电阻式触控面板原理介绍
触控面板的种类发展至今随着厂商制造原理及应用层面的不同而有所差异。大致
上，成本为重或较偏重个人使用层面应用的部分以电阻式为主。在公共使用层面较高的应用则以电容式、音波式、红外线式为主。本文将针对电阻式技术原理作介绍。
市场概况
近年来由于可携式个人多媒体装置的蓬勃发展，电阻式触控面板之产量也因此扶摇直上。其中以亚洲为主，又以日本为首。韩国及台湾厂商大多也以电阻式为主要生产产品。日本有富士通（Fujitsu）、写真（Nissha）、昆士（Gunze）等为主要制造商。韩国有Inotouch、Hantouch、等。台湾则有宇宙光电、奇菱…等为主。
电阻式触控面板之设计主要又可区分为四线式、五线式、八线式。各个工作原理不尽
相同，以下将简略介绍。
四线式：
四线式的触控面板因成本及技术层面较为成熟等因素，几乎是所有触控面板业者最基
本的生产规格。以电阻式的技术来说，四线式的规格约占了50％以上的市场占有率。其主要组成包括一片氧化铟锡导电玻璃ITO Glass，以及一片ITO Film 导电薄膜，一般而言，ITO Glass 与ITO Film 导电后均使用+5V 的电压（亦有厂商使用不同于+5V 的电压）。
在这两层导电体的中间以隔球Spacer 将ITO Glass 与ITO Film 区隔开分开，其目的在避免无触摸时造成短路而产生误动作。
四线式之主要工作原理为将上部及下部各视为负责X 轴及Y 轴坐标的工作。在ITO Glass 与ITO Film 的四周边缘各加装两条导电线路，同时于两端各设定一固定电压，使其成为一个均匀的电场。如以上层为X 轴，（X+, X-）送出（5, 0）V 的电压。由于在上下部间Dot Spacer 为阻隔，使上下两层绝缘。
但若以手指、笔或其它介质对面板触压，便可使上下层接触造成短路，产生压降，由
Y 轴负责传送（此时仅X 轴导电，Y 轴并未导电仅负责传输），Y 轴导电层所量测的电压值由X 轴负责传送（此时仅Y 轴导电，X 轴并未导电仅负责传输），如此迅速交替将所测得的模拟信号之坐标位置经由控制器转换成数字信号，再将数字信号的坐标值传送至Host 端，便可得知触压点进而对主机进行存取的动作。
五线式：
其主要组成方式与四线式大致相同，将ITO Glass 与ITO Film 分成上下两层导电层，
导电后亦使用+5V 的电压。中间亦以Spacer 将上下两个导电层分开。其最大的不同在于四线式上下层分别控制X 轴与Y 轴各两条导电线。但五线式则由下部导电层来控制X 轴与Y 轴的四条线。
而上层则全权负责量测将X 轴与Y 轴所触压的电伏。所侦测到的电压值传送给控制
器后取得坐标，经转换后将数字信号传送至主机。由于上层为一个均匀的导电层的，任何一个点都可以负责传输电压的工作，故较四线式的产品耐用度高，在稍恶劣的环境下亦能维持一贯的灵敏度与准确性。
八线式：
严格来说八线式产品其实是四线式产品的延伸，为了避免因受环境的影响或其它外围
设备导致电压的的读取值有所误差，于是除上下导电层的4 条引线外各再增加一条参考线，共计8 条。其目的在于能读取更实际的电压值以提升操作的精准度。
虽然目前电阻式产品以上述3 种为主要生产导向，但坊间亦有少数厂商自行研发出特
殊线式的触控面板。如六线式，其工作原理大同小异。目前电阻式触控面板在亚洲厂商
全力加码下，产能大增，但却并未替厂商带来丰厚利润。尤其许多关键性材料的技术（如ITO Film）仍掌握在少数公司的手中。
长远来看，对于无法掌握关键性材料的生产者来说确实存在相当大的隐忧。也因此已
有少数团队转而开始研发关键性材料的技术，台湾的技术团队是否能突破资金、研发、专利等问题，目前尚未明朗。就让我们拭目以待，期待台湾能在触控面板产业突破重围，摆脱美、日的牵制，进而成为触控面板产业的另一支大老虎__
电容式触摸屏前途无量
■市场概况
电容式触控技术于20多年前诞生，早期由美商3M公司独占整个电容式触控面板的国际市场。在几年前由于基本专利到期，全球触控面板的生产业者纷纷加入开发电容式触控面板事业领域中，期待有所发挥。
电容式触控产品具防尘、防火、防刮、强固耐用及具有高分辨率等优点，但有价格昂贵、容易因静电或湿度造成误动作等缺点。电容式技术应用范围非常广泛，主要包括：(1)金融系统：如提款、售票系统。(2)医疗卫生系统。(3)公共信息系统。(4)电玩娱乐系统。
■工作原理
电容屏幕表面涂有透明电导层ITO，电压连接到四角，电荷分布于屏幕表面，形成均匀电场，用手触屏时，人体作为耦合电容的一极，电流从屏四角汇集形成耦合电容的另一极，通过控制器计算电流传到碰触位置的相对距离得到触摸处的坐标值。
■应用领域
电容式触摸屏应用广泛，主要涉及到通信和电子消费品，如：智能手机，移动电话，多媒体播放器/MP3，电脑/笔记本电脑，游戏机，PDA，GPS,数码相框等。
■各大触摸屏厂商的动向
在苹果iphone出现以前，电阻式占据了触摸屏的主要市场。从各种种类触摸屏总体看，电阻式的市场份额占到了60％，而电容式为24％。但是随着苹果iphone采用了新型电容式触摸屏，并取得市场成功后，电容式触摸屏在高端手机上应用的闸门已经打开。从近期打算进入触摸屏市场的友达、奇美和华映看，除了奇美打算同时开发电阻和电容式以外，其它两家把目标定位于电容式触摸屏。像世界大厂Nissha printing , J touch , ALPS ,Young Fast , PED 等都在保持原有电阻式触摸屏的基础上，积极开发电容式触摸屏。
■电容式触控屏优点和挑战
与电阻式触控屏和电磁式感应板相比，电容式触控屏表现出了更加良好的性能。由于轻触就能感应，使用方便。而且手指与触控屏的接触几乎没有磨损，性能稳定，经机械测试使用寿命长达30年。另外，整个产品主要由一块只有一个高集成度芯片的PCB组成，元件少，产品一致性好、成品率高。
然而，瑕不掩瑜，电容式触控屏也面临着以下一些挑战：由于人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重；改进；温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定，需经常校准。
■各大触控芯片厂商与其解决方案
SYNAPTICS (美国)
为电子设备以及产品提供具有人、机通信功能的界面解决方案。它所提供的电容式感应IC方案为全球市场领先者。
台湾义隆电子
主要是生产笔记本电脑的触控面板。拥有几项专利，eFinger?系列为电容式触控IC的主要解决方案。
瀚瑞集团/中国
是中国唯一家能够提供电容式触控面板感应IC解决方案的厂商。其产品Tango S 系列为目前全球最省电、速度最快、抗干扰能力最强的电容式触摸屏感应IC。此系列所提供的触摸屏方案解决了目前电容式触摸屏最难克服的环境问题，也就是对于湿度、电磁波的干扰、 Tango有绝对的屏蔽处理能力。
■市场展望
2007年6月29日，万众瞩目的iPhone 终于在千呼万唤中与世人见面，在全球掀起一波波触控面板热潮，在消费性电子产品的应用增加，各项产品使用触控面板的渗透率也提高。PIXCIR公司相信，Tango S 将会给触摸屏市场注入更多的新鲜血液，将触摸屏应用推进下一个春天，电容式触摸屏的市场道路将畅通无阻。
触摸屏种类与原理、结构 一、 触摸屏的几个概念: 所谓触摸屏，从市场概念来讲，就是一种人人都会使用的计算机输入设备，或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习，人人都会使用，是触摸屏最大的魔力，这一点无论是键盘还是鼠标，都无法与其相比。人人都会使用，也就标志着计算机应用普及时代的真正到来。这也是我们发展触摸屏，发展KIOSK，发展KIOSK网络，努力形成中国触摸产业的原因。 从技术原理角度来讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的，因此它必须通过材料科技来解决透明问题，像数字化仪、写字板、电梯开关，它们都不是触摸屏；其次它是绝对坐标，手指摸哪就是哪，不需要第二个动作，不像鼠标，是相对定位的一套系统，我们可以注意到，触摸屏软件都不需要光标，有光标反倒影响用户的注意力，因为光标是给相对定位的设备用的，相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处，往哪个方向去，每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不至于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要；再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置，各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。 二、 触摸屏分类 (一)红外线式触摸屏
红外线式触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器，可以在各档次的计算机上应用。 (二)电阻式触摸屏 电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，在强化玻璃表面分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层。利用压力感应进行控制。当手指触摸屏幕时。两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化。在X和Y两个方向上产生信号，然后传送到触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X，Y)的位置，再根据模拟鼠标的方式运作。电阻式触摸屏不怕尘埃、水及污垢影响，能在恶劣环境下工作。但由于复合薄膜的外层采用塑胶材料，抗爆性较差，使用寿命受到一定影响。 (三)表面声波式触摸屏 表素影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长，透光率高，能保持清晰透亮的图像质量，最适合公共场所使用。但尘埃、水及污垢会严重影响其性能，需要经常维护，保持屏面的光洁。
目录 电阻应变测量原理及方法 (2) 1. 概述 (2) 2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (2) 2.1电阻应变片的工作原理 (2) 2.2电阻应变片的构造 (4) 2.3电阻应变片的分类 (4) 3. 电阻应变片的工作特性及标定 (6) 3.1电阻应变片的工作特性 (6) 3.2电阻应变片工作特性的标定 (10) 4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (12) 4.1电阻应变片的选择 (12) 4.2电阻应变片的安装 (13) 4.3电阻应变片的防护 (14) 5. 电阻应变片的测量电路 (14) 5.1直流电桥 (15) 5.2电桥的平衡 (17) 5.3测量电桥的基本特性 (18) 5.4测量电桥的连接与测量灵敏度 (19) 6. 电阻应变仪 (24) 6.1静态电阻应变仪 (24) 6.2测量通道的切换 (26) 6.3公共补偿接线方法 (27) 7. 应变-应力换算关系 (28) 7.1单向应力状态 (28) 7.2已知主应力方向的二向应力状态 (29) 7.3未知主应力方向的二向应力状态 (29) 8. 测量电桥的应用 (31) 8.1拉压应变的测定 (31) 8.2弯曲应变的测定 (34) 8.3弯曲切应力的测定 (35) 8.4扭转切应力的测定 (36) 8.5内力分量的测定 (36)
电阻应变测量原理及方法 1. 概述 电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。 电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。这是一种将机械应变量转换成电量的方法，其转换过程如图1所示。测量电路的输出信号经放大、模数转换后可直接传输给计算机进行数据处理。 电阻应变测量方法又称应变电测法，之所以得到广泛应用，是因为它具有下列优点 1．测量灵敏度和精度高。其分辨率达1微应变（με），1微应变=10-6应变（ε）。 2．测量范围广。可从1微应变测量到2万微应变。 3．电阻应变片尺寸小，最小的应变片栅长为0.2毫米；重量轻、安装方便，对构件无 附加力，不会影响构件的应力状态，并可用于应力梯度变化较大的应变的测量。 4．频率响应好。可从静态应变测量到数十万赫的动态应变。 5．由于在测量过程中输出的是电信号，易于实现数字化、自动化及无线电遥测。 6．可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。 7．可制成各种高精度传感器，测量力、位移、加速度等物理量。 该方法的缺点是： 1．只能测量构件表面的应变，而不能测构件内部的应变。 2．一个应变片只能测定构件表面一个点沿某一个方向的应变，不能进行全域性的测量。 3．只能测得电阻应变片栅长范围内的平均应变值，因此对应变梯度大的应力场无法进 行测量。 2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 2.1 电阻应变片的工作原理 由物理学可知，金属导线的电阻值R 与其长度L 成正比，与其截面积A 成反比，若 图1 用电阻应变片测量应变的过程
电容触摸屏的原理 电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。 电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。 电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。 编辑本段电容触摸屏的缺陷 电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。电容屏反光严重，而且，电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊。 电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时，流走的电流就足够引起电容屏的误动作。 我们知道，电容值虽然与极间距离成反比，却与相对面积成正比，并且还与介质的的绝缘系数有关。因此，当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电容屏的误动作，在潮湿的天气，这种情况尤为严重，手扶住显示器、手掌靠近显示器7厘米以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。电容屏的另一个缺点用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为增加了更为绝缘的介质。 电容屏更主要的缺点是漂移：当环境温度、湿度改变时，环境电场发生改变时，都会引起电容屏的漂移，造成不准确。例如：开机后显示器温度上升会造成漂移：用户触摸屏幕的同时另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移；电容触摸屏附近较大的物体搬移后回漂移，你触摸时如果有人围过来观看也会引起漂移；电容屏的漂移原因属于技术上的先天不足，环境电势面（包括用户的身体）虽然与电容触摸屏离得较远，却比手指头面积大的多，他们直接影响了触摸位置的测定。 此外，理论上许多应该线性的关系实际上却是非线性，如：体重不同或者手指湿润程度不同的人吸走的总电流量是不同的，而总电流量的变化和四个分电流量的变化是非线性的关系，电容触摸屏采用的这种四个角的自定义极坐标系还没有坐标上的原点，漂移后控制器不能察觉和恢复，而且，4个A/D完成后，由四个分流量的值到触摸点在直角坐标系上的X、Y坐标值的计算过程复杂。由于没有原点，电容屏的漂移是累积的，在工作现场也经常需要校准。电容触摸屏最外面的矽土保护玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲击，敲出一个小洞就会伤及夹层ITO，不管是伤及夹层ITO还是安装运输过程中伤及内表面ITO层，电容屏就不能正常工作了。 电阻屏的原理： 这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属（透明的导电电阻）导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的（小于1/1000英寸）的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。
流式细胞仪(FloｗCytometｒｙ) 1 流式细胞仪得概念及其发展历史 1。1 流式细胞仪得基本概念流式细胞仪（flｏw cｙtｏnleｔｒy,FＣM)就是对高速直线流动得细胞或生物微粒进行快速定量测定与分析得仪器，主要包括样品得液流技术、细胞得计数与分选技术,计算机对数据得采集与分析技术等。流式细胞仪以流式细胞术为理论基础，就是流体力学、激光技术、电子工程学、分子免疫学、细胞荧光化学与计算机等学科知识综合运用得结晶。流式细胞术就是一种自动分析与分选细胞或亚细胞得技术。其特点就是:测量速度快、被测群体大、可进行多参数测量,即对同一个细胞做有关物理、生物化学特性得多参数测量,且在统计学上有效。 １。2 流式细胞仪得发展简史最早得流式细胞仪雏形诞生于19３４年，Moｌｄavan提出使悬浮得单个血红细胞流过玻璃毛细管,在亮视野下用显微镜进行计数,并用光电记录装置测量得设想。1953年Crosｌand-Tayｌor根据牛顿流体在圆形管中流动规律设计了流动室。其后又经过Ｃｏulteｒ、Parｋer ＆ Hoｒst、Kａmentsky、Ｇohde、Fulｗyｌeｒ、Herｚｅｎberｇ等人得不断改进,设计了光电检测设备与细胞分选装置、完成了计算机与流式细胞仪得物理连接及多参数数据得记录与分析、开创了细胞得免疫荧光染色及检测技术、推广流式细胞仪在临床上得应用。近２0年来,随着流式细胞仪及其检测技术得日臻完善,人们越来越致力于样品制备、细胞标记、软件开发等方面得工作,以扩大FＣＭ得应用领域与使用效果。 宋平根得《流式细胞术得原理与应用》就是迄今为止对流式细胞仪及其技术阐述得最为详尽与透彻得中文著作.这本书非常详细地介绍了流式细胞术得历史、结构、原理、技术指标等,例举了其在医学与生物工程中得应用,非常适合从事此方面专业研究得人。由于这本书就是13年前出版得，所以基本上没有涉及植物流式细胞仪检测技术。此外对于只需要对流式细胞仪有些基本认识得人士来说,这本书太复杂太深奥。谢小梅主要介绍了流式细胞仪在生物工程中得应用。杨蕊概括了流式细胞仪得工作原理,简单提及了流式细胞仪得应用。本文在分析这三篇论著或文章得优缺点后，用比较通俗得语言介绍了掌握流式细胞仪检测技术必须了解得一些原理,并对目前市场上得主流型号进行了客观得性能概括。 2 流式细胞仪得工作原理与技术指标 2。1 流式细胞仪工作原理除电源外，流式细胞仪主要由四部分组成：流动室与液流系统:激光源与光学系统;光电管与检测系统;计算机与分析系统,其中流动室就是仪器得核心部件。这四大部件共同完成了信号得产生、转换与传输得任务. 流动室与液流系统
触摸屏种类及原理 随着多媒体信息查询的与日俱增，人们越来越多地谈到触摸屏，因为触摸屏不仅适用于中国多媒体信息查询的国情，而且触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。利用这种技术，我们用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术大大方便了那些不懂电脑操作的用户。 触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。触摸屏在我国的应用范围非常广阔，主要是公共信息的查询；如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的信息查询；此外应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。将来，触摸屏还要走入家庭。 随着使用电脑作为信息来源的与日俱增，触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点，使得系统设计师们越来越多的感到使用触摸屏的确具有具有相当大的优越性。触摸屏出现在中国市场上至今只有短短的几年时间，这个新的多媒体设备还没有为许多人接触和了解，包括一些正打算使用触摸屏的系统设计师，还都把触摸屏当作可有可无的设备，从发达国家触摸屏的普及历程和我国多媒体信息业正处在的阶段来看，这种观念还具有一定的普遍性。事实上，触摸屏是一个使多媒体信息或控制改头换面的设备，它赋予多媒体系统以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。发达国家的系统设计师们和我国率先使用触摸屏的系统设计师们已经清楚的知道，触摸屏对于各种应用领域的电脑已经不再是可有可无的东西，而是必不可少的设备。它极大的简化了计算机的使用，即使是对计算机一无所知的人，也照样能够信手拈来，使计算机展现出更大的魅力。解决了公共信息市场上计算机所无法解决的问题。 随着城市向信息化方向发展和电脑网络在国民生活中的渗透，信息查询都已用触摸屏实现--显示内容可触摸的形式出现。为了帮助大家对触摸屏有一个大概的了解，笔者就在这里提供一些有关触摸屏的相关知识，希望这些内容能对大家有所用处。 一、触摸屏的工作原理 为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。 二、触摸屏的主要类型
电阻应变片的结构及工作原理 电阻应变片的结构如图4-1-3所示，其中，敏感栅是应变片中把应变量转换成电阻变化量的 敏感部分，它是用金属丝或半导体材料制成的单丝 或栅状体。引线是从敏感栅引出电信号的丝状或带 状导线。 (1)粘结剂：是具有一定电绝缘性能的粘结 材料，用它将敏感栅固定在基底上。 (2)覆盖层：用来保护敏感栅而覆盖在上面的 绝缘层。 (3)基底：用以保护敏感栅，并固定引线的 几何形状和相对位置。 电阻应变片能将力学量转变为电学量是利用了金属导线的应变——电阻效应。我 们知道，金属导线的电阻R 与其长度L 成正比，与其截面积A 成反比，即 A L R ρ= (4-1-3) 式中ρ是导线的电阻率。 如果导线沿其轴线方向受力产生形变，则其电阻值也随之发生变化，这一物理现象被称为金属导线的应变——电阻效应。为了说明产生这一效应的原因，可将式（4-1-3）取对数后进行微分得 ρ ρd A dA L dL R dR +-= (4-1-4) 式中，L dL 为金属导线长度的相对变化，用轴向应变来表示，即L dL =ε；A dA 是截面积的相对变化。2r A π=（r 为金属导线的半径），，r dr A dA 2= r dr 是金属导线半径的相对变化，即径向应变 r 。导线轴向伸长的同时径向缩小，所以轴向应变与径向应变r 有下列关系： μεε-=r (4-1-5) 为金属材料的泊松比。 根据实验，金属材料电阻率相对变化与其体积的相对变化之间的关系为V dV C d =ρρ，C 为金属材料的一个常数，如铜丝C =1 。 由L A V ?= 我们可导出V dV 与、r 之间的关系。 1 2 3 4 5 图4-1-3 电阻应变片 1-敏感栅；2-引线；3-粘结剂； 4-覆盖层；5-基底
喷码机触摸屏的工作原理与应用 一、触摸屏的工作原理为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU 发来的命令并加以执行。二、触摸屏的主要类型从技术原理来区别触摸屏，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台。触摸屏红外屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；电容屏设计理论好，但其图象失真问题很难得到根本解决；电阻屏的定位准确，但其价格颇高，且怕刮易损。表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰抗暴，适于各种场合，缺憾是屏表面的水滴、尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，我们把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、红外线式、电容感应式以及表面声波式，下面笔者就对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍： 1、电阻式触摸屏电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层（OTI，氧化铟），上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层OTI，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指接触屏幕，两层OTI 导电层出现一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V 均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D 转换，并将得到的电压值与5V 相比，即可得触摸点的Y 轴坐标，同理得出X 轴的坐标，这就是电阻技术触摸屏共同的最基本原理。电阻屏根据引出线数多少，分为四线、五线等多线电阻触摸屏。五线电阻触摸屏的A面是导电玻璃而不是导电涂覆层，导电玻璃的工艺使其的寿命得到极大的提高，并且可以提高透光率。 电阻式触摸屏的OTI 涂层比较薄且容易脆断，涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度，OTI 外虽多加了一层薄塑料保护层，但依然容易被锐利物件所破坏；且由于经常被触动，表层OTI 使用一定时间后会出现细小裂纹，甚至变型，如其中一点的外层OTI 受破坏而断裂，便失去作为导电体的作用，触摸屏的寿命并不长久。但电阻式触摸屏不受尘埃、水、污物影响。这种触摸屏利用压力感应进行控制。它用两层高透明的导电层组成触摸屏，两层之间距离仅为2.5 微米。当手指按在触摸屏上时，该处两层导电层接触，电阻发生变化，在X 和Y 两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。这种触摸屏能在恶劣环境下工作，但手感和透光性较差，适合配带手套和不能用手直接触控的场合。电阻类触摸屏的关键在于材料科技，常用的透明导电涂层材料有：A、ITO，氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800 个（埃＝10-10 米）以下时会突然变得透明，透光率为80％，再薄下去透光率反而下降，到300 埃厚度时又上升到80％。ITO 是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料，实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO 涂层。B、镍金涂层，五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触摸屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。 2、电容式触摸屏电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触摸屏在
五线电阻式触摸屏工作原理 在讲述五线触摸屏工作原理之前先回顾一下四线电阻式触摸屏的工作原理，四线的结构图如图一所示，触摸屏的四边为两组平行的电极，分别在菲林和玻璃上面，当在Rx 两端加 图一：四线电阻式触摸屏工作原理 电压0V 时，触摸中间一点，那么这一点的电压相应为： 1012 Rx Vx V Rx Rx =+； 同理在Ry 两端加上0V 时，10 12y Ry V V Ry Ry =+ 这样就可以判断出触摸点的位置。五线的工作原理与四线的相同，也是通过判断触摸点的电压来判断触摸点的位置，在四线中由于电极的电阻很小（<1Ω），这时可以忽略电极的电阻，从理论上讲（ITO 面均匀，电极电阻为0），四线的线性度<<1％，由于菲林上ITO 的稳定性比玻璃的差，且其容易发生断裂，所以四线的线性型只能保证在1.5％的范围之内。五线电阻式触摸屏工作时，电压加在玻璃上的四个角（UL 、UR 、DL 、DR ），当UL 与UR 图二：五线电阻式触摸屏结构
同时为5v时，DL与DR同时为0v，这时要使测得的位置很准，就需要减小UL与UR之间电极的电阻，同时测X轴的位置时需要减小UL与DL之间电极的电阻，这样玻璃上的电极就类似与菲林上的电极，但由于电极电阻很小，于是丝印时会使其不均匀且会使得触摸屏工作时的电流过大。那么，可以适当的增加电极的电阻，通过模拟可以知道，当电极电阻增加后会出现图三所示的扭曲。 图三：电极电阻与线性度的关系 在设计五线电阻式触摸屏的电极时采用了如下的方案，如图四所示。 图四：五线电阻式触摸屏电极图 通过EWB软件模拟可以知道，当电极电阻的取值为发生变化时，触摸屏的线性度是不一样的，于是可以确定一个电阻值使图三中的a线的电压差<1.3%，这时b、c、d三条线的电压差也<1.3%。 在图四中主要采用了两种电极结构，如图五所示。
应变片的工作原理 将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。 即ΔR/R=K×ε 在这里R：应变片的原电阻值Ω ΔR:伸长或压缩所引起的电阻变化Ω K:比例常数(应变片常数） ε：应变 不同的金属材料有不同的比例常数K.铜铬合金的K值约为2.这样，应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化，所以产生的电阻变化也是极其微小的。例如我们来计算1000×10?6的应变产生的电阻的变化。应变片的电阻值一般来说是120 欧姆，即 ΔR/120=2×1000×10—6 ΔR=120×2×1000×10?6= 0.24Ω 电阻变化率为ΔR/R=0.24/120=0。002→0.2％ 要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有韦斯通电桥回路的专用应变测量仪。应变片本身的追随能力可以达到数百kHz，通过组合的测定装置可以对冲击现象进行测量。行驶中的车辆，飞行中的飞机等各部位的变动应力可以通过应变片和测定装置进行初步的测量。 测量电路：惠斯通电桥 惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化，应变片的电阻变化也可以用这个电路来测量。如图5 所示，惠斯通电桥由四个电阻组合而成。
图5 图6 如果R1 =R2 =R3 =R4 或R1×R2=R3×R4 则无论输入多大电压,输出电压e总为0，这种状态称为平衡状态。如果平衡被破坏，就会产生与电阻变化相对应的输出电压。如图6 所示，将这个电路中的R1 用应变片相连，有应变产生时，记应变片电阻的变化量为ΔR，则输出电压e的计算公式如下所示。 e=(1/4)*（ΔR/R）*E即e=(1/4)*K＊ε＊E 上式中除了ε 均为已知量，所以如果测出电桥的输出电压就可以计算出应变的大小。上例电路中只联入了一枚应变片，所以称为单一应变片法(1/4桥）。除此之外，还有双应变片半桥法及四应变片全桥法。 如图7 所示,在电桥中联入了四枚应变片（全桥）。四应变片法是桥路的四边全部联入应变片，在一般的应变测量中不经常使用，但常用于应变片式的变换器中。如图7 所示，当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1，R2+ΔR2，R3+ΔR3，R4+ΔR4 的变化时 若四枚应变片完全相同,比例常数为K，且应变分别为ε1,ε2，ε3,ε4。则上面的式子可写成下面的形式。 也就是说，应变测量时，邻臂上的应变相减,对臂上的应变相加。
表面声波式触摸屏原理--- 表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于别类触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。 工作原理以右下角的X-轴发射换能器为例： 发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。 当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。 发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。 接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。 ---表面声波触摸屏特点--- 表面声波触摸屏第一大特点就是抗暴，因为表面声波触摸屏的工作面是一层看不见、打不坏的声波能量，触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力（表面声波触摸屏可以发展到直接做在CRT表面从而没有任何“屏幕”），因此非常抗暴力使用，适合公共场所。 表面声波第二大特点就是清晰美观，因为结构少，只有一层普通玻璃，透光率和清晰度都比电容电阻触摸屏好得多。反应速度快，是所有触摸屏中反应速度最快的，使用时感觉很顺畅。 表面声波第四大特点是性能稳定，因为表面声波技术原理稳定，而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以表面声波触摸屏非常稳定，精度也非常高，目前表面声波技术触摸屏的精度通常是4096×4096×256级力度。 表面声波触摸屏的缺点是触摸屏表面的灰尘和水滴也阻挡表面声波的传递，虽然聪明的控制卡能分辨出来，但尘土积累到一定程度，信号也就衰减得非常厉害，此时表面声波触摸屏变得迟钝甚至不工作，因此，表面声波触摸屏一方面推出防尘型触摸屏，一方面建议别忘了每年定期清洁触摸屏。 表面声波触摸屏能聪明的知道什么是尘土和水滴，什么是手指，有多少在触摸。因为：我们的手指触摸在4096×4096×256级力度的精度下，每秒48次的触摸数据不可能是纹丝不变的，而尘土或水滴就一点都不变，控制器发现一个“触摸”出现后纹丝不变超过三秒钟即自动识别为干扰物。 表面声波触摸屏还具有第三轴Z轴，也就是压力轴响应，这是因为用户触摸屏幕的力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深。目在所有触摸屏中只有声波触摸屏具有能感知触摸压力这个性能，有了这个功能，每个触摸点就不仅仅是有触摸和无触摸的两个
四线电阻式触摸屏 工作原理： 四线电阻式触摸屏是电阻式家族中应用最广、最普及的一种。其结构由下线路（玻璃或薄膜 材料）导电ITO层和上线路（薄膜材料）导电ITO层组成。中间有细微绝缘点隔开，当触摸屏表面无压力时，上下线路成开路状态。一旦有压力施加到触摸屏上，上下线路导通，控制 器通过下线路导电ITO层在X坐标方向上施加驱动电压，通过上线路导电ITO层上的探针， 侦测X方向上的电压，由此推算出触点的X坐标。通过控制器改变施加电压的方向，同理可 测出触点的Y坐标，从而明确触点的位置。 规格参数： 电路等级：5V DC, 35mA 表面硬度：3H 透光率：薄膜对薄膜型＞77% 薄膜对玻璃型＞83% 敲击寿命：大于一百万次 笔划寿命：大于十万次 触点抖动时间:＜5ms 分辨率：4096*4096 线性＜1.5% （特殊需求可＜1.0%） 操作压力：10g?100g 操作温度：-10 o C?+60 o C 储存温度：-20 °C?+70 o C 玻璃厚度：0.7mm 1.1mm, 2.0mm, 3.0mm 玻璃种类：普通玻璃，化学强化玻璃 性能特点： 性能可靠，经济实用，应用广泛。 能够识别任何接触介质如手指（带手套或不带）、笔、信用卡等的输入信号。 引出线采用FPC（柔性线路板材料）比其它生产商使用的PET材料电阻值小，柔韧性好。线路绝缘点小，视觉效果佳，目前我们可做到最小的绝缘点是①0.035mm，远远领先 其它厂商。 触摸屏表面有亮面、雾面、防眩、消光、防牛顿环等多种材料和工艺供选择。 标准品尺寸：2.8"至21"各种规格（物理尺寸可到下载空间下载）
五线电阻触摸屏 工作原理： 五线触摸屏的结构与四线电阻式类似，也有下线路（玻璃或薄膜材料）导电ITO层和上线路 （薄膜材料）导电ITO层。五线触摸屏的工作原理与四线电阻式不同的是：五线式的X和Y 方向上的驱动电压均由下线路的ITO层产生，而上线路层仅仅扮演侦测电压探针的作用。即 便上线路薄膜层被刮伤或损坏，触摸屏也能正常工作，所以五线电阻式的使用寿命远比四线式的长。 规格参数： 电路等级：5V DC, 35mA 表面硬度：3H 透光率：薄膜对薄膜型＞77% 薄膜对玻璃型＞83% 敲击寿命：大于三千五百万次笔划寿命：大于五百万次触点抖动时间:＜5ms 分辨率：4096*4096 线性＜1.5% （特殊需求可＜1.0%） 操作压力：10g?100g 操作温度：-10 o C?+60 o C 储存温度：-20 °C?+70 o C 玻璃厚度：0.7mm, 1.1mm, 2.0mm, 3.0mm 玻璃种类：普通玻璃，化学强化玻璃性能特点： 性能稳定、经久耐用、触摸寿命可达三千五百万次。 能够识别任何接触介质如手指（带手套或不带）、笔、信用卡等的输入信号。 引出线采用FPC（柔性线路板材料）比其它生产商使用的PET材料电阻值小，柔韧性好。线路绝缘点小，视觉效果佳，目前我们可做到最小的绝缘点是①0.035mm，远远领先 其它厂商。 触摸屏表面有亮面、雾面、防眩、消光、防牛顿环等多种材料和工艺供选择。标准品尺寸：5.8"至21"各种规格（物理尺寸可到下载空间下载）。
电阻应变片 摘要：电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。本文详细介绍电阻应变片的分类，构造，工作原理及其应用。 关键词：金属电阻应变片半导体应变片 1.电阻应变片的分类及其工作原理 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。 2.金属电阻应变片 2.1金属电阻应变片的分类及其结构 金属电阻应变片分为丝式、箔式，薄膜式三种。金属丝电阻应变片的典型结构见图。它主要由粘合层1、3，基底2、盖片4，敏感栅5，引出线6构成。 图2.1-2 金属箔式应变片的敏感栅，则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。金属箔栅采用光刻技术制造，适用于大批量生产。由于金属箔式应变片具有线条均匀、尺寸准确、阻值一致性好、传递试件应变性能好等优点，因此，目前使用的多为金属箔式应变片，其结构见下图。
2.3金属电阻应变片工作原理简介 金属电阻应变片的工作原理是电阻应变效应，即金属丝在受到应力作用时，其电阻随着所发生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化。电阻应变效应的理论公式如下:
由上式可知，金属丝在承受应力而发生机械变形的过程中，ρ、L、S三者都要发生变化，从而必然会引起金属丝电阻值的变化。当受外力伸张时，长度增加，截面积减小，电阻值增加;当受压力缩短时，长度减小，截面积增大，电阻值减小。因此，只要能测出电阻值的变化， 便可金属丝的应变情况。这种转换关系为 式中: R---金属丝电阻值的变化量; Ko---金属材料的应变灵敏系数,它主要由试验方法确定,且在弹性极限内基本为 常数值; ε---金属材料的轴向应变值,即,因此又称ε为长度应变值,对金属丝而言, 其值勤 在0.24--0.4之间. 在实际应用中，将金属电阻应变片粘贴在传感器弹性元件或被测饥械零件的表面。当传感器中的弹性元件或被测机械零件受作用力产生应变时，粘贴在其上的应变片也随之发生相同的机械变形，引起应变片电阻发生相应的变化。这时，电阻应变片便将力学量转换为电阻的变化量输出。 2.4金属电阻应变片电桥电路图 金属电阻应变片应用于力学测量时，需要和电桥电路一起使用;由于应变片电桥电路的输出信号微弱，采用直流放大器又容易产生零点漂移现象，故多采用交流放大器对信号进行放大处理，所以应变片电桥电路一般都采用交流电供电，组成交流电桥。根据读数方法的不同，电桥又分为平衡电桥和不平衡电桥两种。平衡电桥仅适合测量静态参数，而不平衡电桥则适合测量动态参数。 由于直流电桥和交流电桥在工作原埋上相似，为了方便起见，下面仅就直流不平衡电桥进行介绍。
四大触摸屏技术工作原理及特点分析 为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。 触摸屏的主要类型 按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，我们把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点，要了解那种触摸屏适用于那种场合，关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。下面对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍一下： 1.电阻式触摸屏
电阻式触摸屏的工作原理 这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化，在X 和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X，Y)的位置，再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。电阻类触摸屏的关键在于材料科技，常用的透明导电涂层材料有：（1）ITO，氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃(埃=10-10米)以下时会突然变得透明，透光率为80%，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料，实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。 （2）镍金涂层，五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触摸屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。 1.1 四线电阻屏 四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压：一个竖直方向，一个水平方向。总共需四根电缆。特点：高解析度，高速传输反
将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。 即ΔR/R=K×ε 在这里R：应变片的原电阻值Ω ΔR：伸长或压缩所引起的电阻变化Ω K：比例常数(应变片常数) ε：应变 不同的金属材料有不同的比例常数K。铜铬合金的K值约为2。这样，应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化，所以产生的电阻变化也是极其微小的。例如我们来计算1000×10?6的应变产生的电阻的变化。应变片的电阻值一般来说是120 欧姆，即 ΔR/120=2×1000×10-6 ΔR=120×2×1000×10?6= 0.24Ω 电阻变化率为ΔR/R=0.24/120=0.002→0.2% 要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有韦斯通电桥回路的专用应变测量仪。应变片本身的追随能力可以达到数百kHz，通过组合的测定装置可以对冲击现象进行测量。行驶中的车辆，飞行中的飞机等各部位的变动应力可以通过应变片和测定装置进行初步的测量。 测量电路：惠斯通电桥 惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化，应变片的电阻变化也可以用这个电路来测量。如图5 所示，惠斯通电桥由四个电阻组合而成。 如果R1 =R2 =R3 =R4 或R1×R2=R3×R4
则无论输入多大电压，输出电压e总为0，这种状态称为平衡状态。如果平衡被破坏，就会产生与电阻变化相对应的输出电压。如图6 所示，将这个电路中的R1 用应变片相连，有应变产生时，记应变片电阻的变化量为ΔR，则输出电压e的计算公式如下所示。 e=(1/4)*(ΔR/R)*E即e=(1/4)*K*ε*E 上式中除了ε 均为已知量，所以如果测出电桥的输出电压就可以计算出应变的大小。上例电路中只联入了一枚应变片，所以称为单一应变片法（1/4桥）。除此之外，还有双应变片半桥法及四应变片全桥法。 如图7 所示，在电桥中联入了四枚应变片（全桥）。四应变片法是桥路的四边全部联入应变片，在一般的应变测量中不经常使用，但常用于应变片式的变换器中。如图7 所示，当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1，R2+ΔR2，R3+ΔR3，R4+ΔR4 的变化时 若四枚应变片完全相同，比例常数为K,且应变分别为ε1,ε2,ε3,ε4。则上面的式子可写成下面的形式。 也就是说，应变测量时，邻臂上的应变相减，对臂上的应变相加。 如图8所示，四边的电阻中只有R1用应变片相连时，所以输出电压可写成： e=(1/ 4)*(ΔR1/R1)*E即 e =(1/4)*K*ε*E 一般的应变测量大部分都使用单应变片法。 如图9所示，在电桥中联入了两枚应变片，共有两种联入方法，即半桥邻边法（a）和半桥对边法（b）。四条边中有两条边的电阻发生变化，根据上面的四应变片法的输出电压式可得， 联入方式如图9（a）所示时，
0 引言 随着信息技术的飞速发展，人们对电子产品智能化、便捷化、人性化要求也不断提高，触摸屏作为一种人性化的输入输出设备，在我国的应用范围非常广阔，是极富吸引力的多媒体交互没备。目前，触摸屏的需求动力主要来自于消费电子产品，如手机、PDA、便携导航设备等。随着触摸屏技术的不断发展，它在其他电子产品中的应用也会得到不断延伸。现在市面上已有的触摸屏控制器普遍价格比较高且性能相对比较固定，一些场合下无法满足用户的实际需求。本文基于上述考虑，根据电阻式触摸屏的工作原理，选用51系列单片机作为控制核心，设计一种实用且低成本的触摸屏控制系统。 1 触摸屏的工作原理 触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器件组成(如图1所示)；触摸检测部件用于检测用户触摸位置，接收后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息送给控制器，它同时能接收控制器发来的命令并加以执行。
触摸屏的主要3大种类是：电阻技术触摸屏、表面声波技术触摸屏、电容技术触摸屏。其中，电阻式触摸屏凭借低廉的价格以及对于手指及输入笔触摸的良好响应性，涵盖了100多家触摸屏元件制造商中的2／3，成为过去5年中销售量最高的触摸屏产品。在这里根据要设计应用的触摸屏控制器，重点介绍一下四线电阻式触摸屏。 电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指触
摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5 V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，这种接通状态被控制器侦测到后，进行A／D转换，并将得到的电压值与5 V相比即可得到触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是四线电阻式触摸屏基本原理，其原理如图2所示。 2 触摸屏控制系统硬件设计 根据四线电阻式触摸屏的工作原理可以看出，在硬件设计上的主要工作就在于将触摸点所在的X轴及Y轴坐标通过控制驱动模块加以精确识别。 2．1 总体结构设计 触摸屏控制器的设计关键在于对驱动模块的控制，本文采用AT89C2051作为驱动电路的控制核心，通过ADS7843模块接收触摸屏上得到的信号并控制驱动电