解密醫(yī)療設(shè)備中的電容檢測技術(shù)
容性檢測技術(shù)在傳統(tǒng)的人機(jī)界面應(yīng)用中繼續(xù)受到青睞,例如筆記本電腦觸控板、MP3播放器、觸摸屏顯示器和近程檢測器等。除了利用容性傳感器取代機(jī)械按鈕外,用一點(diǎn)點(diǎn)想象力,再加上人機(jī)界面設(shè)計(jì)的基本原理,將會使很多其它應(yīng)用也能利用這一技術(shù)。圖1所示為一些應(yīng)用概念示例,這些概念可以通過采用人體接觸檢測得到完善。
圖1.使用容性傳感器電極的器件
對于圖1中所示的器件,若能在啟動器件或進(jìn)行測量之前先了解器件與皮膚之間的接觸質(zhì)量等相關(guān)信息,往往較為有利。這些器件包括需要緊靠皮膚的醫(yī)用探針、生物電位電極傳感器或者用于固定導(dǎo)管用管的外殼。為確定接觸條件,可以在注塑生產(chǎn)過程中將圖中綠色的幾個(gè)容性傳感器電極直接嵌入器件的塑料外殼。主機(jī)微控制器讀取容性傳感器控制器IC上的一些狀態(tài)寄存器,這些寄存器表示容性傳感器離皮膚有多近。隨后,主機(jī)微控制器上運(yùn)行的基本檢測算法處理狀態(tài)寄存器信息,以確定各傳感器電極與皮膚的接觸是否適當(dāng)。
在傳統(tǒng)的容性檢測人機(jī)界面應(yīng)用中,人們一般通過手指觸碰開始接觸傳感器電極。圖1中的示例則以非傳統(tǒng)方式使用容性傳感器,用戶在人體上放置了一個(gè)含有容性檢測電極的器件。開發(fā)這類應(yīng)用很簡單,但為了構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定可靠的系統(tǒng),還是應(yīng)當(dāng)遵守一些關(guān)鍵準(zhǔn)則
電容數(shù)字控制器。開發(fā)高性能接觸檢測應(yīng)用,首先要選擇一個(gè)合適的電容數(shù)字控制器(CDC)。對于圖1所示的應(yīng)用,器件表面與皮膚的接觸是直接通過能量的細(xì)微變化測量的,這種能量變化分布在容性傳感器電極陣列中,當(dāng)器件與皮膚發(fā)生接觸時(shí)就會產(chǎn)生。這種測量的精度取決于CDC模擬前端的靈敏度和傳感器電極的數(shù)量。采用傳統(tǒng)PCB工藝制造的容性傳感器精度通常在50 fF至20 pF范圍內(nèi),因此使用16位CDC的高精度測量技術(shù)是比較理想的。
在選擇CDC時(shí),首先要明確一些關(guān)鍵特性,例如帶16位ADC的高分辨率模擬前端、可編程傳感器靈敏度設(shè)置、可編程傳感器失調(diào)控制、片內(nèi)環(huán)境校準(zhǔn)、支持理想數(shù)量傳感器電極的充足容性輸入通道,以及無需使用外部RC器件進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)的集成設(shè)計(jì)。這些特性均支持可靠而靈活的應(yīng)用,帶來最佳用戶體驗(yàn)。例如,可編程靈敏度可使界面設(shè)計(jì)人員針對具體應(yīng)用預(yù)設(shè)最佳的傳感器靈敏度,而非采用可能導(dǎo)致較差靈敏度的固定解決方案。可編程失調(diào)控制對界面設(shè)計(jì)人員是另一個(gè)重要特性,因?yàn)槊恳粋(gè)生產(chǎn)批次的傳感器板的失調(diào)值可能都會略有不同?焖兕A(yù)表征允許在將新傳感器板投入量產(chǎn)之前更改主機(jī)固件設(shè)置。對于環(huán)境溫度或濕度預(yù)計(jì)會發(fā)生變化的應(yīng)用,片內(nèi)環(huán)境校準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)更可靠的解決方案。請注意,電極傳感器是使用標(biāo)準(zhǔn)PCB銅跡線構(gòu)建的;基板的屬性會隨溫度和濕度的變化而改變,因此將會改變傳感器輸出的基線電平。如果CDC支持片內(nèi)校準(zhǔn),這種基線漂移就可以在產(chǎn)品使用中得到動態(tài)補(bǔ)償。
小電極需要高靈敏度。測量的目標(biāo)是確定設(shè)備與皮膚的緊靠程度;皮膚與設(shè)備的接觸質(zhì)量越好,設(shè)備的讀取就越準(zhǔn)確。測量的準(zhǔn)確度取決于分布在器件接觸面區(qū)域的電極傳感器的數(shù)量(電極越多,分辨率越高)和大小。對于圖1所示的應(yīng)用,器件的表面區(qū)域一般很小,需要設(shè)計(jì)人員在開發(fā)應(yīng)用時(shí)采用小型傳感器電極。
請輸入評論內(nèi)容...
請輸入評論/評論長度6~500個(gè)字
圖片新聞
最新活動更多
-
11月19日立即報(bào)名>> 【線下論壇】華邦電子與恩智浦聯(lián)合技術(shù)論壇
-
11月25日立即預(yù)約>> 【上海線下】設(shè)計(jì),易如反掌—Creo 11發(fā)布巡展
-
即日-12.26火熱報(bào)名中>> OFweek2024中國智造CIO在線峰會
-
精彩回顧立即查看>> 2024(第五屆)全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大會暨展覽會
-
精彩回顧立即查看>> 全數(shù)會2024中國人形機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展大會
-
精彩回顧立即查看>> OFweek 2024中國激光產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展峰會
- 1 南京殺出超級IPO:年入27億,華東第一
- 2 3 從巨額回購 看石藥集團(tuán)的“三張”價(jià)值底牌
- 4 我國發(fā)現(xiàn)能強(qiáng)效抑制艾滋病病毒的納米抗體!
- 5 星形膠質(zhì)細(xì)胞為阿爾茨海默病治療帶來可能
- 6 決戰(zhàn)大模型,百度健康背水一戰(zhàn)
- 7 聯(lián)影醫(yī)療:貢獻(xiàn)超億元收入上演控制權(quán)迷局
- 8 2024年8月全球醫(yī)療器械創(chuàng)新成果進(jìn)展報(bào)告
- 9 從神州細(xì)胞崛起,看藥企的第一性原理
- 10 2024年中國醫(yī)療設(shè)備行業(yè)研究報(bào)告
- 高級軟件工程師 廣東省/深圳市
- 自動化高級工程師 廣東省/深圳市
- 光器件研發(fā)工程師 福建省/福州市
- 銷售總監(jiān)(光器件) 北京市/海淀區(qū)
- 激光器高級銷售經(jīng)理 上海市/虹口區(qū)
- 光器件物理工程師 北京市/海淀區(qū)
- 激光研發(fā)工程師 北京市/昌平區(qū)
- 技術(shù)專家 廣東省/江門市
- 封裝工程師 北京市/海淀區(qū)
- 結(jié)構(gòu)工程師 廣東省/深圳市