壓力感測 定義及優點 壓力感測，或壓力觸覺，使用戶能夠以更直觀的方式與設備進行交互，同時擴展一系列輸入功能。壓力感測或壓力回饋，可理解為輸入或控制功能，需要一定的外力即壓力（無論強弱）來觸發功能。這種方式可用來避免誤報，擴大輸入可能性，例如與功能表選擇相結合。 傳統開關和按鈕不僅需要精確的定位操作，而且容易弄髒。例如，粘稠的液體或灰塵，在潮濕條件下，會堵塞傳統按鈕細小的空隙，從而縮短器件使用壽命或限制其功能。在各個總成之間存在額外壓差的空調環境下，這個問題更為嚴重。另一方面，壓力回饋解決方案不需要非常精確的工作點，也不需要任何類型的開口或間隙。 只有定義壓力或外力造成控制台最小程度變形才會執行所需的控制操作。 施加多大壓力或控制台產生多大程度變形，取決於輸入裝置或控制台使用的材料，以及系統定義的觸發點。 實施方法的選擇壓力感測解決方案可使用壓力感測器或通過複雜的變形測量來實現。 不過，這兩種方法成本都很高，而且十分複雜，需要大量空間，且可靠性不足以防止故障乃至誤操作。 各種應用要求解決方案所需空間盡可能小，並且必須能夠根據機械條件而變化，特別是感測器到面板的距離，以及這一區域反射信號的強度。 使用LED或紅外LED等光源，以及簡單光電電晶體或光電二極體等光接收器的簡易解決方案通常無法達到應有的效果，因為這些器件公差太大，解析度低。特別是檢測的最小變形為100 µm，甚至50 µm的情況下，效果更不理想。此外，如果需要設計靈活性，（以使解決方案滿足準確距離或精確反射信號的微小變化，以及成品生產過程中面臨的公差要求，這種方法會很快表現出其局限性。
採用數位接近感測器
持續改進的小型Vishay數位接近感測器可為這一問題提供易於實施、具有可觀收益的經濟高效解決方案。 Vishay已在這一領域推出多種接近感測器。所有這些數字感測器均基於反射工作原理，以數位方式測量光量並顯示數位值 (計數)。Vishay最新開發的汽車級VCNL3030X01，包括接收器和內置紅外LED，整個感測器面積僅為4 x 2.36 mm2。這款器件經過進一步優化，不含環境光感測器通常使用的濾光片，因為力回饋應用不需要濾光片。 這款感測器不僅接收器靈敏度非常高，而且發射器信號極強，採用Vishay光電器件部研發的最新晶片技術。 同時，感測器寄存器具有優異的可變設置選項，可針對所有可能的機械條件進行調整。這是發射器光束強，接收器解析度高的主要原因。 這種情況下，感測器發射器電流可以最低2 mA精細調整，發射器脈衝寬度寬，接收器模/數轉換器解析度高達16位。 反射式感測器典型距離曲線如下圖所示。 所示峰值大約為1 mm至3 mm，主要由發射器-接收器距離，以及封裝中的光學元件決定。峰值右側計數值明顯下降 (大於二次方)。 為實現可能的最高解析度並獲得可靠結果，檢測範圍應選擇接近峰值處，留一定機械累積公差。本例中，感測器與檢測輸入面之間的距離約為3 mm至5 mm。 VCNL3030X = 1時，感測器與高反射物體之間的距離約為3 mm至4 mm，可實現50 µm解析度。這樣，每50 um步進量程至少可以提供200到400個數位計數作為輸出值。這對於可靠檢測來說已經綽綽有餘了，並且可以適應環境影響，如溫度波動、材料變化或老化。
這款感測器可用于各種高可靠性應用，包括汽車電子控制台、家居自動化、嚴苛環境，以及增加靜電放電的密閉空間。感測器可安裝在緊湊結構中，並獨立於控制台材料，因此也可以用於各種惡劣環境，如噴水環境。 |
