机械开关比较容易磨损,甚至磨坏产品外壳,导致缺口或裂口处侵入污染物。电容式传感器就不会发生损坏产品外壳的情况,也不会出现缺口粘连物,更不会出现磨损。因此,采用这种技术的开关器件是替代多种机械开关产品的理想选择。
电容式传感器由两片电路极板及相互之间的一定空间所构成。这些电路极板可以是电路板的一部分,上面直接覆盖绝缘层,当然,也可以使极板顺应各种曲面的弧度。
构建电容式开关的要素包括:电容器、电容测量电路系统、从电容值转换成感应状态的局部智能装置。
典型的电容式传感器电容值介于10~30pF之间。通常来说,手指经由Imm绝缘层接触到传感器所形成的耦合电容介于1~2pF的范围。越厚的绝缘层所产生的耦合电容愈低。若要传感手指的触碰,必须实现能够检测到1%以下电容变化的电容传感电路。
增量求和调制器是一种用于测量电容的高效、简单的电路,下图给出了典型的拓扑结构。相位开关使传感器电容向积分电容中注入电荷。该电压持续升高,直到大于参考电压为止。比较器转为高电压,使放电电阻器开始工作。在积分电压降至参考电压以下时,该电阻器停止工作。比较器提供所需的负反馈,使积分器电压与参考电压相匹配。