功能全面、便携式的电子设备。手机中的虚拟功能,如交互和游戏,都依赖于处理器强大的计算能力,而与现实世界结合的功能,则是通过传感器实现。这篇文章将为大家介绍手机中常见的十三种传感器及其原理和用途。
一、光线传感器
原理:利用光敏三极管来检测外界光线强度。
用途:调节屏幕亮度,自动白平衡,防止误触。
二、距离传感器
原理:通过红外LED灯发射红外线,并测量反射回来的信号来确定距离。
用途:检测是否贴近耳朵,自动锁屏或解锁。
三、重力传感器
原理:利用压电效应来检测物体在三个维度上的加速度。
用途:智能切换屏幕方向,拍照朝向调整等。
四、加速度传感器
同重力传感器,其工作原理相同,但功耗更低。
用途:计步功能和位置朝向角度测定。
五、磁场传感器
原理:利用磁致电阻材料来检测微弱磁场变化。
用途:指南针功能在地图导航中使用,以及金属探测APP。
六、陀螺仪
原理:基于角动量守恒律,用以保持旋转轴方向不变。
用途:体验游戏(如摇晃操作)、VR应用以及GPS信号缺失时的惯性导航。
七、全球卫星定位系统(GPS)
原理:通过接收来自24颗卫星的地面位置信息进行计算出当前位置坐标及海拔高度。
用途:地图导航、大气层高精确测量等任务中应用广泛。
八、二维码扫描/指纹识别模块
电容指纹识别: 通过手指施加压力改变电容值,从而构建出指纹图像用于身份验证和安全支付等目的;
指纹识别: 3D立体扫描手指表面的微小凸起形成独特图案;
九、高斯霍尔效应探头(霍尔效应)
原理解释了当流过一个位于静磁场中的导体时,由于洛伦兹力的作用,在导体两端产生额外的一对电流分配;
用途: 手机翻盖开启或关闭触发事件;
十、中空气压力计(气压计)
原理解释了由薄膜与变阻电路连接组成,当环境温度发生变化时,使得薄膜膨胀或收缩,从而导致阻抗变化;
用于修正GPS海拔误差至1米级别,为楼层定位提供支持;
十一心率监控技术:
使用LED照明源照射到人手背上,当血液循环过程中每次心脏舒张都会使毛细血管内透明区域波动周期性地出现,从摄像头捕捉这些波动间隔并分析以判断心率频率;
十二血氧饱和度监控:
该技术可以从皮肤下方轻易采集人脸部浅层组织所需数据,并根据其颜色深浅推算出整个人类身体内部血液状态;
十三紫外线辐射监测:
同上述方法,以紫外线作为激励源,同时根据其影响到的半导体材料进行数值化处理,以获取周围环境紫外线强度数据;
总结:
前八个类型被称作“标准配置”,后五个相对较少见且多用于健康领域。未来的手机将继续集成更多新的、高性能型号,不断提升用户生活质量。