触摸传感器的工作原理及主要类型是什么，触摸传感器的工作原理及主要类型

很多朋友对触摸传感器的工作原理及主要类型是什么，触摸传感器的工作原理及主要类型不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

对于许多动物和一些植物来说，触觉是重要的感觉通道。比如，当我们的手接触到什么东西时，我们的感官会做出反应。但对于计算机来说，它的输入设备与人的接触无关，因为在进行、维持或中断身体接触(如触摸或释放)时，它不会无反应。

为此，触敏输入设备为新颖的交互技术提供了许多可能性。其中，触摸传感器技术正在慢慢取代鼠标、键盘等机械物体。触摸传感器检测触摸或接近，而不依赖于物理接触。触摸传感器正在进入很多应用领域，比如手机、遥控器、控制面板等等。更重要的是，目前的触摸传感器可以取代机械按钮和开关。

具有简单旋转滑块、触摸板和滚轮的触摸传感器为更直观的用户界面提供了显著的优势。触摸传感器在没有移动部件的情况下使用起来更加方便和可靠。触摸传感器的使用为系统设计者提供了很大的自由度，有助于降低系统的整体成本，整体外观可以更具吸引力和现代感。操作原理

触摸传感器，也称为触觉传感器，对触摸、力或压力敏感。它们是最简单也是最有用的传感器之一。触摸传感器像一个简单的开关一样工作。当它与触摸传感器的表面接触时，传感器内部的电路闭合，电流流动。当触点释放时，电路断开，没有电流流过。其工作原理图如下：主要类型1、电容式触摸传感器。

电容式触摸传感器广泛用于大多数便携式设备，如移动电话和MP3播放器。电容式触摸传感器甚至可以在家用电器、汽车和工业应用中找到，主要是因为其耐用性、鲁棒性和有吸引力的设计。与机械设备不同，触摸传感器不包含移动部件，因此比机械输入设备更耐用。触摸传感器经久耐用，因为没有湿气和灰尘进入的开口。

下面简要说明电容式触摸传感器的原理。最简单的电容器可以由绝缘体隔开的两个导体组成，金属板可以看作一个导体。电容器的公式如下：C=0 * r * A/d其中0为自由空间的介电常数，r为相对介电常数或介电常数，A为极板面积，D为极板间距。电容与面积成正比，与距离成反比。

在电容式触摸传感器中，电极代表电容器的一个极板。第二块板用两个物体表示：一个是传感器电极的环境，形成寄生电容C0，另一个是像人的手指一样的导电物体，形成触摸电容ct。传感器电极连接到测量电路，并周期性地测量电容。如果导电物体接触或接近传感器电极，输出电容将增加，测量电路将检测电容变化并将其转换为触发信号。其工作原理如下图所示：

如果传感器电极的面积较大，则覆盖材料的厚度较小，并且触摸电容CT较大。结果，触摸面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将影响传感器的灵敏度。

电容测量用于许多应用，例如确定距离、压力、加速度等，电容式触摸传感器是另一个应用领域。测量电容的方法有很多种，包括调幅、调频、延时测量、占空比等。

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。这个问题在有湿气或水的情况下更严重，因为它们是良导体。

此外，触摸传感器中电容的测量方法需要位于感测垫附近的参考平面。在电容式触摸传感器中，手指跳闸会在传感电极和参考平面之间形成电容，因为人体皮肤油脂或汗液可能导致误触发。因此，为了区分有意触摸和错误触摸，使用了额外的感应板或软件算法。最佳解决方案是移除参考接地电极。目前，有以下两种类型的电容式触摸传感器：

表面电容感应；在表面电容检测中，绝缘体的一面涂有导电涂层。在导电涂层的顶部，涂覆一薄层绝缘体。电流被施加到导电涂层的所有角落。当外部导体(如人的手指)与表面接触时，它们之间会形成电容，并且会从角落吸收更多的电流。测量每个角上的电流，它们的比值将决定表面上触摸的位置。

投射电容感应；在投影电容感应中，整个表面都不带电，但在两种绝缘材料之间放置一个X-Y导电材料网格。栅极通常由PCB上的铜或金或玻璃上的铟锡氧化物制成，IC用于对电网进行充电和监控。当外部导电物体(如手指)从网格上的某个区域拉走电荷时，IC会计算出手指在触摸面上的位置。由投影电容技术制成的触摸传感器可以用来感测没有触摸其表面的手指。2、电阻式触摸传感器

电阻式触摸传感器比电容式触摸传感器耐用，因为它们是简单的控制电路。电阻式触摸传感器不依赖于电容的电气特性，因此可以适应非导电材料，如手写笔和手套包裹的手指。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测表面上的压力。

电阻式触摸传感器由被小间隔点分隔的两个导电层组成。底层由玻璃或薄膜制成，顶层由薄膜制成。导电材料涂有金属膜，通常是氧化铟锡，其本质上是透明的。在导体表面施加电压。

当任何探针(如手指、触笔、钢笔等)接触时。)用于在传感器的顶部薄膜上施加压力，它将激活传感器。当施加足够的压力时，顶部薄膜向内弯曲并接触底部薄膜。这将导致电压下降，接触点将在XY方向形成分压器网络。控制器检测电压和电压变化，根据触摸的X-Y坐标计算出施加压力的触摸位置。下图可用于解释电阻式触摸传感器的功能：

在电阻式触摸传感器的工作中，物体接触电极的电阻会被反映出来。例如，当手指触摸表面时，手指的小电阻允许一些电流流过，从而完成电路。晶体管起开关的作用。电阻器Rp用于保护晶体管免受任何可能的电极短路。电阻Rb用来在电路开路时，也就是没有手指的情况下，保持基极接地。

当两个电极都被触摸时，一个小电流流过手指，晶体管导通，因此负载变得活跃。一个简单的电阻式触敏电路如下：它由两个电极、两个以达林顿结构连接的晶体管、一个电阻器和一个LED组成。当手指放在电极上时，电路接通，电流放大。电阻器用于限制流向led的电流量。有三种类型的电阻式触摸传感器：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。

手指、触控笔、钢笔、戴手套的手指等任何物体都用于对电阻式触摸传感器施加压力，它们大多用于恶劣的环境。但是电阻式触摸传感器的响应时间小于电容式触摸传感器。因此，电容式触摸传感器正在慢慢取代它们。

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。

以上知识分享希望能够帮助到大家！