Question

4．觸摸屏在筆記本．電腦及手機(jī)等設(shè)備上已普遍使用，主要有電阻式．電容式．紅外式和超聲式等幾種．其中電阻觸摸屏原理為：電阻式觸摸屏將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)（X，Y）的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓．電阻式觸摸屏有兩層電阻，當(dāng)未在觸摸屏上施力時(shí)，兩層電阻不接觸．當(dāng)有物體在觸摸屏表面施以一定的壓力時(shí)，上層電阻與下層電阻發(fā)生接觸，電阻性表面被分隔為兩個(gè)電阻，它們的阻值與觸摸點(diǎn)到屏幕邊緣的距離成正比．該結(jié)構(gòu)可以等效為如圖（a）所示的電路．此時(shí)在Y+．Y-之間加驅(qū)動(dòng)電壓，測(cè)量X+電壓，可獲得接觸點(diǎn)的縱坐標(biāo)如圖（b）所示；然后在X+、X-之間加驅(qū)動(dòng)電壓，測(cè)量Y+電壓，可獲得接觸點(diǎn)的橫坐標(biāo)，如圖（c）所示．
現(xiàn)在有一塊長(zhǎng)10cm，寬6cm的手機(jī)觸摸屏，以其中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸，則觸點(diǎn)坐標(biāo)X方向的范圍是[-3cm，3cm]，Y方向的范圍是[-5cm，5cm]．觸摸屏的驅(qū)動(dòng)電壓為5V．一位同學(xué)用筆按在屏上某點(diǎn)，當(dāng)Y+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，測(cè)得X+電極的電壓為3.2V；當(dāng)X+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，測(cè)得Y+電極的電壓為1.5V．請(qǐng)通過計(jì)算判斷筆按在觸摸屏上位置的坐標(biāo)．

Answer 1

分析 電阻式觸摸屏是采用分壓器（串聯(lián)電阻分壓原理）來產(chǎn)生代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓．當(dāng)通過筆尖或手指進(jìn)行按壓觸摸屏表面時(shí)，觸摸屏的電阻性表面被分隔為兩個(gè)串聯(lián)的電阻，根據(jù)串聯(lián)電阻的特點(diǎn)及觸摸屏的電阻與觸摸點(diǎn)到接地邊之間的距離成正比，就可計(jì)算出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)．

解答 解：串聯(lián)電路中電阻越大分得的電壓越大，且電阻分布是均勻的．
觸點(diǎn)到Y(jié)-的距離為：$\frac{3.2V}{5V}$×10cm=6.4cm，
則Y坐標(biāo)為6.4cm-5cm=1.4cm，
觸點(diǎn)到X-的距離為：$\frac{1.5V}{5V}$×6cm=1.8cm，
則X坐標(biāo)為1.8cm-3cm=-1.2cm，
因此觸點(diǎn)的坐標(biāo)為（-1.2cm  1.4cm）．
答：筆按在觸摸屏上位置的坐標(biāo)為（-1.2cm 1.4cm）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，關(guān)鍵是明白題干中所給計(jì)算坐標(biāo)的方法，有一定的難度．