《运动传感器》教学课件

运动传感器学习目标：了解运动传感器及应用。学习感悟：技术系统的微型化、集成化，将会使人类的生产和生活方

式发生重大改变。学习资源：江苏省中小学信息技术学习网。实践创作：用健身追踪器检测自己或者家人运动热量的消耗，并制订

合适的健身方案。运动传感器是指能监测物体的运动状态并转换成电信号的电子器件。运动传感器可以监测物体的位置与方位、运动速度、运动速度变化等情况，包括速度传感器、加速度传感器等。运动传感器有很多分类，例如有检测人体运动反映的，有检测机械运动以及其他物体运动的，人们一般泛指的运动传感器是指电子类传感器。让我们来了解让我们来看看运动传感器的应用手机、汽车、假肢等加入运动传感器，可以实现运动控制。运动控制传感器是一种将非电量（如速度、压力）的变化转变为电量变化的原件，根据转换的非电量不同可分为压力传感器、速度传感器、温度传感器等，是进行测量、控制仪器及设备的零件、附件。让我们更深一步了解平板电脑中的运动传感器，特指人体运动传感器。把摄像头识别人的动作，或者运动时，加速度产生的变化转化成电信号反馈给计算机。让计算机进行相应的处理，如跑步的时候，自动识别为跑步状态并选择比较激烈的歌曲等。运动传感器的发展新方向现在的手机和其他多数移动设备都装有追踪地理位置的传感器。移动设备中安装的数字指南针、陀螺仪和加速度计分布于各种各样的基于位置的服务程序中，同时也应用于一些控制移动设备的新方式中，如通过微晃和轻弹动作控制设备。现在，一种新的传感器制造方法的出现将使这一技术的实施成本更廉价、设备更小巧。

现在的手机和其他多数移动设备都装有追踪地理位置的传感器。移动设备中安装的数字指南针、陀螺仪和加速度计分布于各种各样的基于位置的服务程序中，同时也应用于一些控制移动设备的新方式中，如通过微晃和轻弹动作控制设备。现在，一种新的传感器制造方法的出现将使这一技术的实施成本更廉价、设备更小巧。这一进步还将扩展运动传感器的应用范围，如在跑鞋和网球拍中也可置入传感器，BaolabMicrosystems公司的奈杰尔·德鲁（NIgelDrew）表示。位于西班牙巴塞罗那的BaolabMicrosystems公司开发了这一新技术。

Baolab公司使用一种更加简单的制造方法制造出了新型的数字指南针。明年，这一技术还将应用于GPS设备上。该公司还制造加速度计和陀螺仪原型设备，并计划在一个芯片上联合这三种类型的传感器。数字指南针的传统制造方法是互补金属氧化物半导体（CMOS）制造法。该法也是制作微芯片和电控电路的最普遍方法。但这一方法制造的指南针包含的一些结构，如磁场集中器，需要在芯片制作完成后再添加上去，从而增加了芯片的复杂性和成本。“基本的差异是我们制造的指南针完全是在标准的互补金属氧化物半导体制造法之内完成的。这种新法能够实现是因为指南针利用了洛伦兹力（theLorentzforce）现象。而大多数商业数字指南针利用的是另一种不同的现象——霍尔效应（theHallEffect），通过使电流贯穿导体并测量因地球磁场产生的电压上的变化使指南针工作。相反，洛伦兹力是当电流通过导体材料时，磁场产生的力。一个移动设备可将洛伦兹力施加在一个物体上，通过测量这个物体的位移决定地球磁场的方位。Baolab公司制造的芯片是在一个传统的硅芯片上蚀刻出一个纳米级的微机电系统（MEMS）。在这个纳米级微机电系统设备中有一个由弹性元件悬吊着的铝片。当一个移动设备驱使一束电流通过这个铝片时，存在的任何磁场都会产生洛伦兹力，作用于铝片上并影响其共振。位于铝片两侧的两个金属片会检测到铝片发生的变化。移动设备通过测量两个金属片上产生的微小的电容变化，就能够在一个方向上测量磁场。使用一组三个这样的传感器，移动设备就能够确定地球磁场的方向和方位。“与传统传感器相比，这种微机电系统和互补金属氧化物半导体相结合的技术将提高传感器的敏感度，并缩小传感器芯片的体积，降低芯片的成本。”英国南安普顿大学纳米组的纳米电子学教授