手机中的传感器传感器与检测技术

《传感器与检测技术》传感器的应用—手机中的传感器01引入语Introduction02基础应用Basicapplication03户外应用Outdoorapplication04健康应用Healthapplication05支付应用Paymentapplication06结束语SummaryContents引入语

Introduction014随着科技的进步，智能手机已经成为我们社交、娱乐、学习和工作中不可缺少的工具，极大的方便和丰富了我们的生活。而良好的人机交互离不开手机中的传感器，接下来我们就来扒一扒我们身边这个最熟悉的陌生人，看看手机中都有哪些常用的的传感器。Sensor引入语Introduction基础应用

Foreword02基础应用6

陀螺仪的工作原理是角动量守恒，一个正在高速旋转的物体，它的旋转轴没有受到外力影响时，旋转轴的指向是不会有任何改变的。陀螺仪就是以这个原理作为依据，用它来保持一定方向的。1、陀螺仪7Basicapplication

Theworkingprincipleofgyroscopeistheconservationofangularmomentum.Whentherotatingaxisofahigh-speedrotatingobjectisnotaffectedbyexternalforces,thedirectionoftherotatingaxiswillnotchange.Thegyroscopeisbasedonthisprincipletomaintainacertaindirection.基础应用8

许多智能手机都配置有温度传感器，有的还不止一个。用以监测手机内部和电池的温度。如果发现某一部件温度过高，手机就会关机，防止手机损坏。手机中的温度传感器也能检测外界空气中的温度变化，甚至是用户当前的体温。2、温度传感器9Basicapplication

Manysmartphonesareequippedwithtemperaturesensors,somearemorethanone.Itisusedtomonitorthetemperatureinsidethecellphoneandthebattery.Ifthetemperatureofacomponentisfoundtoohigh,thecellphonewillbeshutdowntopreventdamageofthecellphone.Thetemperaturesensorsinmobilephonescanalsodetecttemperaturechangesintheoutside,eventheuser'scurrentbodytemperature.基础应用10

当你在通话时，把手机放到耳边屏幕就会熄灭，这就是距离传感器在发挥作用，一是为了省电，二是为了防止脸部造成屏幕误触。它的原理是红外LED灯发射红外线，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到红外线的强度，测定距离。3、距离传感器11Basicapplication

Whenyouareonthephone,thescreenwillbeextinguishedbyputtingthecellphonebyyourear.Thisisthefunctionofthedistancesensors.Oneistosaveelectricity,theotheristopreventthescreenfrommistaketouchingonyourface.ItsprincipleisthattheinfraredLEDlampemitsinfraredrays,whicharereflectedbyobjectsincloserange,andtheinfrareddetectormeasuresthedistancebyreceivingtheintensityofinfraredrays.基础应用12我们在室内外使用手机的时候，常常由于光线的不同，手机会自动调节亮度，这里就用到了光线传感器。光线传感器用于调节屏幕背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度。光线传感器的工作原理是光敏三极管，接受外界光线时，会产生强弱不等的电流，从而感知环境光亮度。4、光线传感器13Basicapplication

Thelightsensorisusedtoadjustthebrightnessofthescreenbacklight,improvingthebrightnessofthescreenduringtheday,andreducingthebrightnessofthescreenatnight.Theworkingprincipleoflightsensorisphotosensitivetriode.Whenreceivingexternallight,itwillgeneratedifferentcurrents,soastoperceivethebrightnessoftheenvironment.户外应用

Outdoorapplication

03户外应用15

磁场传感器由异性磁致电阻材料构成，这些材料感受到微弱的磁场变化时，会导致自身电阻产生变化，输出的电压就会改变，就可以以此判断出地磁场的朝向。磁场传感器主要用于手机指南针、辅助导航系统，通常使用前需要手机旋转或者摇晃几下才能准确指示磁场方向。1、磁场传感器16Outdoorapplication

Themagneticfieldsensoriscomposedofhetero-magnetoresistivematerials.Whenthesematerialsfeelthechangesofweakmagneticfield,theywillchangetheirresistance,andtheoutputvoltagewillchange,sothatthedirectionofthegeomagneticfieldcanbejudged.Themagneticfieldsensorismainlyusedinmobilecompassandauxiliarynavigationsystem.Itusuallyneedstorotateorshakethemobilephoneseveraltimesbeforeitcanaccuratelyindicatethedirectionofthemagneticfield.户外应用17

GPS传感器主要作用是通过天线来接收到卫星的坐标信息帮用户定位。随着4G和5G网络普及，除了应用在地图、导航、测速测距上，GPS被应用在更多场景，比如与智能硬件配合实现远程定位监控或设备丢失后定位查找等。2、GPS传感器18Outdoorapplication

ThemainfunctionofGPSsensoristoreceivecoordinateinformationofsatellitethroughantennawhichhelpsuserslocate.Withthepopularizationof4Gand5Gnetworks,GPShasbeenappliedinmorescenariosbesidesmaps,navigation,speedmeasurementandranging,suchasremotepositionmonitoringwithintelligenthardwareorlocatingandsearchingafterequipmentloss.健康应用

Healthapplication

04健康应用20

心率传感器在穿戴设备中比较常见，其原理是用高亮度LED光源照射手指，当心脏将新鲜的血液压入毛细血管时，亮度呈现如波浪般的周期性变化，通过摄像头快速捕捉这一有规律变化的间隔，再通过手机内应用换算，从而判断出心脏的收缩频率。1、心率传感器21Healthapplication

Heartratesensorsiscommoninwearingequipment.Itsprincipleistoirradiatefingerswithhigh-brightnessLEDlightsource.Whentheheartpushesfreshbloodintocapillaries,thebrightnesschangesperiodicallylikewaves.Theregularlychangingintervalcanbecapturedquicklybythecamera,andthenthecontractionfrequencyoftheheartcanbejudgedbytheapplicationofconversioninthemobilephone.支付应用

Paymentapplication

05支付应用23

指纹识别功能已经成为智能手机的标配。目前手机指纹识别技术有两种，一种是电容指纹传感器，其原理是手指构成电容的一极，另一极是硅晶片阵列，通过人体带有的微电场与电容传感器间形成微电流，指纹的波峰波谷与感应器之间的距离形成电容高低差，从而描绘出指纹图像。1、指纹识别24Paymentapplication

Fingerprintrecognitionhasbecomethestandardofsmartphones.Atpresent,therearetwokindsoffingerprintidentificationtechnologyformobilephones.Oneiscapacitivefingerprintsensor.Itsprincipleisthatfingerconstitutesonepoleofcapacitanceandtheotherissiliconwaferarray.Itformsmicro-currentbetweentheelectricfieldandcapacitivesensor,andthedistancebetweenthepeakandvalleyoffingerprintandinductorformsthedifferenceofcapacitance,thusitdepictsfingerprintimage.25

超声波指纹传感器，其原理是直接扫描并测绘指纹纹理，甚至连毛孔都能测绘出来。因此超声波获得的指纹是3D立体的。超声波不仅识别速度更快、而且不受汗水油污的干扰、指纹细节更丰富，难以破解。2、超声波指纹识别支付应用26PaymentapplicationTheultrasonicfingerprintsensor,whoseprincipleistoscanandmapthefingerprinttexturedirectly,eventheporecanbemapped.Therefore,thefingerprintswhichobtainedbyultrasoundarethree-dimensional.Ultrasoundcannotonlyidentifyfaster,butalsobefreefromtheinterferenceofsweatandoilpollution.Fingerprintdetailsaremoreabundantanddifficulttocrack.支付应用27

除了指纹识别，虹膜识别近几年也发展迅速。人眼的虹膜比指纹更复杂，因此手机解锁采用虹膜识别更加安全。用户只需先通过专用App拍摄眼球，将眼部虹膜图案登录到终端上，从此便可安全使用。相信在未来，虹膜识别会将成为大家支付钱包、银行卡、开门钥匙、通关证件等，开启了新一代的互联网身份认证方式。3、虹膜识别28Paymentapplication

Theirisofhumaneyesismorecomplexthanfingerprints,soitissafe