隨著科技不斷進(jìn)步，智能手機(jī)得以飛速發(fā)展，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)最直觀的變化，就是智能手機(jī)的功能越來(lái)越多、性能越來(lái)越強(qiáng)大，對(duì)于用戶生活便捷愈發(fā)重要。雖然說(shuō)處理器強(qiáng)大的性能與整合性讓智能手機(jī)獲得更強(qiáng)的運(yùn)算能力，但是要說(shuō)提升用戶交互體驗(yàn)的，卻是隱藏在手機(jī)背后的那些傳感器。

買(mǎi)手機(jī)別總盯著跑分 這些傳感器同樣重要

一直以來(lái)，很多用戶在購(gòu)買(mǎi)手機(jī)時(shí)，只去關(guān)注手機(jī)外觀、尺寸、處理器、續(xù)航以及拍照方面的因素，卻忽視了傳感器的存在，要知道內(nèi)置傳感器的多少也是千元機(jī)與高端手機(jī)重要區(qū)別之一；可以這么理解，傳感器越多，手機(jī)提供的相應(yīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也就越準(zhǔn)確，用戶的使用體驗(yàn)也會(huì)越好，所以在購(gòu)買(mǎi)智能手機(jī)時(shí)，其內(nèi)置多少傳感器需要用戶重點(diǎn)去考量；下面，筆者整理了手機(jī)中常見(jiàn)的傳感器原理和用途，希望對(duì)小伙伴們?cè)谫?gòu)買(mǎi)手機(jī)時(shí)有所幫助。

不管是千元機(jī)還是萬(wàn)元機(jī)都必備的傳感器：

光線傳感器

光線傳感器和距離傳感器應(yīng)該使我們最為常見(jiàn)的兩個(gè)傳感器，在絕大數(shù)手機(jī)額頭都能看到光線傳感器和距離傳感器的開(kāi)孔，光線傳感器用于調(diào)節(jié)屏幕自動(dòng)背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，隨光線變化調(diào)節(jié)亮度，使得屏幕看得更清楚。還能夠配合距離傳感器保證在兜里不被誤觸。光線傳感器的工作原理是光敏三極管，接受外界光線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的電流，從而感知環(huán)境光亮度。

光學(xué)傳感器和距離傳感器

距離傳感器

當(dāng)你在通話時(shí)，把手機(jī)放到耳邊屏幕就會(huì)熄滅，這就是距離傳感器在發(fā)揮作用，一是為了省電，二是為了防止臉部造成屏幕誤觸。它的原理是紅外LED燈發(fā)射紅外線，被近距離物體反射后，紅外探測(cè)器通過(guò)接收到紅外線的強(qiáng)度，測(cè)定距離，一般有效距離在10cm內(nèi)。

指紋傳感器

指紋識(shí)別功能已經(jīng)成為智能手機(jī)的標(biāo)配，其作用是用于手機(jī)解鎖、文件加密、安全支付等場(chǎng)景下。目前手機(jī)指紋識(shí)別技術(shù)有兩種，一種是電容指紋傳感器，其原理是手指構(gòu)成電容的一極，另一極是硅晶片陣列，通過(guò)人體帶有的微電場(chǎng)與電容傳感器間形成微電流，指紋的波峰波谷與感應(yīng)器之間的距離形成電容高低差，從而描繪出指紋圖像。

iPhone 5采用電容式指紋識(shí)別

另一種是超聲波指紋傳感器，其原理是直接掃描并測(cè)繪指紋紋理，甚至連毛孔都能測(cè)繪出來(lái)。因此超聲波獲得的指紋是3D立體的，而電容指紋是2D平面的。超聲波不僅識(shí)別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細(xì)節(jié)更豐富難以破解。

GPS傳感器

GPS傳感器主要作用是通過(guò)天線來(lái)接收到衛(wèi)星的坐標(biāo)信息幫用戶定位。地球特定軌道上運(yùn)行著24顆GPS衛(wèi)星，每一顆衛(wèi)星都在時(shí)刻不停地向全世界廣播自己當(dāng)前的位置坐標(biāo)及時(shí)間戳信息。隨著4G網(wǎng)絡(luò)普及，除了應(yīng)用在地圖、導(dǎo)航、測(cè)速測(cè)距上，GPS被應(yīng)用在更多場(chǎng)景，比如與智能硬件配合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程定位監(jiān)控或設(shè)備丟失后定位查找等。

重力傳感器

圖為 iPhone 5s主板

平時(shí)我們使用手機(jī)看電影或者玩游戲時(shí)，都會(huì)把手機(jī)橫過(guò)來(lái)操作，屏幕顯示也隨著切換過(guò)來(lái)，這就用到了重力傳感器；另外，在玩一些游戲時(shí)，可以通過(guò)重力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)更豐富的交互控制，例如地鐵跑酷、神廟逃亡等游戲。重力傳感器的原理是利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，傳感器內(nèi)部一塊重物和壓電片整合在一起，通過(guò)正交兩個(gè)方向產(chǎn)生的電壓大小，來(lái)計(jì)算出水平方向。

陀螺儀

加速傳感器可以提供方向信息，但是陀螺儀測(cè)量方向時(shí)更精準(zhǔn)。陀螺儀可以告訴你設(shè)備旋轉(zhuǎn)了多少度，朝哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。如果設(shè)備沒(méi)有陀螺儀傳感器，就沒(méi)有辦法觀看360度視頻，沒(méi)有辦法享受VR體驗(yàn)，沒(méi)法搖一搖了。

陀螺儀的工作原理是角動(dòng)量守恒，一個(gè)正在高速旋轉(zhuǎn)的物體（陀螺），它的旋轉(zhuǎn)軸沒(méi)有受到外力影響時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸的指向是不會(huì)有任何改變的。陀螺儀就是以這個(gè)原理作為依據(jù)，用它來(lái)保持一定的方向。三軸陀螺儀可以替代三個(gè)單軸陀螺儀，可同時(shí)測(cè)定6個(gè)方向的位置、移動(dòng)軌跡及加速度。

加速度傳感器

圖為 iPhone 5加速度傳感器

加速度傳感器是多個(gè)維度測(cè)算的，主要測(cè)算一些瞬時(shí)加速或減速的動(dòng)作。比如測(cè)量手機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度，在游戲里能通過(guò)加速度傳感器觸發(fā)特殊指令。其原理是與重力傳感器相同，也是壓電效應(yīng)，通過(guò)三個(gè)維度確定加速度方向，但功耗更小，但精度低。

磁場(chǎng)傳感器

磁場(chǎng)傳感器一般用在常見(jiàn)的指南針或是地圖導(dǎo)航中，幫助手機(jī)用戶實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。工作原理是各向異性磁致電阻材料，感受到微弱的磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致自身電阻產(chǎn)生變化，所以手機(jī)要旋轉(zhuǎn)或晃動(dòng)幾下才能準(zhǔn)確指示方向。

以下傳感器中低端智能手機(jī)可能都沒(méi)有：

圖為 iPhone 7主板

溫度傳感器

溫度傳感器可以用來(lái)檢測(cè)手機(jī)本身溫度變化，可以看出使用情況下，手機(jī)的發(fā)熱程度。擴(kuò)展功能方面，溫度傳感器也能檢測(cè)外界空氣中的溫度變化，甚至是用戶當(dāng)前的體溫。其原理是利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為可用輸出信號(hào)。

氣壓傳感器

在智能手機(jī)中，氣壓計(jì)并不是太常見(jiàn)。之前一直被用在軍工手機(jī)當(dāng)中，現(xiàn)在也只有高端手機(jī)才配備。氣壓計(jì)可以測(cè)量大氣壓。通過(guò)氣壓計(jì)，我們可以知道設(shè)備所處的海拔是多少，提高GPS精準(zhǔn)度。其工作原理是分為變?nèi)菔綒鈮簜鞲衅饕约白冏枋綒鈮簜鞲衅?。氣壓變化?huì)導(dǎo)致電阻或電容測(cè)算數(shù)值發(fā)生改變，從而獲得氣壓數(shù)據(jù)。

心率傳感器

心率傳感器在穿戴設(shè)別中比較常見(jiàn)，但在手機(jī)上的應(yīng)用一般是設(shè)置在手機(jī)背部的位置，用于運(yùn)動(dòng)和健康方面，其原理是用高亮度LED光源照射手指，當(dāng)心臟將新鮮的血液壓入毛細(xì)血管時(shí)，亮度呈現(xiàn)如波浪般的周期性變化，通過(guò)攝像頭快速捕捉這一有規(guī)律變化的間隔，再通過(guò)手機(jī)內(nèi)應(yīng)用換算，從而判斷出心臟的收縮頻率。

血氧傳感器

與心率傳感器一樣，血液中的血紅蛋白和氧合血紅蛋白對(duì)紅外光和紅光的吸收比例不同，用這種紅外光與紅光的兩個(gè)LED燈光同時(shí)照射手指的話，也可以測(cè)量出反射光的吸收光譜，從而測(cè)量血氧含量，用途同樣是運(yùn)動(dòng)和健康。

紫外線傳感器

紫外線傳感器利用光電發(fā)射效應(yīng)來(lái)測(cè)算，通過(guò)攝像頭拍戶外光源從而換算成放電效應(yīng)測(cè)出紫外線強(qiáng)度?，F(xiàn)在應(yīng)用這種傳感器的手機(jī)并不多見(jiàn)，而且測(cè)算的穩(wěn)定性也有待進(jìn)一步觀察。

霍爾傳感器

霍爾傳感器與磁場(chǎng)傳感器有些類(lèi)似，霍爾傳感器可以將變化的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為輸出電壓，從而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。有些手機(jī)會(huì)隨機(jī)標(biāo)配一些保護(hù)套，當(dāng)合上保護(hù)套時(shí)手機(jī)會(huì)自動(dòng)鎖屏，打開(kāi)保護(hù)套之后設(shè)備又會(huì)自動(dòng)解鎖，在翻蓋手機(jī)中，也會(huì)使用霍爾傳感器。

計(jì)步傳感器

在智能手機(jī)中計(jì)步傳感器并不是很常見(jiàn)，事實(shí)上是非常少見(jiàn)。計(jì)步器是一個(gè)傳感器，它可以計(jì)算用戶行走的步數(shù)。大多智能手機(jī)用加速傳感器測(cè)量步數(shù)，所以存在一些誤差，不過(guò)計(jì)步器才是專(zhuān)業(yè)的計(jì)步工具，計(jì)步相比加速傳感器更加精準(zhǔn)。

寫(xiě)在最后

前八種傳感器幾乎是目前絕大多數(shù)手機(jī)的標(biāo)配，后七種傳感器則比較少見(jiàn)，主要針對(duì)戶外、運(yùn)動(dòng)、健康一類(lèi)的特殊用戶群體，一般在高端手機(jī)中比較常見(jiàn)。如今的手機(jī)早已不是單一的通訊產(chǎn)品，更多的是生活必不可少的工具，可以說(shuō)是人們的全能助理。

最后想說(shuō)的是，正是因?yàn)檫@些隱藏在手機(jī)背后的“黑科技”讓我們?cè)谑褂弥悄苁謾C(jī)時(shí)才更加得心應(yīng)手，所以在購(gòu)買(mǎi)手機(jī)時(shí)，不要只盯著外觀、拍照、跑分不放，這些傳感器對(duì)于手機(jī)和用戶體驗(yàn)來(lái)說(shuō)同樣重要。