智能手机已经成为日常生活不可或缺的东西
智能手机已经几乎成为每个人手中的标配，日常生活越来越离不开手机。智能手机不再只是一个打电话发短信的工具，还能用来支付、娱乐、学习、社交。
大家在手机的使用中都有经验，很多应用只要将屏幕一横过来，手机的显示模式就自动变成横屏，看宽荧幕电影或者玩游戏视觉效果就会更好。那么手机是怎么知道屏幕被横过来的呢？
除了屏幕，手机还知道很多其它的信息。例如，“摇一摇”功能，手机是怎么知道自己被使劲摇了几下呢？指南针APP里，手机是如何知道东南西北的呢？导航的时候，手机是如何知道自己的经纬度呢以及拐了个弯的呢？在阳光下手机屏幕会变得很亮，到了暗的地方会自动变暗，那手机是怎么知道外部光线的明暗呢？
智能手机能感知重力、振动、旋转
所有这些智能手机的感知功能，都要靠传感器来实现。传感器就是将声、光、磁、运动、振动、温度等等物理量转变为电信号供给处理器进行识别和处理的零部件。
用于感知屏幕是横还是竖的，叫做重力传感器，它能感知重力的方向。不过要知道手机有没有横过来，只感知一个方向的重力还不够。手机里的重力传感器都有三个相互垂直的轴，将三个方向测到的重力合成起来，通过计算就能知道手机的准确空间倾斜角度。
重力无处不在
微信里的“摇一摇”功能很多人都用过，摇晃一下手机就能找到同时摇晃手机的人并加为好友。手机里感知摇晃的传感器是振动传感器，只要发生振动，传感器就会将振动转变为电信号通知手机的处理器进行处理。同样，振动传感器也有三个互相垂直的轴，用来感知不同方向的振动。
用手机导航时，在开阔地带是通过接收GPS卫星定位信号来判断手机所处的位置。GPS接收器并不算一种传感器，它只是接收卫星发射的包含了经纬度的数字信号。有时车会开到一些不能接收GPS信号的地方，例如山洞里，这时手机导航仍然能够判断车开到的位置，这是怎么做到的呢？原来，手机里还有一组加速度传感器，同样有三个轴，汽车加减速以及拐弯就会产生某个方向的速度变化，也就是产生了加速度。加速度通过加速度传感器变换成为电信号，通过处理器的运算就能知道汽车开到了哪个位置。不过通过加速度传感器来判断汽车的位置，时间长了就会累积起较大的误差，因此精准判断还是需要GPS提供的准确位置信号。
三轴合成能得到准确的空间方向
有意思的是，上面提到的重力、振动和加速度传感器，在手机里实际上是同一组传感器，感知的都是加速度。实际上，物体只要不是匀速直线运动就会产生加速度。摇晃手机就是典型的非匀速直线运动，这就产生了加速度让传感器感知。那么重力呢？爱因斯坦的广义相对论里有一个重力加速等效原理，大意是说物体受到重力和加速运动实际上是等效的，无法判断是哪一种原因产生的力。这就是为什么加速度传感器同时也能感知重力的原因。
要感知手机的所有运动，光有加速度传感器还是不够的。加速度传感器只能感知手机的移动，但有一些游戏，需要感知手机的旋转，这就要用到陀螺。陀螺是用来探测物体空间方向变化的传感器。和加速度传感器一样，陀螺也需要能感知三个相互垂直方向上的转动才能够计算出手机的真实转动方向。
陀螺的原理
有了上面两种共6轴的传感器，手机就可以灵敏地感知各个方向的运动以及旋转了。至于指南针，原理和中国古代用的司南没有本质区别，都是感知磁场的方向。不同的是手机里的磁场传感器同样有三个垂直方向的轴，不仅能感受到磁场的大小，还能通过几个轴的合成来计算出磁场的方向。因此手机即使没有GPS信号，也能通过磁传感器大致计算出所在位置的纬度。
除了上述三种传感器，手机里还有光电传感器用于感知光线的强弱，自动调整屏幕亮度；有的手机还有温度传感器用于测量温度。此外，通话用的话筒，感知手势的触摸屏，也都是传感器。可以说，没有传感器，就没有我们天天用的智能手机。
巨大笨重的机械陀螺，用于飞船、卫星、导弹、潜艇
以前的加速度传感器和陀螺都有比较大的机械结构。例如卫星上用的陀螺，就是一个高速旋转的电机固定在三个互相垂直的轴上。潜艇里用的静电陀螺就更大了。这样的结构显然无法用在手机里。我们今天一个二两重的手机能放进那么多传感器，完全要归功于MEMS（微机电系统）技术。这种技术将原来庞大复杂的结构才能实现的功能缩小到微米级别的硅片上。现在手机里的传感器都是高度集成化的，一个黄豆大小的芯片就集成了三个方向的加速度，三个方向的陀螺以及三个方向的磁传感器。
MEMS微机电系统是微型传感器的核心科技
除了手机，各种传感器几乎在我们生活当中无处不在。例如有些打火机，手指摸一下就能点火，这就是触摸传感器，实际上是一种感应人体接收的电磁波信号的传感器。
打火机里面竟然也有传感器