[發明專利]微型重力開關

無效

• 申請號: 201110303582.7
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102427356A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 馬鐵華;祖靜;裴東興;麻海霞;張浩茹;張瑜;沈大偉;李新娥;靳鴻;崔春生;尤文斌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: H03K17/975
• 分類號: H03K17/975
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 傅權;趙水茂

1.一種微型重力開關，包括微型殼體及殼體內的重力開關結構，特征在于：該重力開關結構是重力控制的電子微型開關，由重力控制的活動件控制的電子開關電路組成。

2.根據權利要求1所述的微型重力開關，特征在于：所述的重力控制的活動件是敏感式RC振蕩電路的重力式可變電容的活動導電極板。

3.根據權利要求2所述的微型重力開關，特征在于：所述的敏感式RC振蕩電路是由該電路中重力控制的活動導電極板的重力式可變電容、基礎電容、電阻和門電路構成的RC振蕩電路。

4.根據權利要求3所述的微型重力開關，特征在于：所述的重力式可變電容C_x由相同的兩塊固定極板和一塊活動導電極板構成，當重力式可變電容正立時有1/C_x＝1/C₁+1/C₂，或C_x＝C₁C₂/(C₁+C₂)＝εS/2d，其中：ε為所充氣體的相對介電常數，S為每塊固定極板面積，C₁為固定極板1和活動導電極板間電容，C₂為固定極板2和活動導電極板間電容，d為固定極板與活動導電極板間的距離。

5.根據權利要求1所述的微型重力開關，特征在于：所述的重力控制的活動件控制的電子開關電路由敏感RC振蕩電路及其后續的延時觸發電路組成，延時觸發電路在達到設定的延遲時間后輸出高電平開關信號，該電子開關電路采用4060計數器集成芯片構成。

6.根據權利要求5所述的微型重力開關，特征在于：所述的4060計數器集成芯片選擇外接RC選頻網絡，所述的外接RC選頻網絡是由重力式可變電容C_x、基礎電容C、電阻R構成的RC振蕩電路部分，該振蕩電路產生的頻率f_RC公式如下：f_RC＝1/2.5RC_t，C_t＝C_XC/(C_X+C)，其中：C_t為重力式可變電容C_x、基礎電容C的串聯電容。

7.根據權利要求4、或6所述的微型重力開關，特征在于：所述的重力式可變電容C_x：當微型重力開關正立時，活動導電極板處于與固定極板正對的密封殼體底部，活動導電極板和兩固定極板的間隙較大，活動導電極板和兩固定極板構成的電容C_x較小，與基礎電容C、電阻R構成的振蕩電路不能產生振蕩，延時觸發電路不能產生開關信號；當微型重力開關倒置后，在重力作用下，或活動導電極板與兩固定極板接觸，相當于導線，由于基礎電容C的存在，能夠引起振蕩電路振蕩；或活動導電極板和兩固定極板沒有完全接觸，存在微小間隙，活動導電極板和兩固定極板構成的電容C_x較大，和基礎電容C串聯后同樣能夠引起振蕩電路振蕩；以上兩種情況均能引起振蕩電路振蕩，振蕩信號傳輸至延時觸發電路，延時觸發電路經計數延時后會產生用于啟動的開關信號，即重力式可變電容C_x構成的RC振蕩電路及后續的延時觸發電路就成為觸發開關，根據4060計數器要求的C_t有最小值的限定，即：C_t＞100pF，所以得出C_x的選擇值范圍為：C_x＞100C/(100+C)pf。

8.根據權利要求7所述的微型重力開關，特征在于：所述的重力式可變電容C_x只有在接近完全倒置或完全倒置的情況下才能夠引起振蕩電路振蕩，該微型重力開關才能夠導通，被導通后能保持穩定的導通狀態；當重力式可變電容C_x的活動極板從完全倒置狀態再轉過大于90°的角度，活動極板和兩固定極板的間隙較大，振蕩電路才能夠停止振蕩，該微型重力開關才會斷開，被斷開后又能保持穩定的不導通狀態。

9.根據權利要求1所述的微型重力開關，特征在于：所述的電子開關電路的工作電流不大于1mA，所述的電子開關電路的休眠電流不大于10μA。