[發明專利]用于操作壓電陶瓷傳感器的方法以及用于執行該方法的電路

有效

• 申請號: 201210288875.7
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102868389A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: H·弗盧雷爾;U·赫納
• 申請（專利權）人: E.G.O.電氣設備制造股份有限公司
• 主分類號: H03K17/296
• 分類號: H03K17/296
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 謝攀;劉春元

技術領域

本發明涉及一種用于操作壓電陶瓷傳感器的方法以及一種執行該方法的電路。

背景技術

壓電陶瓷傳感器發射依賴于施加到該傳感器的壓力的電壓。通過壓電陶瓷傳感器，可以例如，實施鍵控功能。

壓電陶瓷傳感器所產生的電壓通常由阻抗轉換器提供，因為壓電陶瓷傳感器不適合驅動較大的負載。然而，阻抗轉換器非常高的阻抗輸入所導致的結果是所引入的干擾脈沖具有歪曲評估的長期影響。因此，必須確保這樣的干擾脈沖得到有效抑制。與此同時，盡管干擾得到抑制，也必須確保在較長時間段(例如幾秒)內，壓電陶瓷傳感器的致動(actuation)能被可靠檢測。

WO?01/22587A1公開了一種方法以及相關聯電路，其中，在非致動狀態下，壓電陶瓷傳感器的評估電極(evaluation?electrode)通過相當低阻抗的電阻器接地，以便確保高干擾抑制。一旦檢測到對壓電陶瓷傳感器的致動，就由高阻抗電阻器代替低阻抗電阻器將評估電極接地，以便提高評估靈敏度，并且因此，例如，甚至允許較長持續時間的致動被可靠檢測。

發明內容

問題和解決方案

本發明解決的問題是提供一種用于操作壓電陶瓷傳感器的方法以及一種執行該方法的電路，使得可以對壓電陶瓷傳感器進行可靠評估。

本發明通過根據權利要求1的方法以及根據權利要求6的電路解決該問題。

在用于操作具有評估電極的壓電陶瓷傳感器的方法的情況下，通常評估由壓電陶瓷傳感器在評估電極處所產生的電信號以確定該壓電陶瓷傳感器的致動狀態(actuating?state)。從這個意義上來說，還應當參照相關技術文獻。在相同或可變持續時間的周期性或非周期性循環時間間隔期間，評估電極經受預定參考電勢，例如接地電勢，或大約相當于相關聯評估電路的電源電壓的一半的電勢，以便在這些時間間隔期間使評估電極以參考電勢作為參考。在循環時間間隔以外，評估電極未經受參考電勢。不會發生評估電極到參考電勢的持久耦合，例如，通過如WO?01/22587A1中的耦合電阻器。經受參考電勢的結果是，可以例如補償充當電容器的壓電陶瓷傳感器中的滯緩電荷(creeping?charge)損失，其由漏電流引起，特別是當傳感器沒有被致動時。與WO?01/22587A1相比，傳感器沒有通過可變電阻器的持久放電，卻反而在所述時間間隔期間典型地增加了電荷，并且因此保持了傳感器處的電壓。

在一種改進中，各個時間間隔具有時間間隔周期并且連續的時間間隔在時間上分隔開以時間間隔重復周期，該時間間隔周期選擇為恒定的或可變的，和/或該時間間隔重復周期被選擇為恒定的或可變的。

在一種改進中，還可以執行以下步驟：測量評估電極處的電壓變化，特別是當評估電極未經受參考電勢時；評估所測量的電壓變化，以便在適用的情況下確定干擾脈沖，對于該評估可以考慮，例如，電壓變化的上升率，電壓變化的幅度或信號電平，和/或電壓變化的脈沖周期，其是否具有基本上脈沖狀的變化；以及在一時間間隔周期內使評估電極經受參考電勢，當干擾脈沖已經被確定時，所述時間間隔周期特別地選擇為大于平均時間間隔周期，以便有效抑制干擾脈沖的影響。對于評估所測量的電壓變化，所述變化可以與典型致動的電壓變化相比較，例如，關于上升率，上升的持續時間，總的持續時間，等等，每個不與典型致動的變化相對應的電壓變化被歸類為干擾脈沖。

在一種改進中，還執行以下步驟：測量評估電極處的電壓變化以及評估所測量的電壓變化，以便在適用的情況下確定壓電陶瓷傳感器的致動，對于可能確定的致動的情形，所述時間間隔重復周期被選擇為至少與所確定的致動周期一樣大，以使得在可能確定的致動期間評估電極不經受參考電勢。

可替換地，執行以下步驟：選擇恒定的時間間隔重復周期，即，所述時間間隔是周期性重復的，測量評估電極處的電壓變化，對所測量的電壓變化積分以及評估積分的電壓變化以確定壓電陶瓷傳感器的致動狀態。對于這種情形，也對經致動的傳感器執行參考。

用于執行前述方法的電路具有：用于在循環時間間隔期間使壓電陶瓷傳感器的評估電極經受預定參考電勢的裝置。

在一種改進中，該電路具有用于產生參考電勢或參考電壓的參考電壓源。

在一種改進中，參考電勢是接地電勢或接地電勢與電路的電源電壓之間的電勢，例如2.5V如果電源電壓是5V的話。

在一種改進中，該電路具有：可激活的開關裝置，其一個端子經受參考電勢，另一端子被連接到評估電極并且依賴于激活信號，將評估電極連接到參考電勢或將其與之斷開，和用于產生激活信號的控制裝置。