<p>如今，每个人都非常关注健康。而运动正是健康最重要的手段。不管是出门佩戴手环、计步器，还是拿手机，记录自己行走的步数，已经是很多人的生活习惯了。可是，计步器到底是怎么工作的呢？是怎么知道我们每天走了多少步的呢？</p>
<img alt="三轴加速度传感器能测量手机或手环在三个不同的方向上的加速度" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="d07318ee-24ab-45d4-8f98-d14e2ec1e6c0" height="342" src="/sites/default/files/inline-images/%E4%B8%89%E8%BD%B4%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%BA%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E8%83%BD%E6%B5%8B%E9%87%8F%E6%89%8B%E6%9C%BA%E6%88%96%E6%89%8B%E7%8E%AF%E5%9C%A8%E4%B8%89%E4%B8%AA%E4%B8%8D%E5%90%8C%E7%9A%84%E6%96%B9%E5%90%91%E4%B8%8A%E7%9A%84%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%BA%A6.JPG" width="342" />
<p>三轴加速度传感器能测量手机或手环在三个不同的方向上的加速度。资料图</p>
<p>中国电子科学研究院工程师廖勇介绍说，最开始的计步器是机械式的，原理其实很简单，就跟摆锤一样的。因为人在走路的时候是会把那个摆锤带着在动，它动一下基本上就是人在走一步，然后摆锤动一下，和金属接触通电，就记了一步。现在流行的智能手环和手机里，则一般采用的是三轴加速度传感器，通过加速度传感器，能够测量手机或手环在三个不同的方向上的加速度，然后通过这个加速度的值进行一些算法运算，随后经过统计，便可知晓大概的走路步数。</p>
<p>那么，加速度传感器是如何具体知道我们走路的步数的呢？</p>
<p>廖勇说，有一种特殊的材料，叫压电陶瓷材料，根据作用在上面的力的大小产生不同的形变，就可以产生不同的电压的变化，就可以通过作用在上面的力来测量出加速度，然后通过加速度判断出这个人是走路的时候，他在哪个方向进行运动，或频率大概是多少。</p>
<img alt="村田VTI加速度传感器产品" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="a481c8a2-ea94-4785-8031-83c49543cd79" src="/sites/default/files/inline-images/%E6%9D%91%E7%94%B0VTI%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%BA%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E4%BA%A7%E5%93%81.JPG" />
<p>村田VTI加速度传感器产品</p>
<p>可是，我们知道，如果用手摇晃手机，也会产生加速度。对此，传感器是如何分辨手晃和走路的区别的呢？</p>
<p>廖勇说，人在走路时，频率一定是在某一个范围之内，比如一秒钟跨出多少步，或一分钟只能走出多远。如果人的手拿着手机在晃的话，首先晃的频率会非常快，其次人在拿手机晃的时候，加速度变化比人在走路时的加速度变化要大的多。通过这两个方面，基本上就能够判断出来到底是人拿着手机在晃，还是真正的一个人在走。</p>
<p>专家还表示，其实计步功能只是加速度传感器的一部分应用。在车辆安全、桥梁健康等方面，加速度传感器都有着非常重要的作用。</p>
<img alt="汽车安全气囊测试" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f6cb0403-58f1-46cb-8268-f2e53e6517a0" src="/sites/default/files/inline-images/%E6%B1%BD%E8%BD%A6%E5%AE%89%E5%85%A8%E6%B0%94%E5%9B%8A%E6%B5%8B%E8%AF%95.JPG" />
<p>汽车安全气囊测试，资料图</p>
<p>比如，车上的安全气囊为什么会弹起来呢？车开到一定的速度之上然后突然停下来，安全气囊就会弹出来，这实际上是有一个加速度传感器在测量车在前进的方向负加速度，或者说，从很快的速度突然变得停下来，一个量的变化，来判断说现在应不应该把安全气囊弹出来。</p>
<p>再比如，加速度传感器在桥梁健康监测中的应用。虽然桥梁看起来是硬的，但实际上桥梁还是会有一些形变的，但是每个桥梁的变化无法以某一个频率来发生振动，因为它如果是产生跟这个桥梁的固有频率产生共振，会对桥梁的结构健康产生影响。所以就可以在桥梁地面上，设置一些加速度传感器来测量桥梁的振动，然后能够判断出振动是不是在可允许的范围内。</p>
<p>传感器技术与计算机技术，通信技术并称为现代信息技术的三大支柱。航天运载火箭上，采用的传感器达2000多个；一架民航客机所用的传感器也有上千个。可以说，任何自动控制装置和系统都离不开传感器技术。</p>
<p>文章来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/VqWuA2U7buD7p168Rmwwng##" id="post-user">传感器专家网</a></p>