传感器在手机PPT

2021/8/251多传感器多传感器在在手机手机当中的应用当中的应用李成强李成强测控测控1203班班2021/8/252导读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。几种典型的传感器及其在手机中的应用，如重力传感器、光线传感器、触摸传感器（触摸屏的典型应用）、磁阻传感器（电子指南针）、加速传感器（三轴陀螺仪）等。这些传感器的应用为智能手机增加感知能力，使手机能够知道自己做什么，甚至做什么的动作。2021/8/2531 1重力传感器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。2021/8/254通过重力感应操控的游戏2021/8/255重力传感器的原理重力传感器的原理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。2021/8/2562 2霍尔传感器霍尔传感器在手机中主要应用在翻盖或滑盖的控制电路中，通过翻盖或滑盖的动作来控制挂掉电话或接听电话、锁定键盘及解除键盘锁等。1霍尔传感器的外形特征：霍尔传感器的外形特征：霍尔传感器的作用与干簧管传感器一样，工作原理非常相似的，都是在磁场作用下直接产生通与断的动作。霍尔传感器是一种电子元件，其外型封装很似三极管，但看起来比三极管更胖一些。手机中霍尔传感器的外形如图所示。在手机中，霍尔传感器的封装有3个引脚的，也有4个引脚的。2021/8/257利用霍尔效应做成的半导体元件就是霍尔元件（霍尔传感器）。霍尔传感器可用多种半导体材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质结构量子阱材料等等。霍尔传感器具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔传感器分为线性型霍尔传感器件和开关型霍尔传感器两种。手机中使用的霍尔传感器是微功耗开关型霍尔传感器。2021/8/258NOKIA N73滑盖手机的霍尔传感器电路2021/8/2593 3光线传感器光线传感器光线感应器也叫做亮度感应器，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。2021/8/2510光敏三极管的工作原理光敏三极管的工作原理在手机中使用的光线传感器件一般是光敏三极管，也叫光电三极管，光敏三极管有电流放大作用，光敏三极管与普通半导体三极管一样，是采用半导体制作工艺制成的具有NPN 或PNP 结构的半导体管。它在结构上与半导体三极管相似，它的引出电极通常只有两个，也有三个的。光敏三极管的结构如图所示。为适应光电转换的要求，它的基区面积做得较大，发射区面积做得较小，入射光主要被基区吸收。和光敏二极管一样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光线通过透镜集中照射在芯片上。2021/8/25112021/8/25124 4触摸传感器触摸传感器利用电容式传感器，手机按键，即键垫，无需移动式元件就可以实现，这样会形成平顺光滑的接触表面。电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。手机使用的电容式触摸屏，屏幕面板和触摸屏合二为一，透光率高，使用寿命长，适合手机的超薄化设计，加上可以多点触摸功能，深受用户喜爱。2021/8/2513电容式触摸屏工作原理电容式触摸屏工作原理电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。2021/8/25142021/8/25155 5加速传感器加速传感器三轴陀螺仪三轴陀螺仪陀螺仪(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。2021/8/2516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。2021/8/2517利用三轴陀螺仪进行体感控制的游戏2021/8/2518谢谢