上面我們已經(jīng)談到，傳感器種類繁多，全面覆蓋介紹是一項繁雜的工作，我們以iPhone 6為例，介紹一下傳感器的原理和功用。

　　iPhone 6手機(jī)中主要傳感器一覽

　　iPhone 6手機(jī)中主要傳感器型號功能

　　（一）運動/加速度傳感器 Motion sensor/accelerometer

　　加速傳感器的原理

　　在iPhone 6中的加速傳感器芯片為InvenSense公司的MP67B芯片，這是一個六軸加速度和重力傳感器。而在之前的歷代iPhone 手機(jī)中該傳感器采用的是STMicroelectronics 公司生產(chǎn)的芯片。

　　手機(jī)加速傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力，比如重力。加速傳感器原理：運用壓電效應(yīng)實現(xiàn)，一片“重力塊”和壓電晶體做成一個重力感應(yīng)模塊，手機(jī)方向改變時，重力塊作用于不同方向的壓電晶體上的力也隨之改變，輸出電壓信號不同，從而判斷手機(jī)的方向。加速力可以是個常量，比如g，也可以是變量。他可以根據(jù)重力感應(yīng)產(chǎn)生的加速度來推算出手機(jī)相對于水平面的傾斜度。

　　MP67B芯片

　　加速度傳感器的應(yīng)用

　　重力感應(yīng)常用于自動旋轉(zhuǎn)屏幕以及一些游戲，但是它本身局限性比較大，因為他是根據(jù)重力判斷方向，通過感應(yīng)重力正交兩個方向的分力大小，來判斷水平方向。常見的應(yīng)用加速度傳感器的手機(jī)app是一些運動型的游戲，如極品飛車。這個時候可以通過重力判斷水平垂直防線。

　　（2）光傳感器 Ambient Light sensor

　　光傳感器的原理

　　在iPhone 6手機(jī)上，光傳感器芯片選用的是AMS公司的TSL2581芯片。環(huán)境光傳感器可以感知周圍光線情況，并告知處理芯片自動調(diào)節(jié)顯示器背光亮度，降低產(chǎn)品的功耗。

　　光線感應(yīng)器由投光器和受光器組成，投光器將光線聚焦，在傳輸至受光器，最后通過感應(yīng)器接收變成電器信號。光線感應(yīng)的用途是可以根據(jù)周圍環(huán)境光線調(diào)節(jié)手機(jī)屏幕本身的亮度。

　　環(huán)境光傳感器可以感知周圍光線情況，并告知處理芯片自動調(diào)節(jié)顯示器背光亮度，降低產(chǎn)品的功耗。市場出售的有光敏電阻、光敏二極管、光電三極管、硅光電池等。

　　TSL2581芯片

　　光傳感器的應(yīng)用

　　在iPhone 6手機(jī)上，顯示屏消耗的電量一般高達(dá)電池總電量的30%，采用環(huán)境光傳感器可以最大限度地延長電池的工作時間。另一方面，環(huán)境光傳感器有助于顯示器提供柔和的畫面。當(dāng)環(huán)境亮度較高時，使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器會自動調(diào)成高亮度。當(dāng)外界環(huán)境較暗時，顯示器就會調(diào)成低亮度。

　　(3)電子羅盤 eCompass

　　電子羅盤的原理

　　從iPhone 3GS開始，iPhone手機(jī)中開始內(nèi)置電子羅盤傳感器。在iPhone 6手機(jī)中，電子羅盤芯片類型為由AKM公司生產(chǎn)的 AKM 8963芯片。AKM公司生產(chǎn)的電子羅盤傳感器芯片一直服務(wù)于歷代iPhone 手機(jī)之中。

　　電子羅盤由三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器和MCU構(gòu)成。三維磁阻傳感器用來測量地球磁場，傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態(tài)時進(jìn)行補償；MCU處理磁力儀和傾角傳感器的信號以及數(shù)據(jù)輸出和軟鐵、硬鐵補償。該磁力儀是采用三個互相垂直的磁阻傳感器，每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強度。向前的方向稱為x方向的傳感器檢測地磁場在x方向的矢量值；向左或Y方向的傳感器檢測地磁場在Y方向的矢量值；向下或Z方向的傳感器檢測地磁場在Z方向的矢量值。每個方向的傳感器的靈敏度都已根據(jù)在該方向上地磁場的分矢量調(diào)整到最佳點，并具有非常低的橫軸靈敏度。傳感器產(chǎn)生的模擬輸出信號進(jìn)行放大后送入MCU進(jìn)行處理。磁場測量范圍為±2Gauss。通過采用12位A/D轉(zhuǎn)換器，磁力儀能夠分辨出小于1mGauss的磁場變化量，我們便可通過該高分辨力來準(zhǔn)確測量出200-300mGauss的X和Y方向的磁場強度，不論是在赤道上的向上變化還是在南北極的更低值位置。

　　AKM8963芯片

　　電子羅盤的應(yīng)用

　　電子羅盤的應(yīng)用很廣泛，一個簡單的使用電子羅盤傳感器的實例是iPhone 手機(jī)上的指南針app，通過指南針app可以實現(xiàn)在手機(jī)不聯(lián)網(wǎng)的情況下進(jìn)行指示方向，不依靠地圖類app來指路，節(jié)省流量，方便快捷。在地圖類的app中，電子羅盤也被用來配合設(shè)備的GPS和其他位置功能達(dá)到指向的功能。

　　(4)距離傳感器 Proximity sensor

　　距離傳感器的原理

iPhone6上的距離傳感器（左邊Unknown）

　　通過發(fā)射特別短的并測量此光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時間，通過測時間間隔來計算與物體之間的距離。此方法叫做飛行時間法（flying time）。iPhone上的距離傳感器的型號一直未能得知。

　　距離傳感器的應(yīng)用

　　這個傳感器能夠判斷iPhone 6手機(jī)距離你有多近，這個傳感器的一個作用是當(dāng)手機(jī)貼近耳朵的時候能夠自動的關(guān)閉屏幕。

　　(5)指紋識別傳感器 fingerprint sensor

　　指紋識別傳感器的原理

　　在iPhone 6手機(jī)中選用的是TMDR 92芯片。蘋果手機(jī)從iPhone 5s開始支持指紋識別，iPhone 6及iPhone6 plus依舊支持，它的指紋識別傳感器的供應(yīng)商為Authen Tec公司。

　　指紋識別傳感器位于iPhone 6手機(jī)的HOME鍵下方，Home鍵周圍的光環(huán)也是感應(yīng)性的，當(dāng)手指靠近時就能檢測到。用戶也能很快知道自己的指紋是否正在被掃描而無需點按Home鍵。iPhone 6手機(jī)內(nèi)的指紋識別傳感器是 500dpi的陣列陣列，就這一點，就可以確定是電容式指紋采集方式。然后電容式會有一個問題，也可以算是特征，就是如何讓手指帶電，以及，如何檢測到手指在采集區(qū)，并讓檢測電容陣列帶電，（電容陣列一直帶電很傷電容的，畢竟是很精密的設(shè)備），所以5s的不銹鋼圓環(huán)就是起這個作用，讓手指帶電，并且檢測到手指接觸后，觸發(fā)電容檢測陣列加電。

　　TMDR 92芯片

　　指紋識別傳感器的應(yīng)用

　　指紋識別傳感器位于iPhone 6手機(jī)的HOME鍵下方，有了他，用戶可以安東home鍵來進(jìn)行解鎖。有了它，用戶可以免輸入密碼，確保更加安全的操作。最近，支付寶的ios app也已經(jīng)支持了指紋識別，用戶無需輸入支付寶開啟密碼來開啟支付寶，也不需要輸入支付寶的支付密碼，僅僅需要按動iPhone手機(jī)的HOME鍵就能夠?qū)崿F(xiàn)支付的功能。

　　(6)陀螺儀 gyroscope

　　陀螺儀的原理

　　iPhone 手機(jī)使用的陀螺儀芯片是Invensens公司的 MPU-6700。陀螺儀從2010年發(fā)布的iPhone 4手機(jī)開始在iPhone 手機(jī)中內(nèi)置。

MPU-6700頂部和底部封裝照片

　　陀螺儀能夠同時測定6個方向的位置，移動軌跡，加速。 單軸的只能測量一個方向的量，也就是一個系統(tǒng)需要三個陀螺儀，而3軸的一個就能替代三個單軸的。3軸的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，是激光陀螺的發(fā)展趨勢。

　　陀螺儀應(yīng)用

　　它的主要作用是運用在游戲的控制上。通過三軸陀螺儀，我們只需要通過移動手機(jī)相應(yīng)的位置，就可以達(dá)到改變方向的目的。比如平衡球游戲或者極品飛車，就是應(yīng)用了陀螺儀的原理，完全摒棄以前通過方向按鍵來控制游戲的操控方式，使游戲更加真實，操作更加靈活。

　　（7）氣壓計 Barometer

　　氣壓計的原理

　　iPhone 6手機(jī)采用的氣壓計芯片是來自Bosch公司的MBP280芯片。

　　普通的氣壓計原理是根據(jù)氣壓計里面水銀的高度是由大氣壓支撐，也就是說，大氣壓有多大，水銀柱的液面就會有多高，所以氣壓計中，水銀越高，氣壓越大。通過水銀柱的高度，分割氣壓計的精確度，就可以來測量當(dāng)前的氣壓了。

　　iPhone手機(jī)中的氣壓計類似于現(xiàn)實生活中的這些氣壓計，不過沒有了液體水銀，代替的是兩個傳感器之間的轉(zhuǎn)換來將壓力轉(zhuǎn)換成另外一個傳感器可以測量的量。

　　MBP280芯片

　　氣壓計的應(yīng)用

　　其實氣壓計的基本作用只是測量大氣的壓強，更重要的應(yīng)用是為了盡用三維空間的功用來輔助GPS，通過氣壓的高低來判斷設(shè)備的高度，再配合GPS所取得的經(jīng)度和緯度來更快地計算出設(shè)備所在的位置。所以氣壓計在地圖類，使用GPS或天氣類的app中也有廣泛的應(yīng)用。

　　在weathersignal app中的應(yīng)用

　　（8）MEMS麥克風(fēng)

　　iPhone 5背部使用了第三個麥克風(fēng)來降噪，可實現(xiàn)高清晰度錄像，很快成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。iPhone 6 Plus也是如此。

　　5上的三個麥克風(fēng)有一個來自樓氏電子（Knowles Electronics），5S上有兩個，6 Plus上卻沒有發(fā)現(xiàn)樓氏的身影，看起來是換供應(yīng)商了，也可能會影響今明兩年的麥克風(fēng)市場格局。

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　　第三個麥克風(fēng)可辨認(rèn)出來自意法半導(dǎo)體，MEMS內(nèi)核來自歐姆龍，封裝尺寸3.36×2.54×1.0毫米。

麥克風(fēng)一

麥克風(fēng)二

麥克風(fēng)三

　　另外， 像濕度傳感器，相機(jī)傳感器，聲波傳感器，觸摸屏傳感器，溫度傳感器，壓力傳感器等，由于它們的資料較少，且實際上如聲波傳感器，觸摸屏傳感器已經(jīng)十分普遍地運用在智能手機(jī)上，而溫度，濕度傳感器與氣壓傳感器功能類似，都屬于環(huán)境傳感器，且屬于第一次出現(xiàn)在iPhone 手機(jī)上，相關(guān)資料相對較少，故不再具體討論。