Сенсорное устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ii I! 600631

Сова Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к a,:I.. свил-ву (22) Заявлено 05.03.76 (21) 2336074/24-07 (51) М. Кл."- Н 01Н 35/00

Н 04R 17/00

Н ОЗН 9/04

G 08С 9/02

G 08С 19/10

С пр11соед!11!с!11!с,1 311>11!кll 1"

Государственный комитет

Совета Министров СССР ла делам изобретений

ы открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень .го 12 (45) Дата опублпкона1гпя описаьп1я 13.04.78 (53) УДК 621.3.083.8:

:62-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Вишневский, И. А. Карташев и В. В. Лавриненко (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (54) СЕНСОРНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах управления различными системами и приборами, в частности радиоприемниками, телевизорами, магнитофонами.

Известны сенсорные устройства, которыми управляет оператор прикосновением пальца сразу к двум контактам или только к одному контакту устройства.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению 110 технической сущности является сенсорное устройство, которое управляется прикосновением пальца оператора к одному контакту. При этом изменяется состояние электронной схемы и появляется управляющий электрический сигнал, который после усиления поступает в орган управления прибора или устройства. Недостатками такого устройства являются достаточно сложн"-,ÿ схема датчика выделения управляющего сигнала и недостаточно надежная его работа, поскольку емкость тела человека может меняться в зависимости от окружающей обстановки, а кроме того, последовательно с пей еще включается контактное сопротивление, которое ослабляет ее влияние.

Цель изобретения — упрощение устройства и увеличение надежности его работы.

Это достигается тем, что в предлагаемом

"енсорном устройстве, содержащем датчик, преобразующий неэлектрический сигнал в электрический, н пороговый преобразователь импульсного напряжеш1я — в постоянное напряжение. Указанный датчик выполнен ив!нее

5 пьезоэлектрического трансформатора, содержащего секцию возбудителя, подключаемую к источнику электрического напряжения резонансной частоты и секцию генератора, причем по меньшей мере один электрод пьезоэлектри1О ческого трансформатора подключен к входу порогового преобразователя.

Пьезоэлектрический трансформатор и источник резонансной частоты охвачены положительной обратной связью.

К входу порогового преобразователя подключают генератор пьезоэлектрического трансформатора.

Кроме того, пороговый преобразователь включают последовательно с возбудителем пьезоэлектрического трансформатора.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого сенсорного устройства; на фиг. 2 — конструкция пьезоэлектрического трансформатора.

25 Сенсорное устройство содержит источник 1 электрического напряжснпя резонансной частоты, пьезоэлектрический трансформатор 2 п пороговый преобразователь 3.

Пьезоэлектрический трансформатор 2 и ис30 точнпк 1 могут оыть охвачены положительной

600631

:o

Зо

55 обратной связью и представляют собой автогенератор, в котопс1м.л1астотно-задающим элементом является транс орматор 2.

Пьезоэлектрический трансформатор 2 состоит из возбудителя,,4lc электродами б и 6 и генератора 7 с рЛеА1>Фдом 8. Выводы 9 от электро1 р 5..6-жэб дЬтеля 4 подключены к источнику 1, вывод 10 электрода 8 гснсратора

7 — ac входу порогового преобразователя 3. (Направления поляризации возбудителя и генератора пьезоэлектрического трансформатора на фиг. 2 показаны стрелками).

Пьезоэлектрический трансформатор 2 может содержать дополнительный генератор 11 с электродом 12 и выводом 13. Вывод 13 подключен, например, к источнику 1 для схемы автогенератора (для осуществления положительной обратной связи) или к входу порогового преобразователя 3, тогда вывод 10 генератора 7 отключен от входа порогового преобразователя 3.

Пороговый преобразователь 3 включают последовательно с возбудителем 4 пьезоэлектрического трансформатора и тогда сопротивление 14 является er.o входным сопротивлением, а выводы 10 и 13 генераторов пьезоэлектрического трансформатора отключаются от порогового преобразователя.

Сенсорное устройство работает следующим образом.

Источник 1 вырабатывает переменное электрическое напряжение, которое подается на возбудитель 4 пьезоэлектрического трансформатора 2 и возбуждает в нем резонансные колебания, С генератора 7 пьезоэлектрического трансформатора трансформированный сигнал поступает на вход порогового устройства 3.

При приближении или касании пальца оператора вывода 10 к генератору 7 пьезоэлектрического трансформатора подключается емкость тела человека. При этом параметры пьезоэлектрического трансформатора (амплитуда выходного напряжения и его резонансная частота) меняются, и пороговый преобразователь вырабатывает сигнал управления исполнительным устройством.

Генератор пьезоэлектрического трансформатора может иметь выходную емкость от единиц пикафарады до 0,1 пикафарад, поэтому даже приближение пальца оператора приводит к существенным изменениям параметров пьезоэлектрического трансформатора. Так, с подключением к генератору емкости, равной выходной емкости пьезоэлектрического трансформатора, пропорционально уменьшается выходное напряжение в режиме холостого хода в 2 раза. Тем самым обеспечиваются высокая чувствительность и надежность срабатывания предло>кенного сенсорного устройства.

Пороговый преобразователь 3 может иметь на входе амплитудный или частотный детектор, поскольку у пьезоэлектрического трансформатора меняются как амплитуда, так и частота выходного сигнала, сигнал на вход порогового преобразователя 3 может поступать с дополнительного генератора 11 или пороговый преобразователь может включаться последовательно с возбудителем 4.

Тогда в генератор 7 можно не вводить электрода 8 и вывода 10.

В предлагаемом сенсорном устройстве использован пьезоэлектрический трансформатор из дешевой пьезокерамики простой конструкции и технологичный в изготовлении. Источник 1 — генератор колебаний любой формы выполняют на одном транзисторе. Поскольку управляющий сигнал имеет большую величину, то пороговый преобразователь может иметь низкую чувствительность.

Таким образом, предлагаемое сенсорное устройство, обладая конструктивной простотой и низкой стоимостью, обеспечивает высокую чувствительность и надежность срабатывания.

Формула изобретения

1. Сенсорное устройство, содержащее датчик для преобразования неэлектрического сигнала в электрический и пороговый преобразователь импульсного напряжения в постоянное напряжение, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения надежности его работы, указанный датчик выполнен в виде пьезоэлектрического трансформатора, содержащего секцию возбудителя, подключаемую к источнику электрического нап ря>кения резонансной частоты, и секцию генератора, причем по меньшей хгере один электрод пьезоэлектрического трансформатора подключен к входу порогового преобразоватеЛЯ.

2. Устройство по и. 1, отл и ч а ю щсес я тем, что пьезоэлектрический трансформатор и источник напряжения резонансной частоты охвачены положительной обратной связью.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что к входу порогового преобразователя подключен электрод секции генератора пьезоэлектрического трансформатора.

4. Устройство по п. 1, orл и ч а ю шее с я тем, что пороговый преооразователь включен последовательно с секцией возбудителя пьезоэлектрического трансформатора.

600631

Ф«г 1

4 «г.2

Составители А. Умеренков

Тскрсд Л, Гладкова

1(оррскторы: A. Степанова и Л. Брахннна

Редактор Т, Рыбалова

Подписное

Типография, пр Сапунова, 2

Заказ 363!12 Изд. ¹ 341 Тираж РБ4

НПО Государствепиого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытп13

113035, Москва, 7К-35, РауIIIcKàÿ пао., д. 4 5