如今,每個(gè)人都非常關(guān)注健康。而運(yùn)動正是健康最重要的手段。不管是出門佩戴手環(huán)、計(jì)步器,還是拿手機(jī),記錄自己行走的步數(shù),已經(jīng)是很多人的生活習(xí)慣了。可是,計(jì)步器到底是怎么工作的呢?它是怎么知道我們每天走了多少步的呢?
中國電子科學(xué)研究院工程師廖勇說:“最開始的計(jì)步器是機(jī)械式的,原理很簡單,就跟擺錘一樣。人在走路的時(shí)候會把擺錘帶著動,它動一下基本上就是人走一步,擺錘動一下,和金屬接觸通電,就記了一步。”
原來,計(jì)步器是依靠擺錘與金屬的接觸記錄我們的步數(shù)??墒乾F(xiàn)在流行的智能手環(huán)和手機(jī)里的計(jì)步軟件也是這個(gè)原理嗎?
“現(xiàn)在的手機(jī)手環(huán)里面有一個(gè)非常小的芯片,叫三軸加速度傳感器,它可以測量手機(jī)或手環(huán)在三個(gè)不同方向上的加速度,通過這個(gè)加速度的值進(jìn)行一些算法的運(yùn)算,然后統(tǒng)計(jì)就可以大概測出走路的步數(shù)?!绷斡抡f。
那么這種傳感器是怎么知道我們走路的步數(shù)的呢?
“有一種特殊的材料叫壓電陶瓷材料,根據(jù)作用在上面的力的大小產(chǎn)生不同的形變,繼而產(chǎn)生不同的電壓變化。通過作用在上面的力測量出加速度,再通過加速度判斷這個(gè)人走路的時(shí)候,他是在哪個(gè)方向進(jìn)行運(yùn)動,或者說頻率大概是多少?!绷斡抡f。
可是,如果用手搖晃手機(jī),也會產(chǎn)生加速度,這個(gè)傳感器是怎么分辨手晃和走路的區(qū)別的呢?
“人走路的時(shí)候,頻率一定是在某一個(gè)范圍內(nèi)的,比方說一秒鐘跨出多少步,或者說一分鐘只能走出多遠(yuǎn)。如果人的手拿著手機(jī)在晃的話,第一個(gè)晃的頻率會非常的快,第二個(gè)拿著手機(jī)晃的時(shí)候加速度變化比人在走路的加速度變化要大的多的,基本上通過這兩個(gè)方面,能夠判斷出到底是人拿著手機(jī)在晃,還是真正的人在走?!绷斡抡f。
其實(shí)計(jì)步功能只是加速度傳感器的一部分應(yīng)用。傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)并稱為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱。航天運(yùn)載火箭上,采用的傳感器達(dá)2000多個(gè);一架民航客機(jī)所用的傳感器也有上千個(gè)??梢哉f,任何自動控制裝置和系統(tǒng)都離不開傳感器技術(shù)。(市科協(xié)供稿)
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