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當(dāng)大型的電氣控制系統(tǒng)需要數(shù)十?dāng)?shù)百個(gè)操作按鈕，需要隨時(shí)顯示機(jī)器運(yùn)行中的大量數(shù)據(jù)，需要用圖畫的形式顯示設(shè)備各關(guān)鍵部位的工作狀態(tài)，并需在面積只有普通電視機(jī)屏幕大小的區(qū)域完成操作及顯示時(shí)，就只有使用目前最先進(jìn)的圖示化顯示操作技術(shù)了。在plc領(lǐng)域中，這項(xiàng)技術(shù)的代表產(chǎn)品是觸摸屏。

觸摸屏(TouchPanelMonitor)是一種交互式圖形化人機(jī)界面設(shè)備，它可以設(shè)計(jì)及儲(chǔ)存數(shù)十至數(shù)百幅黑白或彩色的畫面。可以直接在面板上用手指點(diǎn)擊換頁(yè)或輸入操作命令，還可以連接打印機(jī)打印報(bào)表，是一種理想的操作面板設(shè)備。

由于觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等優(yōu)點(diǎn)，只要用手指輕輕地觸摸計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)。作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。觸摸屏在我國(guó)的應(yīng)用范圍非常廣泛，主要應(yīng)用于公共信息的查詢，如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢及城市街頭的信息查詢；此外還應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。將來，觸摸屏還會(huì)走入家庭。

紅外線式觸摸屏原理很簡(jiǎn)單，只是在顯示器上加上光點(diǎn)距架框，無需在屏幕表面加上涂層或接駁控制器。光點(diǎn)距架框的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管，在屏幕表面形成一個(gè)紅外線網(wǎng)。用戶以手指觸摸屏幕某一點(diǎn)，便會(huì)擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，計(jì)算機(jī)便可即時(shí)算出觸摸點(diǎn)的位置。紅外線式觸摸屏不受電流、電壓和靜電干擾，適宜某些惡劣的環(huán)境條件。其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、安裝方便、不需要卡或其它控制器，可以用在各檔次的計(jì)算機(jī)上。不過，由于它只是在普通屏幕上增加了架框，因此在使用過程中架框四周的紅外線發(fā)射管及接收管很容易損壞，且分辨率較低。

電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能很好地保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。

電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。用戶觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場(chǎng)，手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確地算出觸摸點(diǎn)的位置。電容式觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器，而且能有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成的影響，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確地算出觸摸點(diǎn)的位置。

電阻式觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(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(OTI，氧化銦)，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OTI，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)?。ㄐ∮谇Х种挥⒋纾┑耐该鞲綦x點(diǎn)把它們隔開絕緣。當(dāng)手指接觸屏幕時(shí)，兩層OTI導(dǎo)電層上出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn)，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場(chǎng)，使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測(cè)到這個(gè)接通后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V相比，即可得觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)。這就是電阻式觸摸屏的基本工作原理。電阻式觸摸屏根據(jù)引出線數(shù)的多少；分為四線、五線等多線電阻式觸摸屏。五線電阻式觸摸屏的A面是導(dǎo)電玻璃而不是導(dǎo)電涂覆層，導(dǎo)電玻璃的工藝使其壽命得到極大的提高，并且可以提高透光率。

電阻式觸摸屏的OTI涂層比較薄且容易脆斷，涂得太厚又會(huì)降低透光且形成內(nèi)反射而降低清晰度。OTI外雖多加了一層薄塑料保護(hù)層，但依然容易被銳利物件所破壞；且由于經(jīng)常被觸動(dòng)，表層OTI使用一定時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的裂紋，甚至變形，如其中一點(diǎn)的外層OTI受破壞而斷裂，便會(huì)失去作為導(dǎo)電體的作用，觸摸屏的壽命并不長(zhǎng)久。但電阻式觸摸屏不受塵埃、水、污物等的影響。

表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或柱面的玻璃平板，安裝在CRT、LED、LCD或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)別于其它觸摸屏技術(shù)的是它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(gè)相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個(gè)周邊則刻有45°由疏到密間隔非常精密的反射條紋。

發(fā)射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號(hào)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?hào)。發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)波形在沒有觸摸的時(shí)候，接收信號(hào)的波形與參照波形完全一樣。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(shí)，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(shí)刻位置上波形有一個(gè)衰減缺口。接收波形對(duì)應(yīng)手指擋住部位信號(hào)衰減了一個(gè)缺口，計(jì)算缺口位置即得觸摸坐標(biāo)，控制器分析到接收信號(hào)的衰減并由缺口的位置判定X坐標(biāo)。之后Y軸以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。三軸一旦確定，控制器就把它們傳給主機(jī)。

表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長(zhǎng)(5000萬次無故障)；透光率高(92%)，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量；沒有漂移，最適合公共場(chǎng)所使用。但表面感應(yīng)系統(tǒng)的感應(yīng)轉(zhuǎn)換器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作下，會(huì)因聲能所產(chǎn)生的壓力而受到損壞。一般羊毛或皮革手套都會(huì)接收部分聲波，對(duì)感應(yīng)的準(zhǔn)確度產(chǎn)生一定的影響。屏幕表面或接觸屏幕的手指如沾有水漬、油漬、污物或塵埃，也會(huì)影響其性能，甚至令系統(tǒng)停止運(yùn)作。