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文檔簡介

1、傳感器在手機(jī)中的應(yīng)用導(dǎo)讀導(dǎo)讀 隨著技術(shù)的進(jìn)步,手機(jī)已經(jīng)不再是一個(gè)簡單的通信工具,而是具有綜合功能的便攜式的電子設(shè)備。你可以用手機(jī)聽音樂,看電影,拍照等。手機(jī)變得無所不能。在這種情況下,各種傳感器在手機(jī)中的應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生。 幾種典型的傳感器及其在手機(jī)中的應(yīng)用,如重力傳感器、光線傳感器、觸摸傳感器(觸摸屏的典型應(yīng)用)、磁阻傳感器(電子指南針)、加速傳感器(iphone4的三軸陀螺儀)等。這些傳感器的應(yīng)用為智能手機(jī)增加感知能力,使手機(jī)能夠知道自己做什么,甚至做什么的動作。1重力傳感器重力傳感器 重力傳感器,新型屬傳感器技術(shù),它采用彈性敏感元件制成懸臂式位移器,與采用彈性敏感元件制成的儲能彈簧來驅(qū)動電觸

2、點(diǎn),完成從重力變化到電信號的轉(zhuǎn)換。目前絕大多數(shù)中高端智能手機(jī)和平板電腦內(nèi)置了重力傳感器,如蘋果的系列產(chǎn)品iiphone和ipad,Android系列的手機(jī)等。重力傳感器在手機(jī)橫豎的時(shí)候屏幕會自動轉(zhuǎn),在玩游戲可以代替上下左右,比如說玩賽車游戲,可以不通過按鍵,將手機(jī)平放,左右搖擺就可以代替模擬機(jī)游戲的方向左右移動了。通過重力感應(yīng)操控的游戲重力傳感器的原理重力傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的。所謂的壓電效應(yīng)就是 “對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外,還將改變晶體的極化狀態(tài),在晶體內(nèi)部建立電場,這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)”。重力傳感器就是利

3、用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會產(chǎn)生電壓,只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系,就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當(dāng)然,還有很多其它方法來制作加速度傳感器,比如電容效應(yīng),熱氣泡效應(yīng),光效應(yīng),但是其最基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形,通過測量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。2霍爾傳感器霍爾傳感器 在手機(jī)中主要應(yīng)用在翻蓋或滑蓋的控制電路中,通過翻蓋或滑蓋的動作來控制掛掉電話或接聽電話、鎖定鍵盤及解除鍵盤鎖等。 1霍爾傳感器的外形特征:霍爾傳感器的外形特征:霍爾傳感器的作用與干簧管傳感器一樣,工作原理非常相似的,都是在磁場作用下直接產(chǎn)生通與斷的動作。霍

4、爾傳感器是一種電子元件,其外型封裝很似三極管,但看起來比三極管更胖一些。手機(jī)中霍爾傳感器的外形如圖所示。在手機(jī)中,霍爾傳感器的封裝有3個(gè)引腳的,也有4個(gè)引腳的。利用霍爾效應(yīng)做成的半導(dǎo)體元件就是霍爾元件(霍爾傳感器)?;魻杺鞲衅骺捎枚喾N半導(dǎo)體材料制作,如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等?;魻杺鞲衅骶哂性S多優(yōu)點(diǎn),它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達(dá)1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?;魻杺鞲衅鞣譃榫€性型霍爾傳感器件和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。手機(jī)中使用的霍爾傳感器是微功耗開關(guān)型霍爾傳感器

5、。NOKIA N73滑蓋手機(jī)的霍爾傳感器電路3光線傳感器 光線感應(yīng)器也叫做亮度感應(yīng)器,很多平板電腦和手機(jī)都配備了該感應(yīng)器。一般位于手持設(shè)備屏幕上方,它能根據(jù)手持設(shè)備目前所處的光線亮度,自動調(diào)節(jié)手持設(shè)備屏幕亮度,來給使用者帶來最佳視的覺效果。例如在黑暗的環(huán)境下,手持設(shè)備屏幕背光燈就會自動變暗,否則很刺眼。光敏三極管的工作原理光敏三極管的工作原理在手機(jī)中使用的光線傳感器件一般是光敏三極管,也叫光電三極管,光敏三極管有電流放大作用,光敏三極管與普通半導(dǎo)體三極管一樣,是采用半導(dǎo)體制作工藝制成的具有NPN 或PNP 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管。它在結(jié)構(gòu)上與半導(dǎo)體三極管相似,它的引出電極通常只有兩個(gè),也有三個(gè)的。光敏

6、三極管的結(jié)構(gòu)如圖所示。為適應(yīng)光電轉(zhuǎn)換的要求,它的基區(qū)面積做得較大,發(fā)射區(qū)面積做得較小,入射光主要被基區(qū)吸收。和光敏二極管一樣,管子的芯片被裝在帶有玻璃透鏡金屬管殼內(nèi),當(dāng)光照射時(shí),光線通過透鏡集中照射在芯片上。4觸摸傳感器 利用電容式傳感器,手機(jī)按鍵,即鍵墊,無需移動式元件就可以實(shí)現(xiàn),這樣會形成平順光滑的接觸表面。 電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì)。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí),觸點(diǎn)的電容就會發(fā)生變化,使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化,通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。 手機(jī)使用的電容式觸摸屏,屏幕面板和觸摸屏合二為一,透光率高,使用壽命長,適合手機(jī)的超薄化設(shè)計(jì),加上可以

7、多點(diǎn)觸摸功能,深受用戶喜愛。 電容式觸摸屏工作原理電容式觸摸屏工作原理電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃,雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極,在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場。在觸摸屏幕時(shí),由于人體電場,手指與導(dǎo)體層間會形成一個(gè)耦合電容,四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點(diǎn),而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比,位于觸摸屏幕后的控制器便會計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱,準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。5加速傳感器 三軸陀螺儀三軸陀螺儀陀螺儀(Gyroscope),是一種用來傳感與維持方向的裝置,基于角動量守恒的理論設(shè)計(jì)出來的。陀螺儀主要是由一個(gè)位于軸心且可旋轉(zhuǎn)的輪子構(gòu)成。 陀螺儀一旦開始旋轉(zhuǎn),由于輪子的角動量,陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。陀螺儀有單軸陀螺儀和三軸陀螺儀,單軸的只能測量一個(gè)方向的量,也就是一個(gè)系統(tǒng)需要三個(gè)陀螺儀。而三軸陀螺儀可同時(shí)測定6個(gè)方向的位置,移動軌跡,加速。所以一個(gè)三軸陀螺儀就能替代三個(gè)單軸陀螺儀。三軸陀螺儀多用于航海、航天等導(dǎo)航、定位系統(tǒng),能夠精確地確定運(yùn)動物體的方位。如今也多用于智能手機(jī)當(dāng)中。目前手機(jī)中采用的三軸陀螺儀用途主要體現(xiàn)在游戲

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