科普:聊一下手机传感器的故事

重力、速度 　　什么是手机中的传感器，它们都有哪些具体的工作，这些都是我们要通过今天的文章需要找到的答案。不过首先我们还是先来了解一下到底什么才是手机传感器。其实我们口中所说的手机传感器并不是指手机中单一的电器元件，而是指手机中多种传感器集合在一起的传感器群。　　根据国家标准GB7665-87对手机传感器下的定义是：”能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件或 转换元件组成。“怎么样？这句话是不是听起来特别拗口，其实我们把它翻译的再直白一些就是说：手机中有那么一些元器件，他们对周围环境进行判断后会做出相 应的反应，并将这种反应最终转化成能被我们感觉到的信号。 　　对于现在的智能手机，相比于之前功能手机时代来说，不仅仅在手机性能硬件上有了很大的提高之外还为手机上使用多种传感器创造了更好的发展平台。 也正是由于传感器的加入，使得用户与手机有了更深层次的互动，随着智能手机应用软件生态系统的不断发展，采用各种传感器的应用APP也让很多的手机玩家趋 之若鹜。说了那么多，那么在我们的手机中，到底都拥有哪些类型的传感器呢？它们的作用又是什么呢？我们接着往下看。
智能手机发展到今天，包括小编我在内的很多人都感受到了智能手机所带给我们的便利，可是却很少有人去思考一下，智能手机为什么智能。小编回想了一下 我当年第一次看到智能手机时的情景。原来一部手机可以在我横屏看照片的时候手机非常智能的把照片一起横过来并且把照片放大。当有电话来时，我把电话贴近自 己的耳朵，屏幕就会自动关闭。甚至到了今天，我们的手机可以感受到周围的温度，气压。我们在用手机玩游戏的时候只需要左右晃动我们的手机，屏幕里的赛车就 可以左右躲避障碍物，就好像我们手中的手机不是一部手机，而是赛车方向盘一样。
还是回到我们之前的那个问题，智能手机为什么智能？其实在小编的心里，正是因为我们的手机中安装了各种各样的传感器，而这些传感器可以感知到我们将要使用手机进行的动作，并帮助我们更轻松的使用手机，而在今天的锋狂百科当中，我们就来好好聊一聊手机传感器的故事。

重力感应器 　　说到重力感应器，它的首次应用还是出现在第一代iPhone上面，还记得当时乔老爷子将手机横转90度之后，手机屏幕页面一下子变成横屏吗？是 的，这就是重力感应器所起的作用，从技术层面来说，手机重力感应是利用压电效应实现，简单来说就是测量内部一片重物(重物与压电片做成一体)重力正交两个 方向的分力大小，来判定手机的水平方向。说的简单一些，你原本是将手机竖直的拿在手里面，当你将手机横转90度时，手机内部的重力感应器会检测到手机重力位置的变换，从而将屏幕页面随 着手机的重心横转90度。或者当手机处在一个水平面的时候，手机内的重力感应器会根据手机细小的重力变化来做出相应的反应，这其中比较经典的例子就是当年 风靡一时的《重力金属球》游戏，玩过这款游戏的朋友相信可以一瞬间明白手机重力感应器的作用。

加速度传感器 　　其实我们可以将加速度传感器与重力感应器看做是同一类型的传感器，在他们两者之间其实是可以看做是等价的关系。从功能上来说，加速度传感器是一 种能够测量加速力的电子设备。加速力是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就像地球引力，也就是我们所说的重力。如果我们是以重力来说的话，那么它便是 一个常量，但是当我们很快速的完成一个动作时，加速度也可以是一个变量。所以虽然在功能上加速度传感器与重力感应器一样，但是在使用范围上，加速度传感器要比重力感应器使用范围更大。这也就是为什么加速度传感器是要独立存在的原因，不过随着技术的发展，在将来加速度传感器与重力感应器会被整合成一个传感器也说不定。

方向感应器 　　赛车类游戏一直都是智能手机上非常受欢迎的一类竞速类游戏，究其原因是因为我们在玩赛车类游戏的时候使用有方向感应器的手机就可以让手机瞬间变 身方向盘，非常真实的体验到赛车的临场感。虽然单纯的使用重力感应器也能玩赛车类游戏，但是在操作体验上嘛。。。没有使用方向感应器的手机也只能呵呵了。　　有些人可能会认为方向感应器就是通常理解的指南针功能，其实不然，手机中的方向感应器是指用于检测手机本身处于何种方向状态的部件，当手机处于 正竖、倒竖、左横、右横、仰、卧等状态。举个例子吧，比如当我们将手机旋转后，屏幕图像可以自动跟着旋转并切换长款比例，同时包括文字或者菜单之类的页面 也可以旋转。 　　说到这里，也许有人会说，这个方向感应器不是跟之前说的那个重力感应器一样吗？其实对于方向感应器来说，叫它应用角速度传感器更加合适，因为对于方向传感器来说，它还能感应到水平面上的方位角、旋转角和倾斜角。

三轴陀螺仪 　　在说到三轴陀螺仪之前，小编认为我们还是要首先知道陀螺仪为何物。 　　利用高速回转体的动量钜敏感壳体相对惯性空间绕正教育自转轴的一个或两个轴的角运动检测装置即为陀螺仪。也就是说在一定的初始条件和一个外在力 的作用下，陀螺会在不停的自转同时，还绕着另一个固定的转轴不停的旋转，这也就是陀螺的旋进，也称为回转效应。在我们日常生活中，陀螺旋进的现象也是随处 可见的，比如我们在小时候玩的陀螺就是一个非常典型的例子。　而我们所说的三轴陀螺仪是指同时可以测定6个方向的位置，运动轨迹，加速。通常意义上我们所说的单轴陀螺只能够测量一个方向上的量，而6个方向 则便需要三个单轴陀螺才能够测量，所以三轴陀螺仪诞生之后便可以一下子代替3个单轴陀螺，同时三轴陀螺的体积更小，重量更轻，可靠性更高。

那些我们能看到的传感器 　　说完了放在手机内部的几个非常重要的传感器之后，我们再来看一下那些我们能用肉眼直接观察到的传感器，或许很多人都知道，当我们拿起我们的手 机，我们会发现在我们的手机正面额头的地方除了有听筒、前置摄像头之外，还有一个感应器群，而在这个感应器群里，主要包括了距离感应器与光线感应器两个传 感器装置。而这两个感应器其实都是为了随时调节屏幕从而节省手机电量而生的。　我们先来说一下距离感应器吧。距离感应器是利用测时间来实现测距离的原理，以检测物体距离的一种传感器。这种感应器通过发射特别短的光脉冲，并 测量所发射的光脉冲从发射到被物体反射回来的时间来检测手机与物体之间的距离。在实际应用中，当我们打电话时，手机屏幕会在你的脸贴在手机上是自动熄灭， 而当手机离开脸部时屏幕又会自动亮起，也就是说通过距离感应器，我们手机的屏幕可以做到自动锁屏与解锁。虽然这就是距离感应器的全部功能，但就这样一个细 小的功能却是现在每一部智能手机必备的一项功能

而光线传感器出现的时间是比较早了，早在2002年，诺基亚7650开始起，光线感应器便被运用在了手机身上。这一感应器可以根据手机所处环境 的光线来自动调节屏幕的亮度。比如在光线充足的情况下，为了保证人眼对屏幕内容的正常识别，光线感应器就可以将屏幕亮度调高。相反，在暗处，我们不需要那 么亮的屏幕，光线感应器又会将屏幕亮度调暗。这一传感器最大的好处便在于它既保护了我们的眼睛，同时又节省了手机的功耗，可以说一个一举两得的传感器。

写在最后：写了那么多，其实我们真的不难发现，智能手机之所以智能，其实最大的功臣应当就是我们手机中这些 传感器，正是因为他们的存在，才让我们从功能机时代进步到了智能机时代。当我们每天都在大谈手机CPU是几个核芯，多大功率的时候，我们却忽视了那些真正 给我们带来方便的手机传感器们，如果说我们把手机的CPU必做一部手机的心脏的话，那么我相信集成在手机内的各种传感器就应该是一部手机的灵魂，因为正是 有它们的存在，才让我们的手机变得更加智能，更加好用。