电容感测到底是什么呢？

电容传感器如何工作？ #

首先，让我们讨论一下电容器是什么。在电路中，有三个基本组件：电阻器，电容器和电感器。电阻是一种消散能量的无源元件。但是，电感器和电容器是有源元件，它们存储能量，而电容器则使您能够进行电容式感应。反之亦然，您可以使用电感器进行感应感应。

MG触摸模块：

最简单形式的电容器折衷了两个导电板，这两个导电板由介电介质隔开，该介电介质可以是空气，但在大多数情况下是瓷器，玻璃或塑料。当在电容器两端施加电压时，它们会存储电荷，并在电介质两端形成电场。电容器可用于平滑电源的输出电压或用于信号处理中的滤波。电容器可以存储的电荷量取决于其电容，电容器的电容取决于极板的面积和距离以及介电常数。电容感测又在检测电容的变化。电感传感器类似于电容传感器，但是使用传感器的电感来检测或测量物体。

因此，触摸电容式传感器是使用电容的变化来感测触摸或散装材料或流体的存在的传感器。接近电容式传感器的工作方式类似于触摸电容式传感器，但它们更灵敏。有两种常见的方法来进行电容感测。一种是自电容，我们在技术中使用了这种感应。在我们的板上，有许多用于电容感应的电极。您可以将它们视为平行板电容器的一个板。另一个板块是地球的表面-很大，但是很远。当您将身体的一部分靠近这些电极之一时，该身体的一部分将充当电容器的另一极。它从大地接管，因为身体部位更近，因此效果更大，这会增加在该电极上测得的电容。这是一个接近传感器，并且此更改已由开发板注册。如果您将手靠近以至于实际触摸电极，则其效果甚至比仅靠近电极时还要大。如果查看Grapher上该电极的输出，您会注意到线路下降而不是上升-这是因为测量电容的芯片的输出与电容成反比-如果电容上升，输出下降。我们板上的每个电极都充当电容式触摸传感器或电容式接近传感器。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。这是一个接近传感器，并且此更改已由开发板注册。如果您将手靠近以至于实际触摸电极，则其效果甚至比仅靠近电极时还要大。如果查看Grapher上该电极的输出，您会注意到线路下降而不是上升-这是因为测量电容的芯片的输出与电容成反比-如果电容上升，输出下降。我们板上的每个电极都充当电容式触摸传感器或电容式接近传感器。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。这是一个接近传感器，并且此更改已由开发板注册。如果您将手靠近以至于实际触摸电极，则其效果甚至比仅靠近电极时还要大。如果查看Grapher上该电极的输出，您会注意到线路下降而不是上升-这是因为测量电容的芯片的输出与电容成反比-如果电容上升，输出下降。我们板上的每个电极都充当电容式触摸传感器或电容式接近传感器。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。如果您将手靠近以至于实际触摸电极，则其效果甚至比仅靠近电极时还要大。如果查看Grapher上该电极的输出，您会注意到线路下降而不是上升-这是因为测量电容的芯片的输出与电容成反比-如果电容上升，输出下降。我们板上的每个电极都充当电容式触摸传感器或电容式接近传感器。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。如果您将手靠近以至于实际触摸电极，则其效果甚至比仅靠近电极时还要大。如果查看Grapher上该电极的输出，您会注意到线路下降而不是上升-这是因为测量电容的芯片的输出与电容成反比-如果电容上升，输出下降。我们板上的每个电极都充当电容式触摸传感器或电容式接近传感器。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。您会注意到线路是下降的，而不是上升的-这是因为测量我们板上的电容的芯片的输出与电容成反比-如果电容上升，则输出下降。我们板上的每个电极都充当电容式触摸传感器或电容式接近传感器。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。您会注意到线路是下降的，而不是上升的-这是因为测量我们板上的电容的芯片的输出与电容成反比-如果电容上升，则输出下降。我们板上的每个电极都充当电容式触摸传感器或电容式接近传感器。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。这种电容感应的方法称为自电容，每个电极都独立工作。在此，电容是相对于大地测量的。

另一种方法是互电容感应，这是智能手机触摸屏中使用的一种方法。通过互电容感测，有两个相互重叠的电容器网格。板具有彼此相邻的位置，而不是具有两个不彼此面对的电容板。施加电压时，您会在电容器板之间形成一个栅格，从而在它们之间产生电场。当您用手指接近它们时，它会改变场的特征，并且该改变会被记录为触摸。这种电容式感应方法使您不仅可以检测一个电容式触摸，还可以检测多个触摸。

电容传感的另一种重要类型是电容位移传感器。它们主要用于制造中，并用于距离和任何位移的测量。在电容式位移传感器中，电容器的一部分呈圆柱形，这形成了电容器的第一极板。另一块板是由要测量的区域形成的。由于传感器的面积和介电常数保持恒定，因此可以通过检测电容变化来测量距离，从而使人们能够感知物体的位置。

借助电容感应，用户能够检测和测量触摸或接近度，是否存在散装物料或液位等。您可以使用电容传感器来创建触摸界面，例如智能手机上的触摸屏，也可以用作 接近传感器，通过将手悬停在传感器上可以创建开关。

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电容感应的好处 #

电容式传感器用于检测各种物体，从不导电和导电的材料到微小的物体（如昆虫）和较大的物体（如人）。与其他传感技术相比，使用电容传感具有许多优势。我们在技术中使用这些功能来检测主动互动，例如触摸和手部动作以创建界面，以及被动界面（例如 占用传感器）。电容传感器的另一个好处是可以检测固体材料或流体。当您的智能手机的触摸屏上有水滴时，您可能已经看到了这一点，并且它没有响应。我们利用这种能力在不同的应用中使用，因为我们使用电容式传感技术来构建液位传感器，例如 检漏仪。

您不仅可以使用电容传感器检测电容触摸事件，还可以将其用作接近传感器。这可以两种方式使用。首先，您可以创建一个电容传感器并将其用作 电灯开关。但是您无需用手触摸传感器，而是可以用手接近传感器以打开灯。其次，您可以将传感器嵌入到其他材料（例如塑料）后面。然后，您可以触摸塑料表面以触发事件。这看起来像是另一个触摸传感器，但它是电容式接近传感器，即使您正在触摸塑料也是如此。因此，电容传感器可以嵌入和隐藏在环境中，并且即使在房间地板下面，也可以轻松清洁或隐藏这些接口。

电容式传感器不仅限于二进制传感器，还可以用作通断开关。它们还可以用于创建一个开关，使您可以通过用手或身体靠近传感器来调节亮度。确实，这就是我们的电子油漆灯套件的示例，其中一个灯使用电路板的电极进行接近感应。

最后，与其他传感技术相比，电容传感器的制造成本更低，同时仍保持高分辨率并易于调节。将我们的印刷传感器与电路板的电容式触摸传感器结合使用，只是您可以结合两种技术以创建有效且高分辨率的接近和触摸传感器的一个示例。

上面列出的最后一个优点也是电容式感应的主要缺点之一：高精度意味着传感器容易受到噪声的影响，例如湿度的变化或感应环境的变化。这就是为什么在某些应用中最好使用电感式传感器而不是电容式传感器的原因。此外，还需要容纳寄生电容，该寄生电容是电路中可能出现的任何不需要的电容。使用电容式传感器时必须解决这些缺点。例如，这就是为什么我们在交互式壁挂式套件中包括屏蔽电缆的原因，因为它可以减少噪声干扰。

如何使用电容感应 #

电容式感应非常适合创建触摸界面，接近界面，运动，力和加速度检测器，或用作流体和湿度水平传感器。根据您的应用，实施电容式感应的范围从易于实施到需要更复杂的技术。

使用我们的板，例如触摸板，Pi Cap和发光板，可以很容易地创建电容式触摸传感器。每个板都有至少6个用作传感器的电极，并可以用导电材料（如电漆）扩展，从而增加或扩展了感应面积。每个电极然后可以充当触摸或接近传感器。

电极和传感器后面的物理原理如下：当其中一块板通电时，会对每个传感器施加电压。这样会在每个电容传感器周围产生一个以大地为参考的电场。当您用手指触摸传感器时，您正在改变电场，从而改变传感器的电容。这是检测到并解释为触摸的更改。通过更改设置，可以检测到较小的电场变化并将其解释为用手指接近，从而创建了一个接近传感器。电容感测的这种方法称为自电容。

在设备的触摸屏上，这非常相似。但是，不是让每个电容器都参考大地，而是通过电容耦合使整个电容器阵列相互参考。每个小电容器之间的连接以互电容为特征。当用户触摸屏幕时，他们再次改变电容器的电场并改变互电容。

使用电容式感应带来了一系列好处，例如能够将传感器隐藏在易于清洁的材料后面或将其保留为接近传感器。借助我们的Touch Board Pro套件，可以轻松地制作电容式接近传感器的原型并将其用作电灯开关，您只需将手悬停在传感器上方即可打开灯。

今天在哪里用到了电容式感应 #

电容感测可用于整个应用范围。最常见的一种是在触摸屏上使用它。使用铟锡氧化物（一种几乎透明的导体）创建电容式传感器的灵活性和低成本使得智能手机如此神奇：用户触摸一块玻璃即可与其设备进行交互。

我们以不同的方式使用电容感测。对于我们的板，例如触摸板，Pi Cap或Light Up板，我们的许多社区都使用传感技术来创建简单但高效的接口。无论是在用于投影映射的大型交互式壁画中，还是在灯中的触摸按钮中。我们在开发电路板时就考虑到了电喷漆。Electric Paint的好处在于，它为用户提供了很大的灵活性和创造力。您可以绘画所需的形状以用于创意目的，也可以在纸或其他基材上打印传感器以将传感器嵌入环境中。我们的电子涂料和电容感应技术的结合使您可以将每个表面和物体变成一个传感器。您可以在墙上涂油漆，也可以在桌子表面后面嵌入传感器垫，使油漆变干，然后用传感器电极将涂料挂起来。然后，墙壁将变为电容式触摸传感器，桌子上将装有电容式接近传感器，并且我们已将平凡的对象变成了智能表面。

接口是设计的有源元件，但是您也可以将电容感应用作更无源的元件。占用传感器就是一个例子。这些占用传感器可用于多种应用中，例如在椅子上使用简单的占用传感器，检测是否有人在使用椅子或是否正确坐着，或将占用传感器嵌入地板下。然后，可以在商业环境中使用地面传感器，以查看商店或医疗保健中有多少客户，您可以在其中检测是否有人倒下。

如果您想在自己的应用中探索电容式感应，我们的开发套件和硬件为智能表面的原型设计提供了简单的起点 。对于希望将智能材料 直接集成 到其材料或产品中的公司，我们一直在寻找有趣的合作伙伴关系，以使我们的技术可以增加价值。我们相信我们的技术有望将物联网以一种无缝且非侵入性的方式真正地整合到我们的生活中，并且我们正在努力将电容式传感器直接构建到我们的环境中，从而使我们周围的空间和表面更智能，更健康，并且更加非凡。

参考链接：

https://www.bareconductive.com/blogs/blog/the-touch-board-uses-capacitive-sensing-what-is-it

参考习题： #

一、在生活中，哪里用到了触摸的交互方式？

答案：手机屏幕、电脑触控板、微波炉触摸按钮

二、触摸传感器的实现方式分为哪两种？

答案：电阻式触摸、电容式触摸

三、你认为触摸这种交互方式的好处或缺点是？

参考答案：

可以将触摸模块隐藏在一个表面下方，无需开孔，方便清洁，而且交互界面更加美观简洁

相比于机械按键，触摸按键没有硬件磨损的问题，所以可以长久使用。

但缺点也比较明显，比如容易误触发，在一些强干扰环境下，或者沾水后会触发失灵

四、请将对应的“人机交互”方式连线

答案：