手机内置传感器揭秘

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四核处理器没有用手机内置传感器揭秘去年可谓智能手机的双核年,各大手机厂商都相继推出了各自的多款双核手机,连苹果都没能免俗。而今年,我们又即将迎来多款搭载四核处理器的手机。不得不承认,手机硬件配置的提升必然会带来手机性能的提升,但是,处理器并不是决定手机性能的唯一因素。换句话说,处理器可以决定手机数据处理速度,但不能决定手机的功能。手机多种多样的功能取决于其内置的软件以及各种传感器,然而很多人在购买手机时,只关心处理器等硬件参数,对手机内置的传感器并不了解。以至于买到手机之后才发现没有自己想要的功能,今天笔者就针对手机中比较常见的传感器,进行一下简单的介绍,希望对大家有所帮助。

三轴陀螺仪

陀螺仪(Gyroscope),是一种用来传感与维持方向的装置,基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的轮子构成。陀螺仪一旦开始旋转,由于轮子的角动量,陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。

陀螺仪有单轴陀螺仪和三轴陀螺仪,单轴的只能测量一个方向的量,也就是一个系统需要三个陀螺仪。而三轴陀螺仪可同时测定6个方向的位置,移动轨迹,加速。所以一个三轴陀螺仪就能替代三个单轴陀螺仪。三轴陀螺仪多用于航海、航天等导航、定位系统,能够精确地确定运动物体的方位。如今也多用于智能手机当中,比如最早采用该技的苹果iPhone 4。

三轴陀螺仪工作原理图

其实iPhone 4采用的“三轴陀螺仪”,也叫微机械陀螺仪也可称作MEMS陀螺仪。芯片内部含有一块微型磁性体,可以在手机进行旋转运动时产生的科里奥力作用下向X,Y,Z

三个方向发生位移,利用这个原理便可以测出手机的运动方向。而芯片核心中的另外一部分则可以讲有关的传感器数据转换为iPhone 4可以识别的数字格式,所以,当该系统运行时,无论你将iPhone 4上移或者甩动,里面的芯片接受指令就会向iPhone 4的CPU传输数据,使得iPhone 4能够做出正确的回应。

利用三轴陀螺仪进行体感控制的游戏

目前手机中采用的三轴陀螺仪用途主要体现在游戏的操控上,有了三轴陀螺仪,我们在玩现代战争等第一人称射击游戏时,可以完全摒弃以前通过方向按键来控制游戏的操控方式,我们只需要通过移动手机相应的位置,既可以达到改变方向的目的,使游戏体验更加真实、操作更加灵活。

电子罗盘

电子罗盘,又称数字罗盘,在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化,其输出信号通过处理可以实现数码显示,不仅可以用来指向,其数字信号可直接

送到自动舵,控制船舶的操纵。目前,广为使用的是三轴捷联磁阻式数字磁罗盘,这种罗盘具有抗摇动和抗振性、航向精度较高、对干扰场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据链接等优点,因而广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。目前在手机中的应用也比较广泛。

电子罗盘图片

电子罗盘可以分为平面电子罗盘和三维电子罗盘。平面电子罗盘要求用户在使用时必须保持罗盘的水平,否则当罗盘发生倾斜时,也会给出航向的变化而实际上航向并没有变化。虽然平面电子罗盘对使用时要求很高,但如果能保证罗盘所附载体始终水平的话,平面罗盘是一种性价比很好的选择。三维电子罗盘克服了平面电子罗盘在使用中的严格限制,因为三维电子罗盘在其内部加入了倾角传感器,如果罗盘发生倾斜时可以对罗盘进行倾斜补偿,这样即使罗盘发生倾斜,航向数据依然准确无误。有时为了克服温度漂移,罗盘也可内置温度补偿,最大限度减少倾斜角和指向角的温度漂移。

SEALS VR7内置电子罗盘

三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场,倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补偿;MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。该磁力仪是采用三个互相垂直的磁阻传感器,每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度。向前的方向称为x方向的传感器检测地磁场在x方向的矢量值;向左或Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值;向下或Z 方向的传感器检测地磁场在Z方向的矢量值。每个方向的传感器的灵敏度都已根据在该方向上地磁场的分矢量调整到最佳点,并具有非常低的横轴灵敏度。传感器产生的模拟输出信号进行放大后送入MCU进行处理。磁场测量范围为±2Gauss。通过采用12位A/D转换器,磁力仪能够分辨出小于1mGauss的磁场变化量,我们便可通过该高分辨力来准确测量出200-300mGauss的X和Y方向的磁场强度,不论是在赤道上的向上变化还是在南北极的更低值位置。

重力传感器

重力传感器,新型属传感器技术,它采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器,与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点,完成从重力变化到电信号的转换。目前绝大多数中高端智能手机和平板电脑内置了重力传感器,如苹果的系列产品iphone和iPad,Android 系列的手机等。重力传感器在手机横竖的时候屏幕会自动转,在玩游戏可以代替上下左右,比如说玩赛车游戏,可以不通过按键,将手机平放,左右摇摆就可以代替模拟机游戏的方向左右移动了。

手机中应用重力传感器

重力传感器是根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是“对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外,还将改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场,这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应”。

重力传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系,就可以将加速度转化成电压输出。当然,还有很多其它方法来制作加速度传感器,比如电容效应,热气泡效应,光效应,但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形,通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。

通过重力感应操控的游戏

手机重力感应指的是手机内置重力摇杆芯片,支持摇晃切换所需的界面和功能,甩歌甩屏,翻转静音,甩动切换视频等,是一种非常具有使用乐趣的功能。

光线感应器

光线感应器也叫做亮度感应器,英文名称为Light-Sensor,很多平板电脑和手机都配备了该感应器。一般位于手持设备屏幕上方,它能根据手持设备目前所处的光线亮度,自动调节手持设备屏幕亮度,来给使用者带来最佳视的觉效果。例如在黑暗的环境下,手持设备屏幕背光灯就会自动变暗,否则很刺眼。

它的功能是用来感应光线强弱的,然后反馈到手持设备,自动调节屏幕亮度,从而达到省电的目的。

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