用于操作压电陶瓷传感器的方法以及用于执行该方法的电路技术

本发明专利技术涉及操作压电陶瓷传感器的方法以及执行该方法的电路。在用于操作具有评估电极的压电陶瓷传感器的方法的情况下，评估由压电陶瓷传感器在评估电极处产生的电信号(Us)以确定压电陶瓷传感器的致动状态。在循环时间间隔(Za)期间，对评估电极施加预定参考电势(Uref)，以便在这些时间间隔(Za)期间使评估电极以参考电势(Uref)作为参考。

【技术实现步骤摘要】
用于操作压电陶瓷传感器的方法以及用于执行该方法的电路
本专利技术涉及一种用于操作压电陶瓷传感器的方法以及一种执行该方法的电路。
技术介绍
压电陶瓷传感器发射依赖于施加到该传感器的压力的电压。通过压电陶瓷传感器，可以例如，实施键控功能。压电陶瓷传感器所产生的电压通常由阻抗转换器提供，因为压电陶瓷传感器不适合驱动较大的负载。然而，阻抗转换器非常高的阻抗输入所导致的结果是所引入的干扰脉冲具有歪曲评估的长期影响。因此，必须确保这样的干扰脉冲得到有效抑制。与此同时，尽管干扰得到抑制，也必须确保在较长时间段(例如几秒)内，压电陶瓷传感器的致动(actuation)能被可靠检测。WO01/22587A1公开了一种方法以及相关联电路，其中，在非致动状态下，压电陶瓷传感器的评估电极(evaluationelectrode)通过相当低阻抗的电阻器接地，以便确保高干扰抑制。一旦检测到对压电陶瓷传感器的致动，就由高阻抗电阻器代替低阻抗电阻器将评估电极接地，以便提高评估灵敏度，并且因此，例如，甚至允许较长持续时间的致动被可靠检测。
技术实现思路
问题和解决方案本专利技术解决的问题是提供一种用于操作压电陶瓷传感器的方法以及一种执行该方法的电路，使得可以对压电陶瓷传感器进行可靠评估。本专利技术通过如下所述的方法以及电路解决该问题。在用于操作具有评估电极的压电陶瓷传感器的方法的情况下，通常评估由压电陶瓷传感器在评估电极处所产生的电信号以确定该压电陶瓷传感器的致动状态(actuatingstate)。从这个意义上来说，还应当参照相关技术文献。在相同或可变持续时间的周期性或非周期性循环时间间隔期间，评估电极经受预定参考电势，例如接地电势，或大约相当于相关联评估电路的电源电压的一半的电势，以便在这些时间间隔期间使评估电极以参考电势作为参考。在循环时间间隔以外，评估电极未经受参考电势。不会发生评估电极到参考电势的持久耦合，例如，通过如WO01/22587A1中的耦合电阻器。经受参考电势的结果是，可以例如补偿充当电容器的压电陶瓷传感器中的滞缓电荷(creepingcharge)损失,其由漏电流引起，特别是当传感器没有被致动时。与WO01/22587A1相比，传感器没有通过可变电阻器的持久放电，却反而在所述时间间隔期间典型地增加了电荷，并且因此保持了传感器处的电压。在一种改进中，各个时间间隔具有时间间隔周期并且连续的时间间隔在时间上分隔开以时间间隔重复周期，该时间间隔周期选择为恒定的或可变的，和/或该时间间隔重复周期被选择为恒定的或可变的。在一种改进中，还可以执行以下步骤：测量评估电极处的电压变化，特别是当评估电极未经受参考电势时；评估所测量的电压变化，以便在适用的情况下确定干扰脉冲，对于该评估可以考虑，例如，电压变化的上升率，电压变化的幅度或信号电平，和/或电压变化的脉冲周期，其是否具有基本上脉冲状的变化；以及在一时间间隔周期内使评估电极经受参考电势，当干扰脉冲已经被确定时，所述时间间隔周期特别地选择为大于平均时间间隔周期，以便有效抑制干扰脉冲的影响。对于评估所测量的电压变化，所述变化可以与典型致动的电压变化相比较，例如，关于上升率，上升的持续时间，总的持续时间，等等，每个不与典型致动的变化相对应的电压变化被归类为干扰脉冲。在一种改进中，还执行以下步骤：测量评估电极处的电压变化以及评估所测量的电压变化，以便在适用的情况下确定压电陶瓷传感器的致动，对于可能确定的致动的情形，所述时间间隔重复周期被选择为至少与所确定的致动周期一样大，以使得在可能确定的致动期间评估电极不经受参考电势。可替换地，执行以下步骤：选择恒定的时间间隔重复周期，即，所述时间间隔是周期性重复的，测量评估电极处的电压变化，对所测量的电压变化积分以及评估积分的电压变化以确定压电陶瓷传感器的致动状态。对于这种情形，也对经致动的传感器执行参考。用于执行前述方法的电路具有：用于在循环时间间隔期间使压电陶瓷传感器的评估电极经受预定参考电势的装置。在一种改进中，该电路具有用于产生参考电势或参考电压的参考电压源。在一种改进中，参考电势是接地电势或接地电势与电路的电源电压之间的电势，例如2.5V如果电源电压是5V的话。在一种改进中，该电路具有：可激活的开关装置，其一个端子经受参考电势，另一端子被连接到评估电极并且依赖于激活信号，将评估电极连接到参考电势或将其与之断开，和用于产生激活信号的控制装置。在一种改进中，该电路具有：具有高阻抗输入和低阻抗输出的阻抗转换器，该阻抗转换器在它的输入端接收在评估电极处产生的电信号以及在它的输出端以低阻抗发出所述信号；和评估装置，其评估在阻抗转换器的输出端发出的信号。在一种改进中，该电路包括微处理器、参考电压源和/或集成在微处理器中的阻抗转换器。附图说明本专利技术的有利实施例将在下文中描述以及在附图中示意性地表示，其中：图1示出了根据本专利技术的用于操作压电陶瓷传感器的电路，图2示出了根据第一实施例的图1中所示电路的信号随时间的变化，图3示出了根据另一实施例的图1中所示电路的信号随时间的变化，以及图4示出了对于干扰脉冲的情形图1中所示电路的信号随时间的变化。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的用于操作压电陶瓷传感器1的电路，压电陶瓷传感器1具有评估电极1a，在电路的运行期间，评估由压电陶瓷传感器在评估电极1a处产生的电信号Us，以确定压电陶瓷传感器1的致动状态，例如按下(expressed)或未按下。该电路包括具有高阻抗输入和低阻抗输出的阻抗转换器2，该阻抗转换器2在它的输入端接收评估电极1a处产生的电信号Us并且在它的输出端阻抗转换为信号Usi而发出该信号。评估装置，例如具有模拟输入的微处理器3的形式，评估在阻抗转换器2的输出端发出的信号Usi，以确定压电陶瓷传感器1的致动状态。对于干扰抑制，提供了用于在循环时间间隔(参见图2到4中的“Za”)期间使评估电极1a经受预定参考电势或预定参考电压Uref的装置。这些装置包括参考电压源4，用以产生参考电势或参考电压Uref，例如Vdd/2，其中Vdd表示电路的电源电压；可激活的开关装置5，其一个端子经受参考电势或参考电压Uref，另一端子被连接到评估电极1a并且依赖于激活信号Ua，将评估电极1a连接到参考电势或参考电压Uref或将其与之断开；和用以产生激活信号Ua的控制装置。该控制装置和评估装置可以被共同集成在微处理器3中，其实现控制功能和评估功能这二者。图2示出了根据第一实施例的图1中所示电路的信号随时间的变化。由评估装置或微处理器3的A/D转换器对由阻抗转换器2发出的电压Usi以采样频率进行周期性采样，这通过箭头表示。在时间周期“A”内，采样电压Usi是恒定的并且对应于非致动状态。对于这种情形，激活信号Ua被如此产生以使得在循环时间间隔Za期间，评估电极1a经受参考电势Uref(对于这种情形，激活信号Ua的信号状态是“Uref’)。在时间间隔Za以外，作为控制信号Ua的状态的结果(对于这种情形，激活信号Ua的信号状态是“Z”)，开关装置5的开关位置使得评估电极1a不经受参考电势Uref。在时间周期“A”内时间间隔Za以时间间隔重复周期Tref周期性地循环并且具有恒定时间间隔周期Tp。在时间周期“B”内，采样电压Usi具有与典型本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于操作具有评估电极(1a)的压电陶瓷传感器(1)的方法，其中，评估由压电陶瓷传感器(1)在评估电极(1a)处产生的电信号(Us)以确定压电陶瓷传感器(1)的致动状态，其特征在于以下步骤：？在循环时间间隔(Za)期间，对评估电极(1a)施加预定参考电势(Uref)。

【技术特征摘要】
2011.07.05 DE 102011078694.51.用于操作具有评估电极的压电陶瓷传感器的方法，其中，评估由所述压电陶瓷传感器在所述评估电极处产生的电信号以确定所述压电陶瓷传感器的致动状态，其特征在于以下步骤：-在循环时间间隔期间，对所述评估电极施加预定参考电势。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：-所述时间间隔分别具有时间间隔周期，并且连续的时间间隔在时间上以时间间隔重复周期被分隔开，所述时间间隔周期被选择为恒定的或可变的，和/或所述时间间隔重复周期被选择为恒定的或可变的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于以下步骤：-测量所述评估电极处的电压变化，-评估所测量的电压变化，以便确定干扰脉冲，以及-在时间间隔周期内对所述评估电极施加所述预定参考电势，当干扰脉冲已经被确定时，所述时间间隔周期被选择为大于平均时间间隔周期。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于以下步骤：-测量所述评估电极处的电压变化，-评估所测量的电压变化，以便确定所述压电陶瓷传感器的致动，对于可能确定的致动的情形，所述时间间隔重复周期被选择为至少与所确定的致动周期一样大，以使得在可能确定的致动期间不对所述评估电极施加所述参考电势。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于以下步骤：-...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·弗卢雷尔，U·赫纳，
申请(专利权)人：EGO电气设备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：