解析8大行業(yè)中智能傳感器是如何運作的

感器、AR/VR中的傳感器、、無人機中的傳感器、智能穿戴中的傳感器等8大行業(yè)中的智能傳感器是怎樣運作的。

一、智能手機中的傳感器

搖動手機就可以控制賽車方向;拿著手機在操場散步，就能記錄你走了幾公里?這些你越來越熟悉的場景，都少不了天天伴你身旁的智能手機。而手機能完成以上任務，主要都是靠內部安裝的傳感器。你知道手機中的傳感器有多少種?又是倚靠那些原理來運作!

1、光線傳感器(Ambient Light Sensor)

光線傳感器類似于手機的眼睛。人類的眼睛能在不同光線的環(huán)境下，調整進入眼睛的光線，例如進入電影院，瞳孔會放大來讓更多光線進入眼睛。而光線傳感器則可以讓手機感測環(huán)境光線的強度，用來調節(jié)手機屏幕的亮度。而因為屏幕通常是手機最耗電的部分，因此運用光線傳感器來協(xié)助調整屏幕亮度，能進一步達到延長電池壽命的作用。光線傳感器也可搭配其他傳感器一同來偵測手機是否被放置在口袋中，以防止誤觸。

2、距離傳感器(proximity sensor)

透過紅外線LED燈發(fā)射紅外線，被物體反射后由紅外線探測器接受，藉此判斷接收到紅外線的強度來判斷距離，有效距離大約在10米左右。它可感知手機是否被貼在耳朵上講電話，若是則會關閉屏幕來省電;距離傳感器也可以運用在部分手機支持的手套模式中，用來解鎖或鎖定手機。

iPhone 4/4s與iPhone 5/5s的距離傳感器與光傳感器位置

3、重力傳感器(G-Sensor)

透過壓電效應來實現(xiàn)。重力傳感器內部有一塊重物與壓電片整合在一起，透過正交兩個方向產生的電壓大小，來計算出水平的方向。運用在手機中時，可用來切換橫屏與直屏方向，運用在賽車游戲中時，則可透過水平方向的感應，將數據運用在游戲里，來轉動行車方向。

4、加速度傳感器(Accelerometer Sensor)

作用原理與重力傳感器相同，但透過三個維度來確定加速度方向，功耗小但精度低。運用在手機中可用來計步、判斷手機朝向的方向。

5、磁(場)傳感器(Magnetism Sensor)

測量電阻變化來確定磁場強度，使用時需要搖晃手機才能準確判斷，大多運用在指南針、地圖導航當中。

6、陀螺儀(Gyroscope)

陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸動作的角速度，是補充MEMS加速度計(加速度傳感器)功能的理想技術。事實上，如果結合加速度計和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設計人員可以跟蹤并捕捉3D空間的完整動作，為終端用戶提供更真實的用戶體驗、精確的導航系統(tǒng)及其他功能。手機中的「搖一搖」功能(例如搖動手機就能抽簽…)、體感技術，還有VR視角的調整與偵測，都是運用到陀螺儀的作用。

7、GPS

地球上方特定軌道上運行著24顆GPS衛(wèi)星，它們會不停的向全世界各地廣播自己的位置坐標與時間戳(timestamp，指格林威治 奔 1970年01月01日00 00分00秒到現(xiàn)在為止的總秒數)，手機中的GPS模塊透過衛(wèi)星的瞬間位置來起算，以衛(wèi)星發(fā)射坐標的時間戳與接收時的時間差來計算出手機與衛(wèi)星之間的距離?？蛇\用在定位、測速、測量距離與導航等用途。

8、指紋傳感器

目前主流的技術是電容式指紋傳感器，然而超音波指紋傳感器也有逐漸流行起來趨勢。電容式指紋傳感器作用時，手指是電容的一極、另一極則是硅芯片數組，透過人體帶有的微電場與電容傳感器之間產生的微電流，指紋的波峰波谷與傳感器之間的距離形成電容高低差，來描繪出指紋的圖形。而超音波指紋傳感器原理也類似，但不會受到汗水、油污的干擾，辨識速度也更為快速。運用在手機中可用來解鎖、加密、支付等等。

9、霍爾傳感器(Hall Sensor)

作用原理是霍爾磁電效應，當電流通過一個位于磁場中的導體時，磁場會對導體中的電子產生一個垂直于電子運動方向上的的作用力，從而在導體的兩端產生電勢差。主要運用在翻蓋解鎖、合蓋鎖定屏幕等功能當中，蘋果的Smart cover還有多個品牌的官方手機配件，都運用了這項技術。

10、氣壓傳感器(氣壓計，barometer)

將薄膜與變組器或電容連接在一起，當氣壓產生變化時，會導致電阻或電容數值發(fā)生變化，藉此量測氣壓的數據。GPS也可用來量測海拔高度但會有10米左右的誤差，若是搭載氣壓傳感器，則可以將誤差校正到1米左右;也可用來輔助GPS定位，來確認所在樓層位置等信息。蘋果的iPhone 6/6s系列都搭載了氣壓傳感器。

11、心率傳感器

透過高亮度的LED燈照射手指，因心臟將血液壓送到毛細血管時，亮度(紅光的深度)會呈現(xiàn)周期性的變化。再透過攝影機捕捉這一些規(guī)律性的變化，并將數據傳送到手機中進行運算，進而判斷心臟的收縮頻率，得出每分鐘的心跳數。

三星Galaxy S7 edge相機旁邊有心率傳感器

12、血氧傳感器

血液當中血紅蛋白與氧合血紅蛋白對于紅光的吸收比率不同，用紅外光與紅光LED同時照射手指，并測量反射光的吸收光譜，藉此量測血含氧量?？捎糜谶\動或健康領域的應用。

13、紫外線傳感器

某些半導體、金屬或金屬化合物的光電發(fā)射效應，在紫外線照射下會釋放出大量電子，透過檢測這種放電效應可計算出紫外線強度。主要用途也在運動與健康領域。

整體而言，前7種傳感器大多是目前智能手機的標準配備，指紋傳感器也有越來越普及的趨勢。較后方的傳感器，則多常見在智能手環(huán)以及較頂級、高端的手機中。透過這些傳感器的作用，能讓手機擁有高過你我想象的功能，就彷佛讓手機越來越智能了，你說是嗎?

壓力傳感器供應商：

羅伯特.博世歐姆龍(Omron)、 GE Measurement ControlSolutions 、NXP—飛思卡爾(Freescale)、亞德諾半導體(Analog Devices)、菲爾斯特(Firstrate)、香港HKST、TDK-EPC、Silicon Microstructures、Sensimed、敏芯微(MEMSensing)、華美澳通、北京青鳥元芯、中科院上海微系統(tǒng)所、無錫納微電子有限公司(N-MEMS)、上海芯敏微系統(tǒng)技術有限公司(SIMST)、Consensic 、盾安環(huán)境等等。

溫度傳感器供應商：

羅伯特.博世、Hygrometrix、德州儀器、盛思銳(Sensirion) 、歐姆龍(Omron) 等等

濕度傳感器供應商：

意法半導體(ST)、羅伯特.博世、盛思銳(Sensirion) 、MEMS Vision 、精量電子(TE Sensors)等等

氣體傳感器供應商：

羅伯特.博世、奧地利微(AMS)、Cambridge CMOS Sensors(CCS)、Micronas、Synkera、蘇州能斯達(漢威電子子公司)、武漢微納傳感科技、煒盛科技、森斯特(北京)電子科技有限公司(Nenvitech)、深圳市戴維萊傳感技術開發(fā)有限公司、武漢四方光電科技有限公司、速麗德(Solidsense)、城市技術(CityTechnology)等等

陀螺儀供應商：

Epson Toyocom、 深迪半導體(上海)有限公司(Senodia)、水木智芯科技(北京)有限公司(TuMEMS)等等

加速度計供應商：

Colibrys 、蘇州明傳感科技有限公司(MiraMEMS)、Kionix(被Rohm收購)、河北美泰電子科技有限公司(MT Microsystems)、上海矽?？萍加邢薰?QST)、Silicon Designs 、矽創(chuàng)電子(Sitronix)、 MCUBE(砂立)等等

磁力計供應商：

朗格(Allegro MicroSystems)、微開(Micronas Semiconductor)、邁來芯(Melexis)、江蘇多維科技(dowaytech)、愛知制鋼(AichiSteel)、Amotech 等等

二、人工智能/機器人中的傳感器

關鍵技術：驅動器+減速器+傳感器

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