Qvar 是 STMicroelectronics 的一款静电传感器，可用于人体存在检测和运动检测、触摸检测和用户界面 (UI) 应用程式。

有关 Qvar 感应，当您走过塑料地板然后触摸金属门把手时，您会感到轻微的电击。有时当你脱下你的羊毛衫，你可能也经历微小的电火花。孩子们经常在他们身上擦一个气球衣服让它粘住。我们可以从这些常见的现像中得出结论，静电或电荷起源于来自两个不同物体之间的摩擦。

事实上，两个物体之间通过摩擦产生的任何密切的物理接触都会产生静电。有时两个不同物体之间的紧密接触，然后在没有物理摩擦的情况下分离也可以使两个物体都带上静电。所有材料都由原子组成，每个原子都有一个正电荷，周围有许多电子。

什么时候两种不同的材料以紧密的物理接触（例如摩擦）结合在一起，其中一种材料可能会吸引电子比另一种多，所以一些电子会从一种材料被拉到另一种材料上。当材料被分离时，其中之一它们获得了更多的电子（带负电），而另一个失去了一些（带正电），具体取决于每种材料的工作功能。这种现象通常被称为摩擦电或摩擦电效应。

由于摩擦起电现象广泛存在于我们的日常生活中，静电传感器可以用于检测或感知各种人类活动、机械系统或工业过程。静电传感器与其他传感器相比具有明显的优势，包括成本效益和高灵敏度。

静电传感器是基于静电感应或通过电荷转移的传感原理

当传感器通过静电感应工作时，传感原理可以用等效电容传感器来解释。这是因为充电物体可以建模为电容器的一个极板，而电极本身可以建模为另一个极板。这带电物体相对于电极的运动改变了两块板之间的距离电容的值。物体上的电荷量可能会随时间而变化。

Qvar 代表电荷 (= Q) 变化 (= var)。它是一种能够测量的电位感应通道静电电位发生变化，可实现以下应用：

• 接触和非接触人体运动检测和人体运动步态分析；

• 人体存在检测；

• 用户界面（UI）；

• 水检测。

让我们以人体运动为例。当一个人走路、迈步、跳跃，或者更一般地说，互动时在环境中，这些作用会产生静电，并且电位 (U) 为在人体本身带电。这种静态电位变化在几毫秒内结束，因为人体电容耦合到地面通过空气（Cx）或鞋底（Cs）和地板（CF）。我们在下图中描绘了一个站立的男人和另一个走路的男人，并用术语标记为下文介绍的电位和电荷。

站立 vs 步行

• UBML = 静止的人体电位

• QBML = 静止的人体电荷

•dUBS   =  人体踏步电位

• dQBS  = 人体踏步电荷

关注人体静止的情况，我们可以考虑人体的电容耦合根据下图表示的模型，它本身与环境。

人体模型

由于人为踏步导致的 UBS（人的变化量）随时间的变化计算为：

x = 脚到地板的距离

S = 与脚接触的实际地板表面

εa = 鞋底与地板之间隙的介电常数

有两个重要的术语值得解释。

第一项是 dS/dt。该术语表示由于唯一的电位变化运动，其中 S 是脚接触地面的实际表面。

第二项与 dx/dt 成比例。该项表示对电位变化到 x 变化，其中 x 表示地面和脚之间的距离。

一步是两个相反方向的运动的组合。增加一项对应于另一个的减少。

下图为身体有电极（无皮肤）连续行走的Qvar感应信号接触）。

室内外行走时的Qvar信号

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