Подсчитывают количество и амплитуду шевелений спящего человека в единицу времени. На основании этого пытаются отделить фазы бодрствования, лёгкого сна, БГД и глубокого сна.
Считается, что пробуждение в режиме лёгкого сна проходит наиболее легко. Поэтому если трекер совмещён с будильником (в основном трекеры созданы именно для этого), то по достижении окна пробуждения трекер ждёт первого шевеления, после чего включает побудку.
Для обнаружения сотрясений андроид использует встроенный датчик ориентации. В последнее время вообще появилось много приложений, использующих этот датчик нетрадиционным способом. Noom Pedometer и Google Fit, например, используют этот датчик для подсчёта числа совершаемых шагов.
Для более точного определения фазы сна используются более дорогие и более продвинутые трекеры с одеваемой налобной повязкой-энцефалографом. Однако трекеры с детектором, определяющим шевеление, будучи положены под подушку, дают на выходе тоже вполне правдоподобную картину сна.
Лично я пользуюсь трекером сна "Sleep as Android", однако не могу считать себя экспертом в этом вопросе и объявлять это приложение лучшим: наверняка я пробовал не все трекеры, да и за тот год, пока я пользуюсь этим приложением, на рынке вполне могло появиться что-то новое.