小米MIX传感器应用创新技术

小米MIX传感器应用创新技术

张泽旭

（西北工业大学航海学院陕西西安710072）

摘要：介绍小米在最新手机小米MIX中关于传感器应用技术的创新突破，包括超声波传感器在测量距离的应用及悬臂梁压电陶瓷传感器在声学系统的应用技术。关键词：智能手机；传感器；陀螺仪

0引言随着我国智能手机的发展和应用，传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能经感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输，处理，存储，显示，记录和控制要求。传感器已经越来越多得被应用到社会及人类生活的各个领域，如工业自动化，农业现代化，三航技术，军事工程，机器人技术，安全保卫，医疗诊断，交通运输，家用电器，手机通信等。近年来，随着手机的快速发展，在智能手机的带动下，以陀螺仪，加速计，压力传感器为代表的传感器得到了快速的发展。随着应用种类的不断丰富和功能的提高，一台移动终端设备上需要的传感器感测功能越来越多。在2016年10月25号小米新品发布会上，发布了一款新概念手机，在手机传感器应用技术里做出了巨大的突破。1超声波测量距离传感器超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。

超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

1.1超声波传感器测量距离原理

超声波测距原理是通过超声波发射器

向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时

开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍

物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距障碍物的距离S,即:S=v·△t/2①

这就是所谓的时间差测距法。由于超声波也是一种声波,其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。常温下超声波的传播

速度是334米/秒,但其传播速度V易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大，如温度每升高1℃,声速增加约0.6米/秒。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正（本系统正是采用了温度补偿的方法）。已知现场环境温度T时,超声波传播速度V的计算公式为：

V=331.45+0.607T②

要测得超声波往返的时间,即可求得距

离。这就是超声波测距仪的机理。1.2超声波传感器在手机中应用

对于普通智能手机而言，当我们拿起手机接听电话时，手机通过距离感应器识别后自动熄屏，从而避免误触挂断电话（这就是手机“额头”开那么多孔的原因）。小米MIX的解决方案是摒弃传统红外线感应传感器，采用了超声波距离感应器。

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