四线电阻式触摸屏线性度测试的研究
四线电阻式触摸屏检验标准
文件修订纪录一,目的:1.1,制定10.1英寸~15.6英寸四线电阻式触摸屏检验标准.1.2,规范化四线电阻式触摸屏的检验程序.二,适用范围：2.1,适用于四线电阻式触摸屏原材料验收标准.2.2,适用于四线电阻式触摸屏生产线QC检测验收标准.2.3,适用于四线电阻式触摸屏QA成品出货验收标准三,定义：3.1,缺陷定义3.1.1,致命缺陷（Critical）: 是指样品对人身安全会造成伤害威胁或者存在的安全隐患和触犯当地或者国家法律法规的不良事项，简记为C3.1.2,严重缺陷（Major）：是指被测样品失去功能或者功能未符合产品特性的或外观边缘严重影响视觉导致客户降低购买欲望的但不造成人身安全威胁、不触犯国家法律或者地方法规且容易被使用者发现的不良类别；简记为MAJ3.1.3, 轻微缺陷（Minor）：是指被样品没有以上所描述现象，且不良现象不易被使用者发现的的不良类别。
简记为Min3.2, 术语解析3.2.1，透光率: 透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率.3.2.2，操作力度: 指动作在触摸屏表面的力度.3.2.3触摸屏电阻(P-P): 是指同层ITO X+,X- P-P电阻和同层ITO Y+,Y- 的P-P的电阻值.3.2.4失真度: 是指显示屏通过触摸屏后的色彩以及图像的失真程度.四,检验条件:4.1,检视距离/视角: 人眼垂直于触摸屏距离30厘米, 视角范围:45~135度.4.2,光线强度要求: 800~1000Lux4.3,检验员视力要求: 不允许有色盲,色弱,视力1.0(高括矫正视力)以上.五,检验计划除非特别指定,抽样计划按照AQLII, Maj=0.65, Min=1.0,CR=0,基于《MIL- STD-105E》六,功能检验方法及接受标准操作力度测试使用测试笔作用于触摸屏表面,测试区域会被选择.50~150g使用R0.8的硅胶测试笔.同层ITO膜回路电阻测量X+/X- Y+/Y- 组织参考规格书七,缺陷等级判定标准类别检验项目缺陷描述缺陷判定标准CRI MAJ MIN外观部分脏污表面不允许有脏污X可视区黑点/杂色点D≤0.1mm (30cm处，人眼隐约可见)，N≤2,且距离>15mmX D≤0.1mm (30cm处，人眼清晰可见)，N≤2,且距离>15mmXD≤0.2mm (50cm处，人眼清晰可见)，N≤2,且距离>15mmXD≤0.2mm (50cm处，人眼清晰可见)，N>2,且距离>15mmX可视区划线W≤0.02mm, (可忽略)续下表接上表触摸屏端子匹拔出力度＜0.5KG X 配力度显示失真透过触摸屏,显示屏视觉失真X 八, 触摸缺陷附图.触摸偏位.——完——。
四线电阻式触摸屏
四线电阻式触摸屏工作原理：四线电阻式触摸屏是电阻式家族中应用最广、最普及的一种。
其结构由下线路（玻璃或薄膜材料）导电ITO层和上线路（薄膜材料）导电ITO层组成。
中间有细微绝缘点隔开，当触摸屏表面无压力时，上下线路成开路状态。
一旦有压力施加到触摸屏上，上下线路导通，控制器通过下线路导电ITO层在X坐标方向上施加驱动电压，通过上线路导电ITO层上的探针，侦测X方向上的电压，由此推算出触点的X坐标。
通过控制器改变施加电压的方向，同理可测出触点的Y坐标，从而明确触点的位置。
规格参数：电路等级：5V DC，35mA表面硬度：3H透光率：薄膜对薄膜型>77%薄膜对玻璃型>83%敲击寿命:大于一百万次笔划寿命:大于十万次触点抖动时间:<5ms分辨率：4096*4096线性<1.5% （特殊需求可<1.0%）操作压力：10g ～100g操作温度：-10 o C ～+60 o C储存温度：-20 o C ～+70 o C玻璃厚度：0.7mm，1.1mm，2.0mm，3.0mm玻璃种类：普通玻璃，化学强化玻璃性能特点：✧性能可靠，经济实用，应用广泛。
✧能够识别任何接触介质如手指（带手套或不带）、笔、信用卡等的输入信号。
✧引出线采用FPC(柔性线路板材料)比其它生产商使用的PET材料电阻值小，柔韧性好。
✧线路绝缘点小，视觉效果佳，目前我们可做到最小的绝缘点是Φ 0.035mm，远远领先其它厂商。
✧触摸屏表面有亮面、雾面、防眩、消光、防牛顿环等多种材料和工艺供选择。
标准品尺寸：2.8"至21"各种规格（物理尺寸可到下载空间下载）。
五线电阻触摸屏工作原理：五线触摸屏的结构与四线电阻式类似，也有下线路（玻璃或薄膜材料）导电ITO层和上线路（薄膜材料）导电ITO层。
五线触摸屏的工作原理与四线电阻式不同的是：五线式的X和Y 方向上的驱动电压均由下线路的ITO层产生，而上线路层仅仅扮演侦测电压探针的作用。
2013年电设触摸板资料—四线测电阻
1引言数字万用表测量电阻是通过测量恒流源电流I流过被测电阻RX所产生的电压Vx 实现的。
通过对Vx数字化及小数点移位便可得到Rx的数字化值。
原理框图如图1：测试时，恒流源电流I通过Hi－Lo端和测量线馈送至被测电阻Rx，电压测量端S1、S2通过短路线接至Hi－Lo端。
数字万用表实际测量到的电阻值包括被测电阻Rx及馈线电阻RL1和RL2。
当测量的电阻阻值较小时，馈线电阻产生的误差就不容忽视。
如何用现有的数字万用表精确测量阻值很小的电阻是工程技术人员经常遇到的问题。
2四线测量四线测量是将恒流源电流流入被测电阻R的两根电流线和数字万用表电压测量端的两根电压线分离开，使得数字万用表测量端的电压不再是恒流源两端的直接电压，如图2所示。
从图中可以看出，四线测量法比通常的测量法多了两根馈线，断开了电压测量端与恒流源两端连线。
由于电压测量端与恒流源端断开，恒流源与被测电阻Rx、馈线RL1、RL2构成一个回路。
送至电压测量端的电压只有Rx两端的电压，馈线RL1、RL2电压没有送至电压测量端。
因此，馈线电阻RL1和RL2对测量结果没有影响。
馈线电阻RL3和RL4对测量有影响，但影响很小，由于数字万用表的输入阻抗（MΩ级）远大于馈线电阻（Ω级），所以，四线测量法测量小电阻的准确度很高。
不过，四线测量中的恒流源电流的精确度非常关键。
建议采用外加的更稳定的恒流源电流；应注意的是，外加的恒流源电流的大小要与数字万用表恒流源电流的大小相等。
我们采用的外加的恒流源电流由高精密基准电压源MAX6250、运放及扩流复合管组成，如图3所示。
电压源MAX6250的温漂≤2ppm/℃，时漂ΔVout/t＝20ppm/1000h。
I取800μA～1mA，R是极低温漂线绕电阻（若取I＝1mA，R＝5kΩ），这时I 的温漂和时漂相当于MAX6250的水平。
3馈线电阻补偿馈线电阻补偿法通常采用三线制接法，被测电阻与接地的线相接。
原理如图4所示。
触摸屏材料测试标准之线性测量方法
线性测量标准检验方法1 检验项目：原材料的线性/成品线性2 定义：量测待测物(以下简称为试片)测量电压值与理论电压值的误差3 适用范围：本标准检验方法适用于公司所有须做线性测试之试片，适用于电阻式触摸屏的线性测量。
4 目的：本实验的目的在测试试片的导电情形是否良好。
5 测量原理5.1 线性度定义[1]传感器的独立线性度定义为传感器实际平均输出特性曲线对最佳直线的最大偏差，以传感器满量程输出的百分比来表示，如图1所示，计算公式为：L x = ±(Δx max÷ (x max – x min)) × 100%L y = ±(Δy max÷ (y max – y min)) × 100%其中: Δy max—输出平均值与最佳直线间的最大偏差；y max-y min—传感器的量程，是测量上限(高端) 和测量下限(低端)的代数差。
yy图1 线性度计算原理图5.2 测量原理5.2.1 测量原理1(半成品测试)§1 在ITO上涂上电极(宽度10mm)，给电极加5V(DC)电压，然后用电压表测量待测位置的电压，如图2所示V0V图2 图3 图4§2 按图4所示分好测试点，（长220mm、23个测试点）A点、B点电压在所示位置取得，10mm为距离测一个点§3 测量参数：E A：输出电压测量起点A处的电压E B：输出电压测量终点B处的电压E X：输出电压测量任意点X处的电压E XX：理论计算电压L：线性计算公式：E XX（理论电压）=E AB × X ÷ (B-A) + E AL(%) =（︱E XX- E X︱）÷（E B- E A）×100%5.2.2 测量原理2(成品测试)当施加DC 5V在“X”方向电极和“Y”方向电极时，用笔（Special stylus）压点（X,Y）以得到各自输出电（E OX , E OY ）。
四线电阻式触摸屏控制与校准
应用手册AN2173四线电阻式触摸屏控制与校准作者：Svyatoslav Paliy相关项目：是相关器件系列：CY8C27443、CY8C24423PSoC Designer版本：4.1摘要本应用手册介绍了采用PSoC™器件的四线电阻式触摸屏的两种控制方式与一种校准算法。
前言电阻式触摸屏广泛用于各种类型的设计中。
其结构简单，成本低，且使用方法易于被用户掌握。
虽然操作简单，但触摸屏器件几乎都要求进行校准，以便将触摸屏坐标转换成实际屏幕坐标（LCD或其它）。
触摸屏结构四线触摸屏的结构如图1所示，由两个透明层构成，透明层的内表面均涂了薄薄一层导电材料。
当触摸屏表面受到的压力（如通过触笔或手指进行按压）足够大时，顶层与底层之间会产生接触，从而使电阻层发生接触。
第一种测量方法触摸可以由三个参数界定。
第一和第二参数分别是X触摸点位置和Y触摸点位置。
第三参数即为“触摸压力”，可使触摸屏区分手指接触和触笔接触。
图2说明的是被触摸和未被触摸的屏幕的等效电路。
每个测量周期均采用不同的电压组合。
在本项目中，触摸屏接Vdd是指切换PsoC端口驱动模式为‘strong’并把逻辑值设为‘high’。
接地是指将端口驱动模式设为‘strong’并把逻辑值设为‘low’。
PSoC输出级漏电阻较低，其感应也小。
校准算法可以对这种差异进行补偿。
图1. 四线触摸屏结构图2. 触摸屏等效电路所有测量都可以通过可编程增益放大器（PGA）和增强型模数转换器（ADC）来进行。
触摸屏与PSoC使用同一电源。
ADC的配置是用于测量GND-V dd的范围。
因此，测量并不取决于电源的电压。
图3说明的是触摸屏测量周期的各种方式。
通过将XP连接到V dd且XM接地可以测定X触点在X轴平面的位置。
从YP或YM触摸屏连接器上测得的电压与触点X坐标成比例。
通过将YP连接到V dd且YM接地可以测定Y触点在Y轴平面的位置。
从YP或YM触摸屏连接器上测得的电压与触点Y坐标成比例。
四线电阻触摸屏校准算法小结
4 -2得yfac = (Y2 -Y1)/(y2 -y1); //得到y轴方向的比例因子
4 + 2得yoff = [(Y2 + Y1)-yfac(y2 + y1)]/2; //得到y轴方向的偏移量
有如下方程组：
X1 = xfac * x1 + xoff; // 1
Y1 = yfac * y1 + yoff; // 2
X2 = xfac * x2 + xoff; // 3
Y2 = yfac * y2 + yoff; // 4
解得：
3 -1得xfac = (X2 -X1)/(x2 -x1); //得到x轴方向的比例因子
OK!所谓的三点触摸校准，四点触摸校准只不过是加了可靠的滤波算法，因为触摸笔和屏
的接触不是很准确的！而像素点是很小的，所以通常都用四点校准，而且经验证这此算法是
必须加的，否则很不准,参见STM32学习笔记相关实验实验例程，已验证通过理论知识:
*触摸屏实际是在普通的lcd上贴了一个触摸膜,没有原生的触摸屏
B=(Xt[0]-Xt[2])*(Xd1-Xd2)-(Xd0-Xd2)*(Xt[1]-Xt[2]);
C=Yt[0]*(Xt[2]*Xd1-Xt[1]*Xd2)+Yt[1]*(Xt[0]*Xd2-Xt[2]*Xd0)+Yt[2]*(Xt[1]*Xd0-Xt[0]*Xd1);
D=(Yd0 -Yd2)*(Yt[1] -Yt[2]) -(Yd1 -Yd2)*(Yt[0] -Yt[2]);
有3个未知数abc,显然需要3个方程
使用万用表检测四线、五线电阻式触摸屏的方法
在工作中，我们经常遇到电阻式触摸屏，常见的有四线和五线的。
那么，怎样简单快速的测试屏的好坏呢？
以四线的屏为例，屏有两层电阻膜，水平方向为一组，垂直方向为一组，分别出线。
这样，屏的上下左右各引出一条线到插头。
没有触摸时，电阻膜被之间的凸起隔离，触摸时，两层电阻膜接触。
首先，不要触摸屏的表面，使用数字万用表的二极管档检测插头的四根线。
可以测出，分别有两组线之间有阻抗，大约几百欧。
如果是10.4英寸的屏，水平方向阻值500多，垂直方向300多。
然后，取一根线为基准，进行触摸检测。
使万用表的20k档，一支表笔固定在插头的一根线上，另一支表笔测量另外一组的两根线，比如，黑表笔固定在屏左侧的线上，红表笔测量屏上侧和下侧的两根线。
没有触摸时，没有阻值；触摸时，有明显的阻值变化，几百到几k 欧之间。
按照这样的方法，把四根线全测到。
基本上可以确定屏的好坏。
对于五线的屏，有四根线分别对应一层电阻膜的左上、右上、左下、右下四个角，剩下的一根线对应另外一层电阻膜。
使用上面说的方法，同样可以检测屏的好坏。
当然，这种方法只是对触摸屏的初步检测，最终还是要把触摸屏装在工控机上，进系统测试最为准确。
关于电阻式触摸屏的线性校准问题
关于电阻式触摸屏的线性校准问题1 引言阻性触摸屏与LCD 显示器上的各点很难完全准确配合，因此除了采用精确的机械装配技术校准之外，在使用之前还必须进行软件校准。
本文介绍的校准方法首先确定误差源，然后通过三个选定点导出触摸屏的校准矩阵，并用软件方法来实施点与点之间对应关系的校准。
掌握这种技术，对降低嵌入式系统的成本至关重要。
图1所示是一个阻性触摸屏的横截面，其结构十分简单，由上下相对放置的两层结构构成，FILM 和玻璃的内表面涂上薄薄一层导电材料，并用一些透明绝缘隔离点（绝缘点）将导电表面隔开。
当手指或铁笔按压玻璃表面时，上层FILM 产生弯曲接触下层玻璃。
这种结构中层间的距离决定了触摸屏的敏感度。
层间距离越近，敏感度越小，压力就要越大，以使两层结构可靠接触。
玻璃或图1 阻性触摸屏的横截面 图2 触摸屏的等效电路图2所示是触摸屏的等效电路。
通过一个触摸屏控制器(AD 转换器)将电源的正、负极加到一块玻璃的导电层两端，另一块玻璃上的导电层则起到一个电位计游标的作用。
在玻璃上不同的触摸点，导电的情况也不同，数字转换器上便会录得不同的测试电压值，然后控制器将录得的电压值转换成一个二维坐标：X 轴坐标和Y 坐标。
这些控制器每秒钟可进行200次或更多的采样。
采样率通常与背景噪声和控制器质量有关。
智能控制器还具备其它一些功能，如检测到触摸时中断CPU 、在检测到触摸前设定采样率连续进行采样。
没有触摸时，控制器处于待机状态。
由于阻性触摸屏结构简单、操作易懂、所需软硬件有多个厂商可供选择，因此可用于对成本敏感的设计中。
然而，由于触摸屏与它背后的显示器(LCD 或其它)间的对应点很难完全配合，因此几乎所有带阻性触摸屏的设备在出厂前均要经过一定的校准。
否则在触摸屏上点击某一按钮或选择某项功能时，内置的软件便无法对这一点击做出正确响应。
本文介绍的校准方法需要三个目标点/或测试点，然后依次进行触摸测试，以确定该显示屏特有的校准因数。
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四线电阻式触摸屏
注：湖南省自然科学基金资助项目（项目编号：04JJ6036）
摘要：本文提出一种测试电阻式触摸屏线性度的方法。
电压集合，简化测试流程，提高了测试精度。
同时，该方法首次提出纠偏算法，在一定程度上解决了触摸屏测试时有偏移情况下的精度问题，并对测试中的典型噪声进行分析并提出针对性的除噪方法。
实验结果表明，该方法提高了测试速度和测试精度，可以满足实际测试应用。
关键字：触摸屏；线性度；独立直线；纠偏处理
中图分类号: TP334.3 文献标识码:
一、引言
在传感器的线性度测试中，根据所选定参考直线的不同，可获得不同的线性度。
在不同衡量标准中，独立线性度是衡量传感器线性特性的最客观标准。
独立线性度以最佳直线作为参考直线。
传感器的独立线性度定义为传感器实际平均输出特性曲线对最佳直线的最大偏差，以传感器满量程输出的百分比来表示，如图 ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧
−±=−±=min max max min
max max y y y L x x x L y
x ∆∆其中: ∆y max —输出平均值与最佳直线间的最大偏差； y max -y min —传感器的量程，是测量上限的代数差。
作为一种位置传感器，电阻式触摸屏已成为一种广泛应用的人机接口，其工作原理如图两个导电层构成，其等效电阻为压5V ，测试Y 向电压。
因为触摸压力使两个导电层接触，通过计算测量到Y 向电压就可以解析出触点可以测得X 向基于相对零点的偏移量。
二、测试原理
1、测试接触点集合选择在测试触摸屏线性度时，为了能够精确反映触摸屏的整体特性，需要选取尽量多的测试点。
然而，对于测试时间与效率而言，希望选取尽量少的测试点。
因此，在精度和效率之间需要选取一个平衡点。
Research & Development
计算可得量程。
公式如下：V xout min=(V 1x +V 2x )/2 V xout max=(V 3x +V 4x )/2 V yout min=(V 1y +V 4y )/2 V yout max=(V 2y +V 3y )/2 由式(7)、(8)、(9)、试点集合P 中元素在X 集合V 中元素在X 、Y X 、Y 向位置与电压比例系数分别表示为min max max x x xout xout x L L V V dv −−=min
max max y y yout yout y L L V V dv −−=
集合V 中任意元素分量V iy 构成。
通过上述讨论分析可得中相对应元素v i 转换公式如下：V ix =V 1x +(P ix -P 1x )×dv V iy =V 1y +(P iy -P 1y )×dv 这样当P 元素p i 位置被压下时，即可以检测得到之相对应的元素t i ，即得到与合V ，再通过式（1）即可计算得到触摸屏的线性度。
三、测试数据的相关处理1、数据噪声
在实际应用中发现由于测试仪器机械部分的震动以及电路方面的干扰，测试得到的有效数据中总会包含噪声信息。
本文所测得的数据包括两部分数据：
（1）图4中1、数据
1、2、3和4点的算与描述位置的集合P 摸屏的电压量程。
同时其也将作为集合的坐标系度量标准。
通过对触摸屏的原理以及测试方法的分析可以推知，均应该在某一个范围内，且触摸屏在最小电压均有两个数据可用。
那么通过大量实验数据分析即可以确定四个点信度较高的区间。
这样在检测得到四个点电压数据之后即可判定是否在有效区域之内。
如果在有效区间内，就认定其为合法数据。
如果有一个在有效区间另一个不在，那么将采用在有效区间的数据作为
vy
vy ∆∆vy 图7 纠偏原理图
Research & Development。