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觸覺傳感器利用各種物理現象，將物體的接觸力轉換為電量，主要由轉換裝置（傳感器：元件）組成。然后通過信號和信息處理電路分析這些電信號。原則上，該傳感器可以采用各種檢測方式。
例如，有一種方法可以檢測當壓力施加到夾在導電材料之間的空間時發生的電容變化。雖然取決于用途，但一般使用壓電陶瓷元件（PZT：鋯鈦酸鉛）作為傳感器元件。壓電陶瓷元件，也稱為壓電元件，在施加壓力時會產生電壓變化。這被稱為壓電效應。
當施加壓力時，壓電元件固體晶體內的離子排列會發生變化，導致晶體的一端帶正電，另一端帶負電，這種現象稱為電極化。壓力信息和振動頻率信息通過壓電元件轉換成電信號，再經過由ASIC等元器件組成的模擬和數字處理電路轉換成觸覺信息。
此外，基于光學原理，通過檢測傳感器內部光波導散射光的變化，可以捕捉物體接觸傳感器表面的位置。
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