CN101222220A - 电容性压力感应控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种电容性压力感应控制装置，所述电容性压力感应控制装置包括：一电容CP，一电容频率转换器、一电阻、一压力感应单元及一处理器。所述的压力感应单元包括一金属海绵，一金属层及一电容性传感器元件。所述金属海绵位于所述金属层和电容性传感器元件之间，在外部压力作用下改变其内部的金属颗粒密度，且改变金属层与电容性传感器元件之间的距离，以得到一个可变电容。所述的可变电容与电容CP并连于电容频率转换器的输入端。电容频率转换器输出一对应于输入电容改变的频率值，所述处理器处理所述频率值并输出一相应的处理信号。所述金属海绵的运用提高了感应控制装置的灵敏度，且所述金属层接地，屏蔽了人体杂讯的干扰。

Description

电容性压力感应控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有金属海绵的电容性压力感应控制装置。
背景技术
随着电子技术的发展，电磁炉、洗衣机，电视机等电子产品广泛地应用于各个家庭，给人们生活上带来很多的便利和乐趣。然而，该类电子产品上，开关按键和功能按键一般均使用传统的机械式按键，通过手指按压按键来实现电源的开关和功能的选择。此种机械式按键控制技术已经使用发展了许多年，虽然不断有类似轻触开关等新型按键技术出现，但作为机械式按键，其所固有的手感，寿命等问题没有得到彻底的解决。而且，机械式按键在使用时，不仅按键所受到的压力对其灵敏度有影响，而且按键会产生咔咔的噪声。同时，机械式按键对电子产品的整体美观性也会造成影响。故此，近年来人们致力于感应控制开关的研发与使用。申请日为2005年6月21日，申请号为200510127271的中国大陆专利公开了一种电容性轻触开关。该电容性轻触开关包括感测按钮，该按钮被布置在电路板和板盖之间且构成电容器的一端，该电容器的电容量可通过一定的方法改变，其中，感测按钮包含由柔软材料制成的主体，该主体被电网包裹。该专利技术虽然解决了传统机械式开关存在的问题，但是，采用不导电的弹性主体在外部压力作用下变形，来改变电容性轻触开关的感应电容值并不明显，故其控制的灵敏度不高。且电容性轻触开关容易受人体杂讯的干扰，容易产生误操作。
发明内容
基于上述问题，本发明的一目的在于提供一种电容性压力感应控制装置，在外部压力作用下，改变金属海绵内部金属颗粒的密度及金属层和电容性传感器元件之间的距离，增大可变电容变化率，来提高感应控制装置的灵敏度。
本发明的再一目的在于提供一种电容性压力感应控制装置，屏蔽人体杂讯对电容性压力感应控制装置干扰。
本发明提供一种电容性压力感应控制装置，所述电容性压力感应控制装置包括：一压力感应单元，一电容，一电容频率转换器，一电阻，一处理器，所述压力感应单元与所述电容并联于所述电容频率转换器的输入端，所述电阻串联于所述电容频率转换器的输入端和输出端之间，所述频率转换器输出端连接于所述处理器输入端。所述的压力感应单元包括一金属海绵，一金属层及一电容性传感器元件，所述金属海绵位于所述金属层和电容性传感器元件之间，所述金属海绵用于在外部压力作用下改变其内部金属颗粒的密度，并改变金属层与电容性传感器之间的距离，以产生一可变电容，改变可变电容值，频率转换器根据所述可变电容值改变输出的频率值，所述处理器根据所述电容频率转换器输出的频率值产生一相应的处理信号。
所述金属海绵上表面的金属层电连接于地，用于屏蔽人体噪声对感应装置的干扰。
本发明之优点在于，所述电容性压力感应控制装置应用金属海绵提高了感应控制的灵敏度；另外将压力感应单元的金属层接地，能够屏蔽人体杂讯对电容感应控制装置的干扰，从而减少误操作。
附图说明
图1为一具体实施方式中电容性压力感应控制装置一压力感应单元的结构示意图。
图2为电容性压力感应控制装置的电路框图。
图3为本发明电容性压力感应控制装置一频率值处理信号列表。
具体实施方式
请参阅图1，图1为具体实施方式中压力感应单元的结构示意图。压力感应单元1包括一金属层101、一金属海绵102及一电容性传感器元件103。所述金属层101紧贴于金属海绵102上。所述金属海绵102为一弹性体，其内部含有金属颗粒。所述金属海绵102位于所述金属层101和电容性传感器元件103之间，用于在外部压力作用下改变所述金属层101和电容性传感器元件103之间的距离，并改变金属海绵102内部的金属颗粒密度。当一外部压力作用在所述金属层101上时，在外部压力作用下，所述金属层101将所述的金属海绵102挤压变形，使金属层101和电容性传感器元件103之间的距离减小，所述金属海绵102内部金属颗粒的密度增大，所述金属层101及金属海绵102和所述电容性传感器元件103之间形成一可变电容CS。设所述金属层101及金属海绵102和电容性传感器元件103的固有电容为CS0，则压力感应单元的总电容值为：Cg＝CS0+CS。
请一并参阅图2及图3，图2为电容性压力感应控制装置的电路框图，图3为电容性压力感应控制装置一频率值处理信号列表。在本实施方式中，所述电容性压力感应控制装置包括：上述压力感应单元1、一电容CP、一电阻R、一电容频率转换器2及一处理器3。所述电容性传感器元件103与所述电容CP并联于所述电容频率转换器2的输入端。所述金属海绵102及所述金属层101与所述电容性传感器103形成可变电容CS。所述金属层101接地，用于屏蔽人体杂讯对压力感应单元1的干扰。所述电容CP的另一端也接地。所述电阻R连接于所述电容频率转换器2的输入端和输出端。所述电容频率转换器2的输出端连接于所述处理器3的输入端，所述处理器3内部预存有如图3所示的频率值处理信号关系列表。所述列表定义频率值及处理器3输出处理信号的关系。所述处理器3输出端连接一外部电子设备(图未示)，并输出处理信号控制电子设备的相应功能。
当一外部压力施加于压力感应单元1时，在外部压力作用下，金属海绵102被压缩，其内部金属颗粒密度变大，且金属层101与电容性传感器元件103之间的距离减小，所述金属层101及金属海绵102与所述电容性传感器元件103之间形成的可变电容CS发生改变。此时，电容频率转换器2输入端的总电容值C为电容CP的电容值C10及压力感应单元的总电容值Cg的和，即C＝CS0+CS+C10。所述电容C输入电容频率转换器2的输入端，所述电容频率转换器2输出一对应于该电容值C的频率值f。所述频率值f输入处理器3，所述处理器3将所述频率值与内部预存的频率值处理信号列表中的频率值比较，并根据比较结果输出一处理信号。当外部压力改变时，所述可变电容亦发生改变，所述电容式压力感应控制装置输出的处理信号也相应改变。例如，当所述电容频率转换器2的输出频率值为F1时，处理器3读取内部预存的关系列表，比较所述频率值F1与列表中的频率值，并输出一处理信号S1；同理，当所述电容频率转换器2的输出频率值依次为F2、F3、F4时，所述处理器对应输出一处理信号S2、S3、S4。
采用以上方式，提高了电容性压力感应控制装置的灵敏度；同时，电容性压力感应控制装置的金属层接地，避免了人体杂讯对电容性压力感应控制装置的干扰，减少了误操作。

Claims (5)

1.一种电容性压力感应控制装置，所述电容性压力感应控制装置包括：一压力感应单元，一电容、一电容频率转换器、一电阻及一处理器，所述压力感应单元与所述电容并联于所述电容频率转换器的输入端，所述电阻串联于所述电容频率转换器的输入端和输出端之间，所述频率转换器输出端连接于所述处理器输入端，其特征在于：
所述的压力感应单元包括一金属海绵、一金属层及一电容性传感器元件，所述金属海绵位于所述金属层和电容性传感器元件之间，所述金属海绵用于在外部压力作用下改变其内部金属颗粒的密度，并改变所述金属层与电容性传感器之间的距离，以产生一可变电容，所述频率转换器根据所述可变电容值改变输出的频率值，所述处理器根据所述电容频率转换器输出的频率值产生一相应的处理信号。
2.如权利要求1所述的电容性压力感应控制装置，所述金属层电连接于地，用于屏蔽人体噪声对感应装置的干扰。
3.如权利要求1所述的电容性压力感应控制装置，其特征在于，当外部压力改变时，所述可变电容的容值发生改变。
4.如权利要求1所述的电容性压力感应控制装置，其特征在于，所述的处理器还包括一频率值处理信号列表，所述列表定义频率值和处理信号的对应关系。
5.如权利要求4所述的电容性压力感应控制装置，其特征在于，所述电容频率转换器输出变化的频率值时，所述变化的频率值输入所述处理器处理，所述处理器根据所述频率值处理信号列表输出相应的处理信号。
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