适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南

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1 适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南

“电感式触控系统设计指南”概述了适用于人机界面 (HMI) 按钮应用的典型传感器机械结构和传感器电气设计。“机械设计”一章讨论了影响按钮灵敏度的几个因素，包括金属选择、传感器几何形状、目标到线圈距离对灵敏度的影响以及机械隔离，还提供了两个用于电感式触控按钮的通用层堆叠选项。“传感器设计”一章重点介绍了柔性 PCB 传感器的电气要求和实现出色灵敏度的注意事项。

1 机械设计

实现有效的电感式触控解决方案需要适当的系统机械设计和匹配的传感器设计。机械设计应考虑材料属性、按钮几何形状以及传感器结构和安装方式。以下各节将分别讨论这些主题。

1.1 工作原理

要与电感式线圈传感器保持固定距离，可考虑扁平金属板，如#T4726003-1 所示。如果对金属板施加力，金属会略微变形。例如，对 15mm × 15mm × 1mm 的铝板施加 1N（大约为计算机鼠标的重量）的力时，会发生大概 0.2µm 的变形。这样的变形会使板的另一侧更靠近 LDC 传感器。在撤除作用力后，该按钮表面会恢复至原始形状。

当导电材料靠近电感器时，磁场会在导体表面感应出循环涡流。涡流是导体的距离、尺寸和成分的函数。如果导体向电感器偏转（如#T4726003-1 所示），将产生更多涡流。

图 1-1 金属偏转

涡流会产生自己的磁场，这与电感器产生的原始磁场相反。这种效应会降低系统的电感，从而增加传感器频率。当导电目标靠近传感器时，它们之间的电磁耦合会变得更强。因此，传感器频率的变化也更加显著。