逐漸流行的容式傳感，低功耗非接觸傳感優(yōu)勢(shì)明顯

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）電容和電感作為絕大部分電路中的基礎(chǔ)元件，在電子電路中有著廣泛的應(yīng)用。為人熟知的是它們作為被動(dòng)元件的應(yīng)用，其實(shí)二者都可以用于傳感。

此前電感式傳感的應(yīng)用已經(jīng)有過(guò)詳細(xì)的介紹，其實(shí)電容式傳感也有著很多應(yīng)用而且特征突出，容式傳感是以電容作為傳感元件，將被測(cè)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容變化量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，在位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力等方面的測(cè)量應(yīng)用頗多。

逐漸流行的電容式傳感

現(xiàn)在很多傳感應(yīng)用里，容式傳感正在變得越來(lái)越流行，如接近檢測(cè)、手勢(shì)檢測(cè)、液位感應(yīng)、材料檢測(cè)等等。在很多傳統(tǒng)應(yīng)用光學(xué)原理的傳感里，容式傳感越來(lái)越受青睞。

究其原因，電容式感應(yīng)展現(xiàn)出了相較于其他檢測(cè)方法，它表現(xiàn)出了可以感應(yīng)多種不同種類材料的多樣性，可以進(jìn)行非接觸式感測(cè)的靈活性，不會(huì)磨損的可靠性。容式傳感，在合適的應(yīng)用中能在很小的尺寸下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的感應(yīng)，當(dāng)然，整個(gè)傳感PCB成本低也是受青睞的重要原因，而且功率也不會(huì)太高。

其原理即利用了電容的經(jīng)典特性電容耦合，最典型也最為人熟知的傳感器構(gòu)造由上下電極平行板（極板）、絕緣體（電介質(zhì)）和襯底構(gòu)成，當(dāng)薄膜受壓力作用時(shí)，薄膜會(huì)發(fā)生一定的變形，帶動(dòng)上下電極之間的距離發(fā)生一定的變化，從而使電容發(fā)生變化，根據(jù)電容的變化得出對(duì)被測(cè)物體的傳感。

有些應(yīng)用里電容傳感構(gòu)造則采用平行指，在人體感測(cè)里也會(huì)用到單板構(gòu)造的設(shè)計(jì)。具體的選擇需要綜合傳感器到目標(biāo)的距離、目標(biāo)的介電常數(shù)、所需的靈敏度三項(xiàng)指標(biāo)來(lái)考慮。

有一些觸控應(yīng)用里也會(huì)應(yīng)用到電容，電容傳感和電容觸控是有一些相同的地方的，甚至有些傳感應(yīng)用也可以用觸控用電容來(lái)做，但這并不是完全將二者畫(huà)等號(hào)。二者在通道數(shù)、分辨率、使用距離、靈敏度上都有著差異，各有優(yōu)勢(shì)也各有局限。

在電容技術(shù)、數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展下，容式傳感成為一種低功耗、低成本且能實(shí)現(xiàn)高分辨率非接觸感測(cè)的重要傳感手段，在汽車(chē)、工業(yè)、醫(yī)療等熱門(mén)領(lǐng)域鋪開(kāi)了不少應(yīng)用。

典型的容式傳感應(yīng)用體現(xiàn)了哪些優(yōu)勢(shì)？

汽車(chē)應(yīng)用里，高級(jí)自動(dòng)駕駛現(xiàn)在規(guī)定必須配置離手檢測(cè)。離手檢測(cè)現(xiàn)在最前沿最主流的研發(fā)方向就是電容感應(yīng)。圖像識(shí)別軟硬件工程量太大，而在電容式感測(cè)中，當(dāng)駕駛員手扶或離開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，電容會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化以此實(shí)現(xiàn)感應(yīng)。

如果傳感器足夠靈敏，容式傳感方案甚至還能準(zhǔn)確地識(shí)別出不同的抓握姿勢(shì)，對(duì)方向盤(pán)狀態(tài)做精準(zhǔn)的判斷。這是目前很多廠商都在做的一個(gè)方向，并且在不斷深入劃分每一個(gè)電容值對(duì)應(yīng)的姿勢(shì)的識(shí)別。

濕度傳感用電容技術(shù)來(lái)做也是現(xiàn)在很一個(gè)流行的方向，傳統(tǒng)可能更多的是用電阻來(lái)做，高分子濕敏是很精準(zhǔn)的方案，不過(guò)電容的優(yōu)勢(shì)也很明顯。

電容式濕度傳感線性化程度很高，比電阻式要高，做處理時(shí)不需要做很多變換，這也讓電容式傳感在低濕范圍里有更好的靈敏度。而且因?yàn)殡娙輼?gòu)造的原因，相對(duì)來(lái)說(shuō)它響應(yīng)速度會(huì)更快一些。此外，電容可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的測(cè)量，這是現(xiàn)在很看重的特性，雖然電阻式可以做到很高精度但是基本是接觸式的，這在應(yīng)用靈活性上就欠缺了。

小結(jié)

這些常見(jiàn)的電容式傳感在應(yīng)用里都有著很獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是在很多傳感應(yīng)用里都有不錯(cuò)的應(yīng)用前景。雖然容式傳感的劣勢(shì)讓其應(yīng)用范圍有著局限性，但是隨著材料、工藝和電子技術(shù)的發(fā)展，容式傳感在盡可能克服短板的同時(shí)將其非接觸測(cè)量的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步發(fā)揮了出來(lái)。