傳感器和儀表元器件是儀器儀表與自動(dòng)化系統(tǒng)最基礎(chǔ)元器件之一。傳感器和儀表元器件具有服務(wù)面廣、品種繁多、需求量大等特點(diǎn),其技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量的提高,將為我國(guó)制造業(yè)信息化奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)狀與問(wèn)題我國(guó)傳感器和儀器儀表的技術(shù)和產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)發(fā)展,有了較大的提高。全國(guó)已經(jīng)有1600多家企事業(yè)單位從事傳感器和儀表元器件的研制、開發(fā)、生產(chǎn)。但與國(guó)外相比,我國(guó)傳感器和儀表元器件的產(chǎn)品品種和質(zhì)量水平,尚不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,總體水平還處于國(guó)外上世紀(jì)90年代初期的水平。存在的主要問(wèn)題有：

（1）科技創(chuàng)新差,核心制造技術(shù)嚴(yán)重滯后于國(guó)外,擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少,品種不全,產(chǎn)品技術(shù)水平與國(guó)外相差15年左右。

（2）投資強(qiáng)度偏低,科研設(shè)備和生產(chǎn)工藝裝備落后,成果水平低,產(chǎn)品質(zhì)量差。

（3）科技與生產(chǎn)脫節(jié),影響科研成果的轉(zhuǎn)化,綜合實(shí)力較低,產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足。

戰(zhàn)略目標(biāo)到2020年,傳感器及儀表元件領(lǐng)域應(yīng)爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)三大戰(zhàn)略目標(biāo)：

——以工業(yè)控制、汽車、通訊、環(huán)保為重點(diǎn)服務(wù)領(lǐng)域,以傳感器、彈性元件、光學(xué)元件、專用電路為重點(diǎn)對(duì)象,發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)和產(chǎn)品；

——以MEMS工藝為基礎(chǔ),以集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)為依托,加強(qiáng)制造工藝和新型傳感器和儀表元器件的開發(fā),使主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到和接近國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平；——以增加品種、提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo),加速產(chǎn)業(yè)化,使國(guó)產(chǎn)傳感器和儀表元器件的品種占有率達(dá)到70%~80%,產(chǎn)品達(dá)60%以上。

1、紅外線式觸摸屏

紅外線觸摸屏原理很簡(jiǎn)單，只是在顯示器上加上光點(diǎn)距架框，無(wú)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(guò)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)位置。紅外觸摸屏不受電流、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、不需要卡或其它任何控制器，可以用在各檔次的計(jì)算機(jī)上。不過(guò)，由于只是在普通屏幕增加了框架，在使用過(guò)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。

2、電容式觸摸屏

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)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。

3、電阻技術(shù)觸摸屏

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)小(小于千分之一英寸)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開絕緣。當(dāng)手指接觸屏幕，兩層OTI導(dǎo)電層出現(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)，這就是電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，分為四線、五線等多線電阻觸摸屏。五線電阻觸摸屏的A面是導(dǎo)電玻璃而不是導(dǎo)電涂覆層，導(dǎo)電玻璃的工藝使其的壽命得到極大的提高，并且可以提高透光率。

4、表面聲波觸摸屏

表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在CRT、LED、LCD或是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)是沒(méi)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°角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(guò)觸摸屏電纜送來(lái)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(guò)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(méi)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軸同樣的過(guò)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)境因素影響，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長(zhǎng)（5000萬(wàn)次無(wú)故障）；透光率高（92%），能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量；沒(méi)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)確度也受一定的影響。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。