MEMS的全稱是微型電子機械系統(Micro-Electro Mechanical System)，是指可將微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。可以把它理解為利用傳統的半導體工藝和材料，用微米技術在芯片上制造微型機械，并將其與對應電路集成為一個整體的技術，所以它是以半導體制造技術為基礎發展起來的一種先進的制造技術平臺。 MEMS器件，尤其是MEMS傳感器已成為智能手機中的標準配置。智能手機應用軟件日益龐大的生態系統很大程度上要歸功于MEMS傳感器。事實上，智能手機已經成為地球上最大的無線傳感器網絡。

智能手機中采用MEMS技術加工的傳感器、執行器和光學器件主要如下。

智能手機上的MEMS傳感器多達10多種，如麥克風、壓力傳感器、距離傳感器、加速度傳感器、陀螺儀等等。今天，智芯傳感小編就帶您逐一了解各個MEMS傳感器的作用及應用場景。

光線傳感器

手機中的傳感器，首先要說的就是光線傳感器，它就好比手機的眼睛。我們人類的眼睛可以在不同光線的環境下，調整進入眼睛的光線。而光線傳感器則可以讓手機感測環境光線的強度，用來調節手機屏幕的亮度。原理是通過光敏三極管，接受外界光線時，會產生強弱不等的電流，從而感知環境光亮度。通常用于調節屏幕自動背光的亮度，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，同時不刺眼;另外，光線傳感器還可用于拍照時調節自動白平衡、協助調整屏幕亮度、還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。

距離傳感器

大多數的手機中距離傳感器和光線傳感器一般都是放在一起，位于手機屏幕聽筒周圍。這樣就存在一個問題，手機屏幕上方開太多洞或黑色長條不太好看，各大手機廠商都一直在想方設法減少開孔或者隱藏開孔。距離傳感器同時擁有發射和接受裝置，一般體積較大，利用紅外LED燈發射紅外線，被物體反射后，紅外探測器通過接收到紅外線的強度，測定距離。在應用方面，可以檢測手機是否貼在耳朵上正在打電話，以便自動關閉屏幕達到省電的目的，也可用于皮套、口袋模式下自動實現解鎖與鎖屏動作。

重力傳感器

我們在使用手機看視頻、照片、游戲需要切換橫豎屏時就需要用到重力傳感器了，它能計算出手機當前的防線和水平位置，從而實現橫豎屏切換。其原理是利用壓電效應實現，傳感器內部一塊重物和壓電片整合在一起，通過正交兩個方向產生的電壓大小，來計算出水平方向。

加速度傳感器

加速度傳感器的概念和重力傳感器略微有些重疊，但事實上卻又不一樣。加速度傳感器是多個維度測算的，主要測算一些瞬時加速或減速的動作。比如，人在走動的時候會產生一定規律性的振動，而加速度傳感器可以檢測振動的過零點，從而計算出人所走的步或跑步所走的步數，從而計算出人所移動的位移，并且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗。加速度傳感器還可以測量手機的運動速度，在游戲里能通過加速度傳感器觸發特殊指令。日常應用中的一些甩動切歌、翻轉靜音等也都用到了這枚傳感器。

磁場傳感器

磁場傳感器是利用磁阻來測量平面磁場，從而檢測出磁場強度以及方向位置。一般用在常見的指南針或是地圖導航中，幫助手機用戶實現準確定位。如果你不分東南西北的話，那么利用地圖中的電子羅盤可以輕松實現定位。其原理是通過各向異性磁性電阻材料，感受到微弱的磁場變化時會導致自身電阻產生變化，因此我們通常需要將手機旋轉或晃動幾下才能準確指示方向。

陀螺儀

日常我們玩的一些射擊或賽車游戲都需要用到陀螺儀傳感器，很多應用比如3D拍照和全景導航也借助它來工作。一般來說，手機里標配的都是三軸陀螺儀，可追蹤6個方向的位移變化。其原理是利用角動量守恒，一個正在高速旋轉的物體(陀螺)，它的旋轉軸沒有受到外力影響時，旋轉軸的指向是不會有任何改變的。

GPS位置傳感器

GPS模塊主要作用是通過天線來接收到衛星的坐標信息幫用戶定位。隨著5G網絡普及，GPS被應用在更多場景。比如與智能硬件配合實現遠程定位監控，或是設備丟失后定位查找。智芯傳感小編提醒，這里需要分清一個概念：手機一般標配的是A-GPS。所謂A-GPS是在接收導航衛星信號的基礎上，通過移動網絡更快速的定位，比普通的GPS更先進一些。其原理是通過天線接收GPS衛星傳送的信息，并根據高速運動的衛星瞬間位置作為起算數據，根據衛星發射坐標的時間與接收時的時間差計算出衛星與手機的距離，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置坐標，主要應用場景是地圖、導航、測速和測距。

指紋傳感器

指紋傳感器可以自動采集用戶指紋，以此實現保護隱私的目的。現在的指紋傳感器并不僅僅是解鎖設備，而是和移動支付相互結合，包括微信、支付寶、Apple Pay在內的所有支付功能都是以指紋傳感器為前提來交互的。其原理是：利用手指構成電容的一極，另一極是硅晶片陣列，通過人體帶有的微電場與指紋傳感器間形成微電流，指紋的波峰波谷與感應器之間的距離形成電容高低差，從而描繪出指紋圖像實現加密、解鎖或支付功能。

霍爾感應器

和磁場傳感器類似，霍爾傳感器可以將變化的磁場轉化為輸出電壓，從而在導體兩端產生電勢差。有些手機會使用保護套，當合上保護套時手機會自動鎖屏，打開保護套之后設備又會自動解鎖。其原理是利用霍爾磁電效應，當電流通過一個位于磁場中的導體的時候，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。

除上述MEMS傳感器外，智能手機上的傳感器還有其他的類型，如溫度傳感器、紫外線傳感器、心率傳感器、血氧傳感器等等，這些特殊的傳感器賦予了智能手機更多的功能和應用場景，智芯傳感小編就不再一一介紹了。不過，還有一種傳感器，智芯傳感小編要著重介紹一下——壓力傳感器!

壓力傳感器

壓力傳感器(Pressure Transducer)是一種能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。那么，手機上的壓力傳感器是用來干什么的呢?

一般來說，有觸摸屏的手機都帶有壓力傳感器，觸屏一般是電阻屏或電容屏。大氣壓力的變化會導致電阻或電容測算數值發生改變，從而計算出海拔高度和輔助導航。

以前壓力傳感器一直被用在軍工手機當中，而隨著智能手機的普及以及精確算法的提高，壓力傳感器已成為智能手機的標配。當手機用戶處在樹林里或者是在懸崖下面時，由于受到技術和其它方面原因的限制，有時候甚至接收不到GPS衛星信號，那么就不知道準確的海拔高度。而壓力傳感器通過測出大氣壓，然后根據氣壓值計算出海拔高度。

安裝了壓力傳感器的手機可以輔助導航。現在不少開車人士會用手機來進行導航，不過常常會有人抱怨在高架橋里導航常常會出錯。例如在高架橋上時，GPS說右轉，而實際上右邊根本沒有右轉出口，這主要是GPS無法判斷你是橋上還是橋下而造成的錯誤導航。而如果手機里增加一個壓力傳感器就不一樣了，它的精度可以做到1米，這樣就可以很好的輔助GPS來測量出所處的高度，錯誤導航的問題也就容易解決了。

另外，壓力傳感器還能測算你上了多少個樓層，或是用于室內定位等，而內部的氣壓傳感器主要是測試設備封閉程度。其原理是將薄膜與變阻器或電容連接起來，氣壓變化導致電阻或電容的數值發生變化，從而獲得氣壓數據，可以提供多層建筑及商場的精確高度數據，推進LBS服務。

智芯傳感的新一代高性能ZXP0系列數字輸出式大氣壓力傳感器，特別適合于移動終端設備，如智能手機、PAD、運動手表、導航儀等。它集成了一個壓阻式壓力敏感元件和一個高精度、低功耗的信號調理集成電路，該傳感器可靠性高，體積小、功耗低、帶有I2C接口輸出，其壓力傳感器敏感單元采用惠斯通電橋原理，以MEMS工藝對傳感器進行加工以提供極好的電阻精確度和一致性，并使用高精度的傳感器信號調理芯片，對MEMS傳感器的溫度線性度、零偏和靈敏度進行數字補償，可輸出高精度的數字信號。

總之，智能手機發展至今讓使用的MEMS傳感器愈加精細和精準，正是這些安裝在小小手機上功能強大的MEMS傳感器，才讓我們在使用智能手機時更加得心應手。

審核編輯：湯梓紅