智能手机的传感器是什么？其种类和作用是什么？

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电子设备。摇动手机就可以控制赛车方向；拿着手机在操场散步，就能记录你走了几公里；遥控器找不到了，手机轻轻一按，就可以遥控电器。另外，屏幕旋转、隔空操作、自动接听/挂断电话，甩动手机切歌换壁纸等等这些便捷的操作，这些你越来越熟悉的场景，都少不了天天陪伴你的智能手机。

那么，这些功能是怎么实现的呢？

其实这些功能都离不开手机里的传感器。下面我们为大家介绍一下手机中的传感器的类型及功能。

手机传感器是手机上通过芯片来感应的元器件，如温度值、亮度值和压力值等。手机中有很多传感器默默地在后台工作以支持我们前台操作更方便。

工作原理：手机传感器检测手机上所有可用感应器，并通过图像生动的展示它们是如何运作的。手机传感器也能够识别该手机硬件支持哪些传感器，并提供对我们日常生活起着重要作用的传感工具。手机传感器只能检测到变化。

1、光线传感器

光线传感器是可以根据手机所处环境的光线来调节手机屏幕的亮度和键盘灯。

工作原理：光敏三极管，接受外界光线时，会产生强弱不等的电流，从而感知环境光亮度。

光线传感器通常用于调节屏幕自动背光的最佳亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，并且不刺眼。也可用于拍照时自动白平衡。如果在光线充足的情况下（室外或者是灯光充足的室内），大概在2-3秒之后， 键盘灯会自动熄灭，到了光线比较暗的地方，键盘灯才会自动的亮起。还可以配合下面的距离传感器检测手机是否在口袋里防止误触，同时也起到了省电的功能。

2、距离传感器

距离传感器可以根据我们通话或手机位于口袋中来判断屏幕是否需要自动熄灭。

工作原理：红外LED灯发射红外线，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到红外线的强度，测定距离，一般有效距离在10cm内。距离传感器同时拥有发射和接受装置，一般体积较大。

距离传感器通常用于检测手机的当前状态。当你打电话时会自动黑屏以防止在通话过程中耳朵或者脸颊不小心触碰到挂断键或者产生其它操作。或者判断手机是否放在口袋中，避免误触。同时还可以有效节省电量。

有些智能手机拥有皮套模式或口袋模式，也是利用距离传感器来自动实现解锁与锁屏动作。

现在大多数手机的光线感应器和距离感应器是合二为一的，简称光距传感器。也就是说在机身正面两种传感器只有一处开孔，以便提高机身的简洁与美观。

苹果在iphone4S后的机型内并没有采用二合一传感器

像隔空操作、自动挂断/接听、熄屏时钟等功能就是利用光距传感器及其它传感器共同实现的。

3、指纹识别传感器

指纹识别传感器越来越流行，现在已经是智能手机的标配了，几乎每一台手机都有。其作用是用于手机解锁、文件加密、安全支付等场景

指纹识别传感器可分为三种：电容式指纹传感器、超声波指纹传感器、屏下超声波指纹传感器（概念）（也称第二代超声波指纹传感器）

工作原理：

电容式指纹传感器：通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，然后要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰，再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。

超声波指纹传感器：利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波(超声波到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同)，因此利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹嵴与峪所在的位置。相较于电容式指纹识别，超声波指纹识别不仅识别速度更快、而且不受汗水油污的干扰、指纹细节更丰富难以破解。

屏下超声波指纹传感器（概念）：与超声波指纹传感器相同，但指纹传感器被集成到屏幕里，能通过检测心跳和血流带来更好的移动认证体验，甚至能透过厚至1200微米的OLED显示屏实现指纹的扫描、录入和匹配；还可以穿透厚至800微米玻璃面板和厚至650微米铝材质外壳。

4、重力传感器

重力传感器可以通过测量手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏。

工作原理：利用压电效应实现，传感器内部一块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。

重力感应器是由苹果公司率先开发的一种设备，它将其运用在了iphone和ipod-nano4上面，用于手机屏幕的翻转。另外，许多赛车竞技类游戏都利用了重力传感器来实现方向的控制。

5、加速度传感器和陀螺仪

加速度传感器能捕捉手机的几种典型运动模式，如摇晃、甩动翻转等，达到用运动控制手机的目的。当然也用于赛车竞技类游戏，通过手机的倾斜或左右前后移动来完成高难度动作。

工作原理：与重力传感器相同，也是压电效应，通过三个维度确定加速度方向，但功耗更小，但精度较低。

加速度传感器可以测量手机相对于自由落体的加速度。当手机出现任何物理移动时，朝着任何方向移动时，传感器数据就会升高，如果手机静止数据就会变得平稳。加速计还会根据三轴坐标确定设备的方向。APP（软件）利用加速计数据判断手机到底处在纵向模式还是横向模式。在玩赛车竞技类游戏时，就是因为手机内置的加速度传感器能感知手机的物理运动，再配合重力传感器才能实现游戏方向的高精度控制。

陀螺仪又叫角速度传感器，是不同于加速度传感器的，它的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度。

工作原理：角动量守恒，一个正在高速旋转的物体（陀螺），它的旋转轴没有受到外力影响时，旋转轴的指向是不会有任何改变的。陀螺仪就是以这个原理作为依据，用它来保持一定的方向。三轴陀螺仪可以替代三个单轴陀螺仪，可同时测定6个方向的位置、移动轨迹及加速度。精度比加速度传感器更高。

手机上的水平仪就是利用陀螺仪来实现的，可以测量平面的倾斜角度。

6、磁场传感器

磁场传感器是根据磁场的变化来判断方向的传感器，用于指南针、地图导航方向以及金属探测的APP（软件）。

工作原理：利用各向异性磁致电阻材料，感受到微弱的磁场变化时会导致自身电阻产生变化。所以手机要旋转或晃动几下才能准确指示方向。

磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的传感器。比如某个位置有强磁场，或其它外界因素与地磁场相反，就可能导致受此磁场影响。所以手机需要平放按8字形移动，校准指南针，以读取更多的范围更大的数据来决定自身数据取值范围和算法以增加准确度。

7、GPS（全球定位系统）传感器

GPS传感器是每部手机都必备的定位传感器，出去旅游时可以用来定位，方便知道自己的位置。

工作原理：地球特定轨道上运行着24颗GPS卫星，每一颗卫星都在时刻不停地向全世界广播自己的当前的位置坐标及时间戳信息。手机GPS模块通过天线接收到这些信息。GPS模块中的芯片根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，根据卫星发射坐标的时间戳与接收时的时间差计算出卫星与手机的距离，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置坐标。

所以GPS传感器只是负责定位，要想利用导航软件进行导航就必须要有磁场传感器的配合，既能测定位置，又能测定方向，还能进行测速、测距，这样才是完整的导航。

8、红外发射器

红外发射器能对家中带有红外设备的电器进行遥控，并且能对自身不支持的频段进行学习，就是便携的万能遥控器 。

工作原理：通过遥控模块将电压信号传递出一串含有二进制编码信息，转化为红外线并发射出来。

拥有红外发射器的机型不仅可以遥控带有红外的电器，还能与另一台拥有红外发射器的机型进行数据传输。两部手机的红外功能都处于打开状态，并将两部手机的红外发射口互相对准，就可以相互传输数据。

9、霍尔传感器

霍尔传感器能根据智能翻盖手机套的翻开与闭合来自动完成屏幕的开启与锁定。早在功能机时代，翻盖手机就已经用上了这种传感器。

工作原理：霍尔磁电效应，当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电势差。

带有磁性的翻盖手机套在合上盖子和打开盖子时，会有信号接近和远离霍尔传感器，感应器再传递出去控制手机亮屏和灭屏。现在很多智能手机都有这个传感器，想知道手机是否有该传感器，可以到手机设置页面找到锁屏设置或辅助功能（不同型号的手机操作方法略有不同），如果有智能皮套模式或保护套锁定/解锁的字样，证明该手机具备霍尔传感器。如果开启了该功能但实现不了自动开启与锁定屏幕，证明该翻盖手机套非智能翻盖手机套（带有磁性的翻盖手机套）。

10、心率传感器和血氧传感器

像三星的高端机型S系列和Note系列都配有心率传感器和血氧传感器，可以实时检测我们的心率和血氧的健康状况，非常方便。

工作原理：

心率传感器：用高亮度LED光源照射手指，当心脏将新鲜的血液压入毛细血管时，亮度（红色的深度）呈现如波浪般的周期性变化，通过摄像头快速捕捉这一有规律变化的间隔，再通过手机内应用换算，从而判断出心脏的收缩频率。

血氧传感器：血液中血红蛋白和氧合血红蛋白对红外光和红光的吸收比率不同，用红外光和红光两个LED同时照射手指，测量反射光的吸收光谱，就可以测量血氧含量。

11、紫外线传感器

支持紫外线传感器的机型并不多，我还是跟大家说一下，ZUK Z2 Pro是全球第一款支持紫外线传感器的机型，虽然已经和摩托罗拉合并，但还是值得一提的。该机型可以检测室外紫外线的强度，提出室外运动和防晒建议。

工作原理：利用某些半导体、金属或金属化合物的光电发射效应，在紫外线照射下会释放出大量电子，检测这种放电效应可计算出紫外线强度

12、气压传感器

支持气压传感器的机型也不多，还是ZUK Z2 Pro。气压传感器可以检测气压变化，判断自身所处的高度。GPS计算海拔会有十米左右的误差，气压传感器主要用于修正海拔误差（将至1米左右），当然也能用来辅助GPS定位立交桥或楼层位置。

工作原理：分为变容式或变阻式气压传感器，将薄膜与变阻器或电容连接起来，气压变化导致电阻或电容的数值发生变化，从而获得气压数据。