重力感應器

絕大多數中高端智能手機和平板電腦內置了重力感測器，如蘋果的系列產品iphone和iPad，Android系列的手機等。

重力感測器在手機橫豎的時候屏幕會自動轉，在玩遊戲可以代替上下左右，比如說玩賽車遊戲，可以不通過按鍵，將手機平放，左右搖擺就可以代替模擬機遊戲的方向左右移動了。

壓電陶瓷片，當敲打擠壓表面時，能產生一個微小的電壓，汽車防盜器上的震動感應器就是用這個原理做的，為了增加靈敏度，還在陶瓷片上焊一截彈簧，上有一個小錘，受到振動時，小錘擺動，引起陶瓷片表面振動，產生微小的電壓通過導線輸出，經放大給比較器，大於設定的電位時，輸出一個正電位給防盜器，防盜晶元相應的門打開，輸出一個變數電壓給驅動級，驅動級直接驅動繼電器吸合，報警喇叭得電工作發出報警聲。壓電陶瓷片靠汽車電瓶供電，不能報警時應檢查電瓶線是否被燒斷或被小偷破壞。

重力感測器是根據壓電效應的原理來工作的，所謂的壓電效應就是“對於不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發生形變以外，還將改變晶體的極化狀態，在晶體內部建立電場，這種由於機械力作用使介質發生極化的現象稱為正壓電效應”。

重力感測器就是利用了其內部的由於加速度造成的晶體變形這個特性。由於這個變形會產生電壓，只要計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關係，就可以將加速度轉化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來製作加速度感測器，比如電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由於加速度產生某個介質產生變形，通過測量其變形量並用相關電路轉化成電壓輸出。

（1）通過重力感測器測量由於重力引起的加速度，可以計算出設備相對於水平面的傾斜角度。通過分析動態加速度，你可以分析出設備移動的方式。但是剛開始的時候，你會發現光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是當前工程師們已經想出了很多方法獲得更多的有用的信息。

（2）加速度感測器可以幫助仿生學機器人了解它當前身處的環境。是在爬山，還是在走下坡，是否摔倒。或者對於飛行類的機器人來說，對於控制姿態也是至關重要的。一個好的程序員能夠使用加速度感測器來回答所有上述問題。

（3）重力感測器可以用來分析發動機的振動。

（4）重力感測器在進入消費電子市場之前，實際上已被廣泛應用於汽車電子領域，主要集中在車身操控、安全系統和導航，典型的應用如汽車安全氣囊（Airbag）、ABS防抱死剎車系統、電子穩定程序（ESP）、電控懸掛系統等。

重力感應器已成為智能手機和平板電腦的標準配置，在不少程序中均發揮著重要作用。日前美國喬治亞理工學院的科學家發現，重力感應器一旦被黑客控制，將可能變成一個鍵盤記錄器，在用戶不知不覺中記錄下附近電腦的按鍵。

研究人員稱，如果將手機放置在桌面電腦旁邊時，手機中的重力感應器能探測到電腦鍵盤輸入時產生的振動並將其翻譯成可讀的句子，準確率高達80%。無論郵件還是密碼，都有可能被記錄下來。

該技術是通過檢測成對出現的按鍵並推斷出其相對方位的方法來實現的。例如，單詞“canoe”將會被拆解成4對按鍵，分別是CA、AN、NO和OE。在獲得按鍵的信息后，軟體會將不同的組合方式與資料庫中的數據比較，從中篩選出有意義的單詞並將其組成句子。目前該資料庫中已包含5.8萬個單詞，識別準確率高達80%。

喬治亞理工學院的計算機科學學院助理教授帕特里克•崔納說，起初他們用一部iPhone3gs進行試驗，但結果並不盡如人意。但在換成具有三軸陀螺儀的iPhone4后，情況立即得到了改善。研究人員發現，三軸陀螺儀能夠幫助重力感應器消除干擾，大幅提高了識別的準確率。

研究人員稱，此前也有用手機麥克風來探測打字模式的研究，麥克風的靈敏度比重力感應器要高得多。普通智能手機麥克風的採樣率可達每秒44000次，相比之下重力感應器只有每秒100次。不過麥克風往往擁有更好的安全級別，如果有軟體要調用麥克風，手機的操作系統往往會詢問用戶是否批准訪問許可權，而重力感應器則很少受到這樣的保護。

研究人員稱，雖然這項技術具有較高的識別率，在現實中也極有可能被黑客採用，但只要你把手機放在包里或者裝在口袋裡，黑客也將無計可施。