《传感器原理与应用》课程论文

《传感器原理与应用》课程论文

学院：__ 信息工程学院__ ______

专业：____电子信息工程_________

班级：____14级电子3班_________

学生姓名：______李帅杰_____________

学号：____23___________

指导教师：祝开艳___________

2016年10月26日

常见传感器在智能手机中的应用

摘要: 随着科技的发展，智能手机已逐渐取代老式手机，成为一种集各种功能于一体的便携式电子设备。本文对智能手机中的几种常用传感器的工作原理及应用进行了分析，主要有重力传感器、红外线传感器、温度传感器、距离传感器、......等。

关键词：智能手机，距离传感器，重力传感器，移动互联网（3~5个关键词）

1. 引言

介绍背景知识和研究现状

智能手机近年来占据了人类越来越多的生活领域，随着技术的发展，智能手机所能提供给我们的功能越来越强大。从硬件角度来说，手机中传感器技术的大量应用对于手机功能的爆发式成长功不可没。

传感器在手机中的应用并非智能机时代的新鲜事物，从手机诞生之日起，它就是一个将声音信号和无线电信号相互转化的传感设备，在功能机时代手机最重要的配置：摄像头，也算是一个传感设备。到了智能机时代，为了适应软件应用的需求，越来越多的传感器被镶嵌在手机当中，手机的功能也越来越强大。

2. 距离传感器的原理及应用

结合图（原理框图、实物图或电路图等）进行说明。

距离传感器又叫位移传感器，距离传感器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中，这样便于它的工作。当用户在接听或拨打电话时，将手机靠近头部，距离传感器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭，拿开时再度点亮背景灯，这样更方便用户操作也更为节省电量。

原理：利用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同，分为光学式位

移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。手机使用的距离传感器是利用测时间来实现距离测量的一种传感器。

一般都是由两个元器件组成。一个发出红外线，一个检测接收红外线。两者一点角度摆放，当物体靠的足够近时，受测物体就会吧红外线反射到接受或检测红外线的那个元件上。你可以试下拿面镜子。摆在稍远的位置，然后调整角度。当镜子把红外线反射到接收器上。距离传感器也会误报。还有，人的皮肤是能散射光线的，就像拿个手电筒用手遮住，整个手都会发亮。这时候检测红外的也能感应到红外线，同样，你拿不透光的物体贴住距离感应器他也不会有反应。因为检测不到红外线。

距离传感器分类：

（1）光学式位移传感器

光源发出的光通过透镜进行聚光，并照射到物体上。物体发出的反射光通过受光透镜集中到一维的位置检测元件（PSD）＊上。如果物体的位置（距离测定器的距离）发生变化，PSD上成像位置将不同；如果PSD的两个输出平衡发生变化，PSD上的成像位置将不同，PSD的两个输出平衡会再次发生变化。如果将这两个输出作为A、B，计算A/（A＋B），并加上适当的拉线系数‘k’和残留误差‘C’，可求得公式为: 位移量=A/(A+B)+K+C。测得的值不是照度（亮度），而是A、B两个输出的位移量，因此即使与测定对象物之间的距离发生变化，受光光量发生变化也不会受影响，可以得到与距离的差、位置的偏移成比例的线性输出。

（2）线性接近传感器

线圈中如通过交流电，则会产生磁通，如通过金属对象物，则会在对象物中产生一种涡电流，发出磁通，防止这种变化。其结果将使线圈的感应发生变化。这种感应的变化量是线圈与对象物之间距离的函数，作为结果，能测量对象物的距离位移。

（3）超声波位移传感器

由送波器向对象物发送超声波，通过受波器来接收其反射波。通过计算超声波从发送到接收为止所需的时间与音速之间的关系，来计算距离的方式。

应用:

当接通电话时，如果挡住距离传感器（在辅助摄像头和光线感应器之间的不明显的小长方形）的话，屏幕会变黑。也就是在你接电话时，屏幕会变黑，节约电。5230上也有这个，接打电话时，感应器贴近皮肤，触摸屏就无效了，是为了防止误操作，因为是触摸屏幕，还是很有用的。

3. 重力传感器的原理及应用

结合图（原理框图、实物图或电路图等）进行说明。

结论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。

原理：（1）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”。

（2）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。

应用：重力感应器是由苹果公司率先开发的一种设备名为三轴陀螺仪，现在它将其运用在了iphone和ipod-nano4上面。说的简单点就是，你本来把手机拿在手里是竖着的，你将它转90度，横过来，它的页面就跟随你的重心自动反应过来，也就是说页面也转了90度，极具人性化。

4.总结：

在手机上的传感器类型还有很多，现在的智能机大概配置有6-8个传感器，只为更好的人性化设计。现在也有一些新型的传感器正在应用，比如前一段时间oppo find7的声纹解锁应用的声音传感，还有Galaxy S4上应用的悬浮触控技术应用的距离传感器，还有现在非常人性化的NFC功能等等。，科技改变生活，而传感器的应用使我们的周边更加人性化。

相信在不久的将来，将会有更多的传感器应用到手机上。比如探测身边环境的温度传感器、湿度传感器、气压传感器、紫外线传感器、大气污染物传感器等，为我们的生活及出行提供更多的帮助。能测量体温、血压、监控心率的传感器，像身边的保健医生随时呵护我们的健康。传感器就像手机的眼睛和耳朵，让手机变得越来越聪明，功能越来越强大。

参考文献

下面举例说明了参考文献（书籍、会议论文、学位论文、期刊论文）的写法：

[1] 《手机传感器原理》，电子发烧友传感技术。

[2]IT百科：距离传感器。

[3]《传感器在手机中的应用论文》—鲁建全。

[4]百度百科——《距离传感器》