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蘋果官方近日公布了其內(nèi)置心率傳感器的工作原理。蘋果的技術支持文檔顯示，Apple Watch 的心率測量周期是每 10 分鐘測量一次，并將數(shù)據(jù)存儲在健康 app 中。這些檢測信息，再結合收集到的其他數(shù)據(jù)，計算佩戴者的卡路里消耗量。

在心率傳感器上，Apple Watch 采用的是光體積描記器(Photoplethysmography，PPG)，原理如下：

血液之所以呈現(xiàn)紅色，是因為它反射紅光并吸收綠光。Apple Watch 使用綠色 LED 燈，配合對光敏感的感光器，可以檢測任意時間點流經(jīng)手腕的血液流量。心臟跳動時，流經(jīng)手腕的血液會增加，吸收的綠光也會增加;心跳間隔期，流經(jīng)手腕的血液會減少，吸收的綠光也會隨之減少。Apple Watch 內(nèi)置的兩顆綠色 LED 燈可以每秒閃動數(shù)百次， 從而計算出每分鐘的心跳次數(shù)，也就是心率。

上面講到的利用綠光 LED 的光體積描記器測量心率更像是一種備選方案，因為在十分鐘測量一次心率的周期里，Apple Watch 利用的是紅外線。但在“紅外線測量無法讀取足夠的數(shù)據(jù)時，Apple Watch 會切換至綠色 LED。”

此外，為了應對對心率信號進行補償，避免信號過弱影響讀數(shù)，蘋果表示對心率傳感器進行了針對性的設計，比如提高 LED 亮度和采樣率。

除了上面這些技術層面的手段外，蘋果在文檔中也特別指明，不恰當?shù)呐宕鞣绞揭矔绊懶穆实牟蓸雍蜏蚀_性。這一點讓我想到了在 Apple Store 試戴時，店員多次提醒要讓 Apple Watch 緊貼手腕，并在我試戴的過程中悉心地調(diào)整表帶的寬松程度。

實際上，除了上面談到的佩戴方式對心率測量的影響外，很多外部的因素也需要考慮在內(nèi)。比如文檔中講到的皮膚血流量。 很多人尤其是男性，都會注意到在夏天比較熱的時候，手臂上的血管會猙獰地鼓起，血量很足，而在冬天天氣寒冷的室外，手臂上的血管就不會凸起得那么突兀了，這時候流經(jīng)手臂的血液量也會少一些，甚至會低到心率傳感器無法讀取數(shù)值。

蘋果在文檔最后講到，在“節(jié)率運動”和“無規(guī)律運動”中，心率測量的準確性可能會存在差異。其實可以簡單地理解為無氧運動如乒乓球、拳擊和有氧運動如跑步、騎車這兩類運動中，后者的心率測量會相對準確一些。

監(jiān)測心率只是測量和計算運動量的一個手段，Apple Watch 還會結合加速度計、GPS 等其他傳感器來計算運動和鍛煉情況。