《加速度传感器在智能手机中的应用》

加速度传感器在手机中的应用第五组导读•随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式的电子设备。你可以用手机听音乐，看电影，拍照等。手机变得无所不能。在这种情况下，各种传感器在手机中的应用应运而生。•传感器在手机中的应用越来远广，而基于加速度传感器的重力感应技术更是堪称一绝。说的简单点就是你本来把手机拿在手里是竖着的，你将它转90度，横过来，它的页面就跟随你的重心自动反应过来，也就是说页面也转了90度，极具人性化。加速度传感器简介•加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）的改进的。另一种就是线加速度计。而手机中采用的是角加速度计。加速度传感器分为压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、伺服式加速度传感器、电容式加速度传感器，在智能手机中用的就是电容式加速度传感器。加速度传感器的原理•加速度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压电效应”。•重力感应技术。重力感应意为加速度传感器，其功能就是感应重力加速度的变化。在机构上，重力感应一般是由利用表面微机电技术所制作的重力传感单元、讯号条件电路和ADC输出组成。在重力传感器中，传感器单元为电感性的感测细胞，感测细胞是利用半导体材料（多晶硅）和制程（光晕和蚀刻）所制造出来的一种结构，感测细胞由弹簧、横梁材质和拴绳组成。感测细胞是由一组三个横梁所构成的一种机械机构，中间的横梁是可以移动的，而两侧的横梁是属于固定式的。当系统受到加速度时，可利用中间横梁和两侧固定式横梁的位移差计算出重力加速度的值。当系统维持静止状态或处于加速运动时，拴绳便会将可移动的横梁拉至中心位置。利用三个横梁可形成两个背对背的电感，利用电感的计算公式，当有加速度产生时中间的横梁朝着加速度的相反方向唯一，导致电容值的变化，利用电容值的改变进而推算出重力加速度的大小。通过测量由重力引起的加速度，控制电路可以计算出设备相对于水平的倾斜角度。目前智能手机采用较加速度传感器，结合三轴陀螺仪实现三维测量，也叫三轴重力感应。首先我们把手机想象成一个三维坐标系统，无论手机怎样防放置，Y坐标轴是手机底端到顶端的方向，而且这个方向是Y轴正方向。X坐标轴则是从左至右的走向，这个方向亦是正方向。Z坐标轴走向则是面向使用者的方向。这种坐标朝向永远是固定的，无论将手机是横拿还是竖放。如果手机是静止不动的，加速度传感器的矢量方向永远是指向地心的，孤弱适量的长度为1的话，称之为1G。如果以一定角度握持手机，那么1G的力会分布到不同的轴上，。正常使用时加速度计在任意轴上都不会检测到远大于1G的值。如果检测到的加速度远大于1G那么即可判断这是个突然动作。从而由于压电效应，引起电压的变化，做出相应的动作。加速度传感器在微信功能中的创新功能突破了电子产品的千遍一律，这个功能的实现来源传感器的方向、加速表、光线、磁场、临近性、温度等参数的特性。这个原理是手机里面集成的加速度传感器，它能够分别测量X、Y、Z三个方面的加速度值，X方向值的大小代表手机水平移动，Y方向值的大小代表手机垂直移动，Z方向值的大小代表手机的空间垂直方向，天空的方向为正，地球的方向为负，然后把相关的加速度值传输给操作系统，通过判断其大小变化，就能知道同时玩微信的朋友。微信，摇一摇•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。你本来把手机拿在手里是竖着的，你将它转90度，横过来，它的页面就跟随你的重心自动反应过来，也就是说页面也转了90度，极具人性化。常见的应用有玩平衡球了，还有横屏浏览网页、看小说之类的了。通过重力感应操控的游戏•未未来的智能手机还会不断的继续向前发展，并且与各类传感器结合的结合也将更加紧密。传感器的出现让人们和电子设备的互动更加真实，更加有乐趣。同时，我们也期待人与智能手机操的互动能够更加多元化，利用传感器实现更多人性的功能与应用，就像在很多科幻电影中展现的未来时代一样，更加完美的人机互动方式将绝对离不开这小小的传感器。