傳chuan統tong開kai關guan和he按an鈕niu不bu僅jin需xu要yao精jing確que的de定ding位wei操cao作zuo
，而er且qie容rong易yi弄nong髒zang。例li如ru，粘zhan稠chou的de液ye體ti或huo灰hui塵chen，在zai潮chao濕shi條tiao件jian下xia
，會hui堵du塞sai傳chuan統tong按an鈕niu細xi小xiao的de空kong隙xi，從cong而er縮suo短duan器qi件jian使shi用yong壽shou命ming或huo限xian製zhi其qi功gong能neng。在zai各ge個ge總zong成cheng之zhi間jian存cun在zai額e外wai壓ya差cha的de空kong調tiao環huan境jing下xia，這zhe個ge問wen題ti更geng為wei嚴yan重zhong。另ling一yi方fang麵mian
，壓ya力li反fan饋kui解jie決jue方fang案an不bu需xu要yao非fei常chang精jing確que的de工gong作zuo點dian
，也ye不bu需xu要yao任ren何he類lei型xing的de開kai口kou或huo間jian隙xi。

 

 

jianpandengkongzhishebeibuyidingnenggouzheyangshibie，huozhezhiyoudangshoujiejincaozuoshicainengshibie。zhezhongqingkuangxia
，caiyongyalifankuijiejuefangankeyijianshaowubao，xiaochubuquedingxing。ruguomeiyoudingyideyali，zebuhuichufarenhegongneng。yinci，chumoshebeizhishiqingjiehuochuchenshi

，buhuizaochenggongnengwuchufa。

 

隻有定義壓力或外力造成控製麵板最小程度變形才會執行所需的控製操作。

 

施加多大壓力或控製麵板產生多大程度變形

，取決於輸入設備或控製麵板使用的材料，以及係統定義的觸發點。

 

實施方法的選擇

 

壓力感測解決方案可使用壓力傳感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。

 

gezhongyingyongyaoqiujiejuefangansuoxukongjianjinkenengxiao，bingqiebixunenggougenjujixietiaojianerbianhua
，tebieshichuanganqidaomianbandejuli
，yijizheyiquyufanshexinhaodeqiangdu。

 

使用 LED 或紅外 LED 等(deng)光(guang)源(yuan)，以(yi)及(ji)簡(jian)單(dan)光(guang)電(dian)晶(jing)體(ti)管(guan)或(huo)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)等(deng)光(guang)接(jie)收(shou)器(qi)的(de)簡(jian)易(yi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)通(tong)常(chang)無(wu)法(fa)達(da)到(dao)應(ying)有(you)的(de)效(xiao)果(guo)，因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)公(gong)差(cha)太(tai)大(da)，分(fen)辨(bian)率(lv)低(di)。特(te)別(bie)是(shi)檢(jian)測(ce)的(de)最(zui)小(xiao)變(bian)形(xing)為(wei) 100µm，甚至 50µm 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麵臨的公差要求——這種方法會很快表現出其局限性。

 

 

采用數字接近傳感器

 

持續改進的小型 Vishay 數字接近傳感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傳感器。所有這些數字傳感器均基於反射工作原理
，以數字方式測量光量並顯示數字值 (計數)。Vishay 最新開發的汽車級 VCNL3030X01，包括接收器和內置紅外 LED，整個傳感器麵積僅為 4 x 2.36 mm2。這款器件經過進一步優化，不含環境光傳感器通常使用的濾光片，因為力反饋應用不需要濾光片。

 

這款傳感器不僅接收器靈敏度非常高，而且發射器信號極強，采用 Vishay 光電器件部研發的最新芯片技術。

 

同(tong)時(shi)，傳(chuan)感(gan)器(qi)寄(ji)存(cun)器(qi)具(ju)有(you)優(you)異(yi)的(de)可(ke)變(bian)設(she)置(zhi)選(xuan)項(xiang)，可(ke)針(zhen)對(dui)所(suo)有(you)可(ke)能(neng)的(de)機(ji)械(xie)條(tiao)件(jian)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)。這(zhe)是(shi)發(fa)射(she)器(qi)光(guang)束(shu)強(qiang)，接(jie)收(shou)器(qi)分(fen)辨(bian)率(lv)高(gao)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。

 

這種情況下，傳感器發射器電流可以最低 2mA 精細調整，發射器脈衝寬度寬，接收器模/數轉換器分辨率高達 16 位。

 

反射式傳感器典型距離曲線如下圖所示。

 

所示峰值大約為 1mm 至 3mm，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(wei)實(shi)現(xian)可(ke)能(neng)的(de)最(zui)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)並(bing)獲(huo)得(de)可(ke)靠(kao)結(jie)果(guo)，檢(jian)測(ce)範(fan)圍(wei)應(ying)選(xuan)擇(ze)接(jie)近(jin)峰(feng)值(zhi)處(chu)，留(liu)一(yi)定(ding)機(ji)械(xie)累(lei)積(ji)公(gong)差(cha)。本(ben)例(li)中(zhong)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)檢(jian)測(ce)輸(shu)入(ru)麵(mian)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)約(yue)為(wei) 3mm 至 5mm。

 

VCNL3030X = 1 時，傳感器與高反射物體之間的距離約為 3mm 至 4mm，可實現 50µm 分辨率。這樣，每 50um 步進量程至少可以提供 200 到 400 個數字計數作為輸出值。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。

 

 

這款傳感器可用於各種高可靠性應用
，包括汽車電子控製麵板、家居自動化
、嚴(yan)苛(ke)環(huan)境(jing)
，以(yi)及(ji)增(zeng)加(jia)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)的(de)密(mi)閉(bi)空(kong)間(jian)。傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)安(an)裝(zhuang)在(zai)緊(jin)湊(cou)結(jie)構(gou)中(zhong)，並(bing)獨(du)立(li)於(yu)控(kong)製(zhi)麵(mian)板(ban)材(cai)料(liao)，因(yin)此(ci)也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)惡(e)劣(lie)環(huan)境(jing)，如(ru)噴(pen)水(shui)環(huan)境(jing)。

 

作者：Reinhard Schaar

 

Reinhard Schaar 現任 Vishay 光電傳感器部門應用工程經理。此前
，他曾先後在 Micronas 和 Freiburg 任職。

 

 

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