Qvar 是 STMicroelectronics 的一款靜電傳感器，可用于人體存在檢測和運(yùn)動檢測、觸摸檢測和用戶界面 (UI) 應(yīng)用程式。
有關(guān) Qvar 感應(yīng)，當(dāng)您走過塑料地板然后觸摸金屬門把手時，您會感到輕微的電擊。有時當(dāng)你脫下你的羊毛衫，你可能也經(jīng)歷微小的電火花。孩子們經(jīng)常在他們身上擦一個氣球衣服讓它粘住。我們可以從這些常見的現(xiàn)像中得出結(jié)論，靜電或電荷起源于來自兩個不同物體之間的摩擦。
事實上，兩個物體之間通過摩擦產(chǎn)生的任何密切的物理接觸都會產(chǎn)生靜電。有時兩個不同物體之間的緊密接觸，然后在沒有物理摩擦的情況下分離也可以使兩個物體都帶上靜電。所有材料都由原子組成，每個原子都有一個正電荷，周圍有許多電子。
什么時候兩種不同的材料以緊密的物理接觸（例如摩擦）結(jié)合在一起，其中一種材料可能會吸引電子比另一種多，所以一些電子會從一種材料被拉到另一種材料上。當(dāng)材料被分離時，其中之一它們獲得了更多的電子（帶負(fù)電），而另一個失去了一些（帶正電），具體取決于每種材料的工作功能。這種現(xiàn)象通常被稱為摩擦電或摩擦電效應(yīng)。
由于摩擦起電現(xiàn)象廣泛存在于我們的日常生活中，靜電傳感器可以用于檢測或感知各種人類活動、機(jī)械系統(tǒng)或工業(yè)過程。靜電傳感器與其他傳感器相比具有明顯的優(yōu)勢，包括成本效益和高靈敏度。
靜電傳感器是基于靜電感應(yīng)或通過電荷轉(zhuǎn)移的傳感原理
當(dāng)傳感器通過靜電感應(yīng)工作時，傳感原理可以用等效電容傳感器來解釋。這是因為充電物體可以建模為電容器的一個極板，而電極本身可以建模為另一個極板。這帶電物體相對于電極的運(yùn)動改變了兩塊板之間的距離電容的值。物體上的電荷量可能會隨時間而變化。
Qvar 代表電荷 (= Q) 變化 (= var)。它是一種能夠測量的電位感應(yīng)通道靜電電位發(fā)生變化，可實現(xiàn)以下應(yīng)用：
接觸和非接觸人體運(yùn)動檢測和人體運(yùn)動步態(tài)分析；
人體存在檢測；
用戶界面（UI）；
水檢測。
讓我們以人體運(yùn)動為例。當(dāng)一個人走路、邁步、跳躍，或者更一般地說，互動時在環(huán)境中，這些作用會產(chǎn)生靜電，并且電位 (U) 為在人體本身帶電。這種靜態(tài)電位變化在幾毫秒內(nèi)結(jié)束，因為人體電容耦合到地面通過空氣（Cx）或鞋底（Cs）和地板（CF）。我們在下圖中描繪了一個站立的男人和另一個走路的男人，并用術(shù)語標(biāo)記為下文介紹的電位和電荷。
站立 vs 步行
? UBML = 靜止的人體電位
? QBML = 靜止的人體電荷
?dUBS = 人體踏步電位
? dQBS = 人體踏步電荷
關(guān)注人體靜止的情況，我們可以考慮人體的電容耦合根據(jù)下圖表示的模型，它本身與環(huán)境。
人體模型
由于人為踏步導(dǎo)致的 UBS（人的變化量）隨時間的變化計算為：
x = 腳到地板的距離
S = 與腳接觸的實際地板表面
εa = 鞋底與地板之間隙的介電常數(shù)
有兩個重要的術(shù)語值得解釋。
第一項是 dS/dt。該術(shù)語表示由于唯一的電位變化運(yùn)動，其中 S 是腳接觸地面的實際表面。
第二項與 dx/dt 成比例。該項表示對電位變化到 x 變化，其中 x 表示地面和腳之間的距離。
一步是兩個相反方向的運(yùn)動的組合。增加一項對應(yīng)于另一個的減少。
下圖為身體有電極（無皮膚）連續(xù)行走的Qvar感應(yīng)信號接觸）。
室內(nèi)外行走時的Qvar信號
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