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西門子觸摸屏HMI 西門子觸摸屏HMI

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!

西門子觸摸屏

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觸摸屏原理

 1

、電阻觸摸屏

 電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基

層，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層，上面

再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也

涂有一層透明導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有很多細(xì)小

(

小于千分之一英寸

)

的透明隔離點(diǎn)把它們隔開盡緣。

當(dāng)手指觸摸屏幕時，平常相互盡緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點(diǎn)位置有了一個接觸，因其中一面導(dǎo)電層接通

Y

軸方向的

5V

均勻電壓場，使得偵測

 層的電壓由零變?yōu)榉橇?，這種接通狀態(tài)被控制器偵測到后，進(jìn)行

A/D

轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與

5V

相比即可得到觸摸點(diǎn)的

Y

軸坐標(biāo)，同理得出

X

軸的坐標(biāo)，這就是所有電阻

技術(shù)觸摸屏共同的zui基本原理。

電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技。

電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，

分為四線、

五線、

六線等多線電阻觸摸屏。

電阻式觸摸屏在強(qiáng)化玻璃表面分別涂上兩層

OTI

透明氧化金屬導(dǎo)電層，

zui外面的一層

OTI

涂層作為導(dǎo)

電體，第二層

OTI

則

 經(jīng)過精密的網(wǎng)絡(luò)附上橫豎兩個方向的

+5V

至

0V

的電壓場，兩層

OTI

之間以細(xì)小的透

明隔離點(diǎn)隔開。當(dāng)手指接觸屏幕時，兩層

OTI

導(dǎo)電層就會出現(xiàn)一

 個接觸點(diǎn)，電腦同時檢測電壓及電流，

計算出觸摸的位置，反應(yīng)速度為

5-15ms

。

五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，

外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，

使用延展

性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，

但是工藝本錢較為高昂。

鎳金導(dǎo)電層固然延展性好，

但是只能

作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作

作電壓分布層，只能作為探層。

電阻觸摸屏是一種對外界*隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物體來觸摸

,

可以用

來寫字畫畫，比較適合產(chǎn)業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的使用。

2

、表面聲波屏

表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在

CRT

、

LED

、

LCD

或是等離子顯示器屏幕的前面。

這塊玻璃平板只是一塊純粹的強(qiáng)化玻璃，

區(qū)別于別類觸摸屏技術(shù)是沒有任

何貼膜和覆蓋層。

玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，

右上角則固定

了兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有

45°

角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。

工作原理以右下角的

X-

軸發(fā)射換能器為例：

發(fā)射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉(zhuǎn)化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f，

然后由玻璃板下

邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面?zhèn)鬟f，

聲波能量經(jīng)過屏體表面，

再由上邊的反射條

紋聚成向右的線傳播給

X-

軸的接收換能器，接收換能器將返回的表面聲波能量變?yōu)殡娦盘枴?/p>

當(dāng)發(fā)射換能器發(fā)射一個窄脈沖后，

聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達(dá)接收換能器，

走zui右邊的zui早到達(dá)，

走

zui左邊的zui晚到達(dá)，

早到達(dá)的和晚到達(dá)的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號，

不丟臉出，

接收信號

集合了所有在

X

軸方向歷經(jīng)是非不同路徑回回的聲波能量，

它們在

Y

軸走過的路程是相同的，

但在

X

軸上，

zui遠(yuǎn)的比zui近的多走了兩倍

X

軸zui大間隔。

因此這個波形信號的時間軸反映各原始波形疊加前的位置，

也

就是

X

軸坐標(biāo)。

發(fā)射信號與接收信號波形在沒有觸摸的時候，

接收信號的波形與參照波形*一樣。

當(dāng)手指或其它能

夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時，

X

軸途經(jīng)手指部位向上走的聲波能量被部分吸收，反應(yīng)在接收

波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口。

接收波形對應(yīng)手指擋住部位信號衰減了一個缺口，

計算缺口位置即得觸摸坐標(biāo)控制器分析到接收信號

的衰減并由缺口的位置判定

X

坐標(biāo)。

之后

Y

軸同樣的過程判定出觸摸點(diǎn)的

Y

坐標(biāo)。

除了一般觸摸屏都能響

應(yīng)的

X

、

Y

坐標(biāo)外，表面聲波觸摸屏還響應(yīng)第三軸

Z

軸坐標(biāo)，也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。其原理

是由接收信號衰減處的衰減量計算得到。三軸一旦確定，控制器就把它們傳給主機(jī)。

表面聲波觸摸屏一個特點(diǎn)是抗暴，由于表面聲波觸摸屏的工作面是一層看不見、打不壞的聲波能量，

觸摸屏的基層玻璃沒有任何夾層和結(jié)構(gòu)應(yīng)力

(

表面聲波觸摸屏可以發(fā)展到直接做在

CRT

表面從而沒有任何

"

屏幕

")

，因此非?？贡┝κ褂?，適合公共場所。

表面聲波第二個特點(diǎn)反應(yīng)速度快，是所有觸摸屏中反應(yīng)速度zui快的，使用時感覺很順暢。

表面聲波第三個特點(diǎn)是性能穩(wěn)定，

由于表面聲波技術(shù)原理穩(wěn)定，

而表面聲波觸摸屏的控制器靠丈量衰

減時刻在時間軸上的位置來計算觸摸位置，

所以表面聲波觸摸屏非常穩(wěn)定，

精度也非常高，

目前表面聲波

技術(shù)觸摸屏的精度通常是

4096×4096×256

級力度。

表面聲波觸摸屏的第四個特點(diǎn)是控制卡能知道什么是塵土和水滴，

什么是手指，

有多少在觸摸。

由于：

我們的手指觸摸在

4096×4096×256

級力度的精度下，每秒

48

次的觸摸數(shù)據(jù)不可能是紋絲不變的，而塵土