计步 传感器 「物理揭秘」你每天走了 计步器怎么知道我们走了多少步呢？

「物理揭秘」你每天走了 计步器怎么知道我们走了多少步呢？

计步器怎么知道我们走了多少步呢？

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？

中国电子科学研究院工程师廖勇：“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。”

原来，计步器是依靠摆锤与金属的接触，才能记录我们的步数，可是现在流行的智能手环和手机里的计步软件也是这个原理吗？

中国电子科学研究院工程师廖勇：“现在的手机手环里面，它一般是用一个非常小的芯片，叫三轴加速度传感器，通过这个传感器可以测量手机或者是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的运算，然后统计就可以知道大概可以测出来走路的步数。”

那么这种传感器是怎么知道我们走路的步数的呢？

中国电子科学研究院工程师廖勇：“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，然后通过加速度能够判断出这个人是走路的时候，他是在哪个方向进行运动，或者说频率大概是多少。”

可是，如果用手摇晃手机，也会产生加速度，这个传感器是怎么分辨手晃和走路的区别的呢？

中国电子科学研究院工程师廖勇：“人走路的时候，频率一定是在某一个范围之内的，比方说一秒钟跨出多少步，或者说一分钟只能走出多远。如果人的手拿着手机在晃的话，第一个晃的频率会非常的快，第二个拿着手机晃的时候，加速度变化是比人在走路的加速度变化要大的多的，基本上通过这两个方面，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。”

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。

中国电子科学研究院工程师廖勇：“车上的安全气囊为什么会弹起来，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，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。

加速度传感器另外一个可以应用的地方是桥梁的一些健康的监测，因为桥梁虽然看起来是硬的，实际上是会有一些形变的，可以有些变化，但是每个桥梁的变化它不能以某一个频率来发生这种振动，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以允许的范围之内的。”

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。

(来源:科普中国)

三分钟全面了解计步器

2014-11-26 05:43:00 作者：王钊

[中关村在线健康频道资讯]进入小康化的生活，人们不再像以前那样吃饱就睡，而是更多的选择了饭后百步走，也是希望活到九十九。为追求健康，人们控制饮食，但是仅仅控制饮食是不够的，还需要去运动，管住嘴不够，还是得迈开腿。但说到运动，青年人很少会去打门球，老年人很少能去打篮球，所谓众口难调，但有一种运动更为适合大众，那就是步行。

日行万步不再遥远

步行可以说是最简单的运动。可是我们每天究竟走了多少步，步行了多少米，却很少有人知道，此刻计步器就闪亮登场了，但是这么一个小玩意，您是否真正了解它呢？这里“耽误”您三分钟的时间，来了解一下计步器吧，看看您走向健康之路是否需要它的陪伴。那我们逐一了解，首先什么是计步器？

什么是计步器

停止懒惰开始步行（图片来自京东）

计步器是通过统计步数、距离、速度、时间等数据，测算人们日常消耗的卡路里或热量，用以掌控自身运动量，防止运动量不足，或运动过量的一种工具。别看是个小玩意，但它种类可多了：

计步器的种类

计步器的工作核心就是震动传感器，一般根据传感器的形式可分为2D计步器和3D计步器。2D计步器由于功能简单、精确度不高等原因已逐渐被市场淘汰。现在市场主要常见的计步器有3D计步器、手机app型计步器，腕带类计步器。

计步器的各种类别

3D型计步器

3D计步器

当前市面上主流都是使用3D式电子计步器。3D意味着不需要再垂直地面佩带，只要带在身边口袋中，手提包内都可以计步。使用更为先进的电子传感器，计步更精准，体积更小。一些高级的3D计步器还带有秒表，收音机，MP3，手电筒等功能。所以非常适合初次购买的计步器的人群，一步到位。

手机app型计步器

手机app计步器（图片来自麦芽地）

手机型就是使用手机内的应用进行记步。用户直接手机就能使用计步器功能。一般跑步爱好者可以通过手机设置自己的身高、体重、年龄等数据，直接通过菜单功能开启计步器，就能统计跑步的步数了，市面上app比较多，日后笔者会出对各app进行对比的文章，敬请期待。

腕带类计步器

计步器手表

腕带计步器主要分为手环类和手表类两种。手环类内含3D运动传感器，现在是一种比较流行的计步器，它需要和手机同步使用，最新的计步腕带具有蓝牙传输和超强防水功能，使用也更加便捷。而且功能多种多样，几十元到上千元的产品都有，产品分类梯度较大，很适合尝鲜的年轻人进行购买。

计步器手表则是更高端的腕带类计步器，它将3D计步器的芯片整合在手表中。用户可以通过佩戴计步器手表来计算步数，跑步速度，跑步距离，卡路里，并且还能拥有手表的日历，闹钟，秒表，计时等等功能，最新的计步器手表还集合了GPS定位，SOS紧急呼救，吃药提醒，测血压，血氧等功能，实现了运动、健康、安全一站式管理，很人性化。

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