無論我們是在使用智能手機、在 ATM 上進行銀行業務、在汽車中獲取 GPS 方向，還是在玩電子游戲，我們在日常生活中都會定期與觸摸屏進行交互。迄今為止，人機界面僅限于“讀取”我們指尖的動作以采取相應的行動。在這些情況下，電容式觸摸屏就足夠了。但是，如果機器能夠感知第三維，或者不僅能夠感知我們觸摸的位置，而且能夠感知我們觸摸的力度如何？這不僅提供了觸摸的魯棒性，還提供了與機器交互的其他創新方式。要創建這種類型的交互，您需要提供力感應的底層技術，也稱為 3D 感應。

通過將輸入機械力轉換為可通過精密測量設備測量的電阻變化，力傳感提供了更高水平的觸摸靈敏度。Mordor Intelligence 估計，到 2020 年底，全球力傳感器市場將從 2014 年的 18.4 億美元增長到 24.7 億美元。傳感器在自動化和測量應用中變得越來越重要。此外，據 Mordor Intelligence 稱，先進電子控制系統的發展以及更好的傳感器精度、響應時間、可靠性和小型化正在推動各種應用領域對傳感器的需求不斷增加。

ADC 提供觸摸靈敏度

為了將力感應集成到具有人機界面的設備中，Maxim 提供了工業智能力傳感器的參考設計。MAXREFDES82# 參考設計本質上用作稱重秤和帶有力感應的觸摸界面。它在透明塑料板上有四個稱重傳感器，可測量施加到每個單獨稱重傳感器以及板本身的力。

Maxim 高級技術人員 Mulong Gao 解釋說，一旦打開智能力參考設計（圖 1），傳感器就會自動校準，然后準備測量力位置和力大小。高先生開發的這個參考設計獲得了 2016 年 ACE 獎，并被EDN 評為 2016 年年度熱門 100 產品。使用該設計，您可以快速創建設計原型并評估參考設計的底層 IC，Maxim 的 MAX11254。

該參考設計支持強制觸摸功能的驅動引擎是 Maxim 的 MAX11254 模數轉換器 （ADC）。MAX11254是一款24位、6通道、64ksps delta-sigma ADC，帶有SPI接口。憑借其六個通道，該 IC 可提供高水平的位置精度以及低噪聲放大，從而使其對觸摸敏感。參考設計中的橋接器（用作每個角落的稱重傳感器）消耗電路板上的最多功率。Maxim 核心產品部高級業務經理 Sohail Mirza 解釋說，該 ADC 的一大特點是集成定序器，它允許您在測量之前激活和停用電橋，這有助于降低功耗。MAX11254 采用 TQFN 封裝，適用于工業應用和小型便攜式設計，WLP 包。圖 2 顯示了智能力傳感器參考設計的框圖。

圖 1. 智能力傳感器參考設計框圖。

一種更快的方式來制作各種工業和消費類應用程序的原型

擁有這樣的參考設計可以節省用于構建設計原型的時間、精力和成本。使用MAXREFDES82#，您可以快速評估底層 IC 的功能和性能。經過典型應用案例的驗證和測試，參考設計可針對特定應用開發進行定制。稱重、工業控制、自動化、智能手機/平板電腦，甚至游戲控制器應用都是一些例子。

智能力傳感器技術還提供比電容傳感技術更高的耐用性。電容傳感技術涉及嵌入電容傳感線的薄玻璃層。顯然，玻璃很容易破裂，此外，例如，當用戶戴著手套時，這種表面反應不佳。另一方面，智能力傳感器技術可用于惡劣的工業環境并響應用戶戴手套的手指。

審核編輯：郭婷