我拿你当铲屎官，你却想把我做成开关？工具猫实锤了！

请注意上图中猫脚放置位置的小心机——肉垫下面刚好是台灯的触摸开关。这种开关是触摸传感器的一种，是通过轻触就可以实现开关的电子器件，用来代替我们过去常见的机械开关。现在很多家用电器的操纵界面都采用触摸开关的方式，为我们提供更直观简洁的用户界面。

触摸开关的工作原理与普通的机械开关其实很类似。由于触摸开关对触摸、压力等外界影响很敏感，所以当任何物理介质与开关表面发生接触时，传感器内部电路就会闭合，允许电流流过。相反地，如果释放触点，内部电路断开，也就没有电流流过了。

触摸开关工作原理。| 图源：fadly354.wordpress.com

根据触摸传感器的功能，可以大致将其分成两类——电容式触摸传感器和电阻式触摸传感器，分别用于不同的环境和用途。

1.电容式触摸传感器，可以测量压力、加速度、距离等参数，凭借长期可靠性高、安装位置灵活、利于界面优化以及制作成本非常低等优点，引无数英雄竞折腰，广泛用于移动电话、家用电器、汽车和许多其他工业领域。其原理是基于来自电容变化的电干扰来测量触摸。人体甚至附属物的存在都会影响附近的“裸露”（非屏蔽）电容器的电容，当手指触摸传感器表面时，会向开关传递少量的电荷，这些电荷干扰开关自身的电荷并引起电容发生变化。根据这种变化，开关就可以识别触摸发生的时间、地点等信息，并作出响应。

电容式触摸传感器的工作原理。| 图源：specs.buho.ch

电容器可以看成是由绝缘体隔开的两个导体（常称极板）制成，电容公式为：

式中ε是极板间介质（绝缘体）的介电常数，S是极板面积，d则为极板间距离。

根据公式我们可以知道，如果极板的面积更大，电容也更大；而两个极板之间的距离越大，则电容越小。将传感器电极连接到测量电路，用来测量总电容量的变化并将其转换为触发信号。我们常用灵敏度（ΔC/C）来表示电容的变化程度，当发生触摸动作时，系统总电容发生变化，将这个变化量记为触摸电容ΔC，当传感器本身的寄生电容C越小，而触摸电容ΔC越大时，触摸动作就越容易被检测到，也就是说，触摸传感器的灵敏度越高。

假如手指触摸时触摸电容ΔC为5 pF，寄生电容C为20 pF时，总电容变化率为25%。如果寄生电容C增大到了100 pF，则总电容的变化率仅为5%。| 图源：github.com

对于电容式触摸传感器而言，外部的导电材料无需施加压力，仅仅靠触碰就足以使其发生响应，所以这种传感器也存在误触的风险较高等缺点。

2. 电阻式触摸传感器与电容式触摸传感器不同，其感应不取决于电气特性，而是通过测量施加在表面上的压力来工作。所以电阻式触摸传感器可以容纳非导电材料，例如手写笔和手套包裹的手指，并需要施加一定的力量才能操作，常用于脚前旋监护仪、乐器、旧手机中的键盘以及电阻式触摸板等器件中。

电阻式触摸传感器的工作原理。| 图源：bp.blogspot.com

电阻式触摸开关需要两个电极与导电物体（例如手指）物理接触才能操作。当具有某种电阻率的物体（例如我们的手指）触摸表面的两个电极时，电极之间的电阻降低，形成闭合电路，从而使少量电流通过皮肤流到晶体管的基极。然后，晶体管将从截止状态变为饱和状态，将电压放大到某个有效值并使电流流过负载。图中的电阻Rp用于保护晶体管免受短路时大电流的影响，电阻Rb则保证在电路断开的情况下使基极保持在接地状态。

电阻式触摸传感器不兼容多点触摸，任何物体施加压力也会造成误触，由于支持手套等包裹物下的操作，目前多用于恶劣环境中。

上文中说道，这只猫右爪按到了台灯的触控开关上，猫的身体（除了毛的部分）是导电的，所以台灯的触摸开关+猫的身体就形成了一个新的系统，猫就相当于触控开关的延伸，当手触碰猫的鼻子或者其他的肉垫部分（也就是没毛的部分），改变了触摸开关的电容，台灯也就开了。

猫爪爪的肉垫没有毛哦~ | 图源：kknews.cc

我们的身体都是导体，而且能存储一定量的电荷。正是这些电荷影响了触控开关的行为，导致电容发生变化。所以，除了手之外，其他存储有电荷的物体，不管是水果、肥皂还是饮料，在靠近或接触开关时，也都会使开关打开或关闭。当猫爪上没有电荷时，猫爪的触碰也就不会影响台灯的开关，而是仅仅起到联通的作用，需要借助人的触碰来传导电荷。但若是猫带了电荷，那它们自己也会玩的很开心。

这时候就没你什么事儿了 | 图源：k.sina.cn

那么，现在就差最后一个问题，台灯我有，猫去哪儿领？