【導(dǎo)讀】如今，每個人都非常關(guān)注健康。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？它是怎么知道我們每天走了多少步的？
● 最開始的機(jī)械式計(jì)步器的原理是什么？
中國電子科學(xué)研究院工程師廖勇表示，“最開始的計(jì)步器是機(jī)械式的，原理其實(shí)很簡單，就跟擺錘一樣。因?yàn)槿嗽谧呗返臅r候是會把那個擺錘帶著動。它動一下，基本上就是人在走一步。然后擺錘動一下，和金屬接觸通電，就記了一步。”
● 智能手環(huán)和計(jì)步軟件的工作原理是什么？
原來，計(jì)步器是依靠擺錘與金屬的接觸，才能記錄我們的步數(shù)，可是現(xiàn)在流行的智能手環(huán)和手機(jī)里的計(jì)步軟件也是這個原理嗎？
廖勇解釋道：“現(xiàn)在的手機(jī)手環(huán)里面，它一般是用一個非常小的芯片，叫三軸加速度傳感器。通過這個加速度傳感器，可以測量手機(jī)或者是手環(huán)在三個不同方向上的加速度。然后通過對這個加速度的值進(jìn)行計(jì)算，就可以大概測出走路的步數(shù)。”
● 那么，這種加速度傳感器是怎么知道我們走路的步數(shù)呢？
“有一種特殊的材料，叫壓電陶瓷材料，根據(jù)作用在上面力的大小產(chǎn)生不同的形變，就可以產(chǎn)生不同的電壓變化，通過作用在上面的力來測量出加速度，然后通過加速度就能夠判斷出人在走路的時候，他是在哪個方向進(jìn)行運(yùn)動，或者說頻率大概是多少。”廖勇表示。
● 如何分辨手晃還是走路產(chǎn)生的晃動？
可是，如果用手搖晃手機(jī)，也會產(chǎn)生加速度，這個傳感器是怎么分辨手晃和走路的區(qū)別的呢？
廖勇表示，人走路的時候，頻率一定是在某一個范圍之內(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)。如果人拿著手機(jī)在晃的話，頻率會非常快。其次，（晃動）加速度變化比人在走路的加速度變化要大得多。基本上通過這兩個方面，就能夠判斷出來到底是人拿著手機(jī)在晃，還是真正的一個人在走。
● 加速度傳感器應(yīng)用有什么？
其實(shí)，計(jì)步功能只是加速度傳感器的一部分應(yīng)用。在車輛安全、橋梁健康等方面，加速度傳感器都有著非常重要的作用。
廖勇介紹說：“車上的安全氣囊為什么會彈起來？車開到一定速度以上，然后突然停下來，安全氣囊就會彈出來，這實(shí)際上是有一個加速度傳感器在測量車在前進(jìn)方向的加速度。通過一個量的變化，來判斷現(xiàn)在應(yīng)不應(yīng)該把安全氣囊彈出來。”
此外，加速度傳感器還可以應(yīng)用在橋梁的健康監(jiān)測中。傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，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；一架民航客機(jī)所用的傳感器也有上千個。可以說，任何自動控制裝置和系統(tǒng)都離不開傳感器技術(shù)。
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