触觉是许多动物和一些植物的重要感觉通道,例如我们的手触摸某物时,我们的感官会有反应。不过对于计算机而言,其输入设备与人类接触无关,因为在进行、保持或中断物理接触(如触摸或释放)时,它不会没有反应。
带有简单的旋转滑块、触摸板和旋转轮的触摸传感器为更直观的用户界面提供了显着优势。触摸传感器在没有移动部件的情况下使用起来更方便、更可靠。触摸传感器的使用为系统设计人员提供了极大的自由度,有助于降低系统的总体成本,并且整体外观可以更具吸引力和现代感。
主要类型
与机械设备不同,触摸传感器不包含移动部件,因此它们比机械输入设备更耐用。触摸传感器坚固耐用,因为没有湿气和灰尘进入的开口。
下面简单解释电容式触摸传感器的原理。
C=ε0*εr*A/d
其中:ε0是自由空间的介电常数、εr是相对介电常数或介电常数、A是板块的面积,d是板块之间的距离。
电容与面积成正比,与距离成反比。
在电容式触摸传感器中,电极代表电容器的极板之一。第二块板由两个物体表示:一个是传感器电极的环境,形成寄生电容C0,另一个是像人手指这样的导电物体,形成触摸电容CT。
如果传感器电极的面积越大,覆盖材料的厚度越小,触摸电容CT也越大。结果,触摸板和未触摸的传感器板之间的电容差异也很大。这意味着传感器电极和覆盖材料的尺寸会影响传感器的灵敏度。
在电容式触摸传感器的情况下,导电材料的存在足以触发负载并且不需要任何力。因此,在电容式触摸传感器的情况下,错误或意外触发的风险更高。这个问题更多是在存在湿气或水的情况下,因为它们都是比较好的导体。
目前电容式触摸传感器有两种类型,分别如下:
表面电容式感应;在表面电容传感中,绝缘体在其表面的一侧涂有导电涂层。在该导电涂层的顶部,涂上一层薄薄的绝缘体。电流施加到导电涂层的所有角落。当像人手指这样的外部导体与表面接触时,它们之间会形成电容,并从角落吸收更多电流。测量每个角落的电流,它们的比率将决定触摸在表面上的位置。
与测量电容的电容式触摸传感器相比,电阻式触摸传感器感应表面上的压力。
电阻式触摸传感器由两个由小间隔点隔开的导电层组成。底层由玻璃或薄膜制成,顶层由薄膜制成。导电材料涂有金属薄膜,一般为氧化铟锡,本质上是透明的。在导体表面施加电压。
当两个电极都被触摸时,小电流流过手指,晶体管导通,因此负载变为活动状态。一个简单的电阻式触摸敏感电路如下所示:
电阻式触摸传感器分为三种类型:4线、5线和8线。
4线电阻式触摸传感器最具成本效益。5线电阻式触摸传感器最耐用,它们类似于4线传感器,只是这种类型的所有电极都位于底层。5线传感器的顶层用作电压测量探头,由于这种类型的结构,5线电阻式触摸传感器允许更多的驱动次数。
在8线电阻式触摸传感器中,传感器的每个边缘都提供一条感应线,这些感应线充当触摸控制器的稳定电压梯度。这些感应线将触摸区域的实际基线电压电平报告给控制器,它们是最精确的电阻式触摸传感器。
总结
简单来说,触摸传感器是一种捕获和记录设备和/或物体上的物理触摸设备,它通常可以将物理信号转换为相应的电信号,从而产生控制作用。触摸传感器也称之为触摸检测器或触觉传感器。