CN105866675B - 检测开关状态的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子技术领域，公开了一种检测开关状态的装置及方法，该装置包括：第二线圈，该第二线圈与被检测的开关并联；振荡电路，该振荡电路中的第一线圈与所述第二线圈之间能够产生互感效应；振荡电路参数检测电路，用于检测所述振荡电路的振荡电路参数；以及判断模块，用于依据检测到的振荡电路参数来获取所述振荡电路的振荡电路参数变化，并依据所述振荡电路参数变化来确定所述被检测的开关的状态。本发明不会对开关的布置位置造成限制，从而有利于电子产品的结构设计和结构优化。

Description

检测开关状态的装置及方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体地，涉及一种检测开关状态的装置及方法。
背景技术
开关是一种常用的电控器件，其被广泛地应用在各种电子产品中，例如消费类电子产品。
目前，对开关状态(例如导通、关断等)进行检测的方法一般都要求必须先将开关通过导线与主机进行电连接，然后才能实现对开关状态的检测。
然而，这种检测方法会对开关在电子产品上的布置位置造成限制，从而不利于电子产品的结构设计和结构优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测开关状态的装置及方法，其不会对开关的布置位置造成限制，从而有利于采用该开关的电子产品的结构设计和结构优化。
为了实现上述目的，本发明提供一种检测开关状态的装置，该装置包括：第二线圈，该第二线圈与被检测的开关并联；振荡电路，该振荡电路中的第一线圈与所述第二线圈之间能够产生互感效应；振荡电路参数检测电路，用于检测所述振荡电路的振荡电路参数；以及判断模块，用于依据检测到的振荡电路参数来获取所述振荡电路的振荡电路参数变化，并依据所述振荡电路参数变化来确定所述被检测的开关的状态。
本发明还提供一种采用上述装置来检测开关状态的方法，该方法包括：由所述振荡电路参数检测电路检测所述振荡电路的振荡电路参数；由所述判断模块依据检测到的振荡电路参数来获取所述振荡电路的振荡电路参数变化；以及由所述判断模块依据所述振荡电路参数变化来确定所述被检测的开关的状态。
通过上述技术方案，由于根据本发明的技术是利用线圈之间的互感效应来检测开关的状态，这实际上是一种无线检测方式，因此其不会对开关的放置位置造成限制，从而有利于电子产品的结构设计和结构优化，进而有利于减小电子产品的成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一种实施方式的检测开关状态的装置的示意图；
图2是根据本发明又一实施方式的检测开关状态的装置的示意图；
图3是根据本发明的检测开关状态的装置中的振荡电路的又一示例；
图4和图5分别示出了根据本发明的检测开关状态的装置中的第一线圈和第二线圈的相对位置示例图；
图6是根据本发明又一实施方式的检测开关状态的装置的示意图；
图7是根据本发明的检测开关状态的装置中的振荡电路参数检测电路的示例电路图；以及
图8是根据本发明一种实施方式的检测开关状态的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种检测开关状态的装置，如图1所示，该装置可以包括第二线圈20、振荡电路30、振荡电路参数检测电路40和判断模块50。其中，第二线圈20与被检测的开关10并联；振荡电路30中的第一线圈301与所述第二线圈20之间能够产生互感效应；振荡电路参数检测电路40用于检测所述振荡电路30的振荡电路参数；以及判断模块50用于依据检测到的振荡电路参数来获取所述振荡电路30的振荡电路参数变化，并依据所述振荡电路参数变化来确定所述被检测的开关10的状态。
图1所示的检测开关状态的装置的工作原理如下：当被检测的开关10断开时，第二线圈20与振荡电路30中的第一线圈301之间不会产生互感效应，因此第二线圈20不会对振荡电路30的参数产生影响；当被检测的开关10闭合时，在振荡电路30谐振时，第一线圈301和第二线圈20之间会产生互感效应，因此第二线圈20中会产生感应电流，使得第二线圈20对第一线圈301的状态产生了影响，主要表现为影响了第一线圈301的电感量，也即会使第一线圈301的电感量变小。而第一线圈301的电感量的变化，进而又会影响到振荡电路30的很多参数：(1)会影响到振荡电路30的谐振频率；(2)在振荡电路30被施加了固定频率的激励的情况下，会影响到振荡电路30的功率。因此，通过检测振荡电路30的这些参数变化，就能够获得被检测的开关10的状态，例如被检测的开关10当前是断开还是闭合状态。总而言之，在采用图2所示的装置来检测开关10的状态时，可以通过检测振荡电路30的以下至少一个参数的变化来得到被检测开关10的状态：所述第一线圈301的电感量、所述振荡电路30的振荡频率(因为振荡频率的变化也反映了第一线圈301的电感量的变化)和振荡电路30被施加了固定频率的激励的情况下所述振荡电路30的功率(因为功率的变化反映了第一线圈301的电感量的变化)。
另外，本领域技术人员应当理解的是，虽然图1中以LC并联谐振电路为例示出了振荡电路30，但是本发明并不对振荡电路30的具体电路结构进行限制，也即包含能够与第二线圈20产生互感效应的线圈的任何振荡电路结构都能够满足本发明的要求。例如，振荡电路30可以是如图2中所示的LC串联谐振电路，振荡电路30还可以是如图3所示的西勒谐振电路。
在根据本发明的一个优选实施方式中，所述第一线圈301和所述第二线圈20的相对位置可以被布置成使所述第一线圈301中产生的电磁场能够穿过所述第二线圈20的覆盖范围，以使得所述第一线圈301和所述第二线圈20的电磁场能够相互耦合。优选地，所述第一线圈301与所述第二线圈20之间的间距可以为数毫米至数厘米，例如可以为0-200cm，更优选地为0-100cm，以便在被检测的开关10闭合时，在第一线圈301与第二线圈20之间能够产生明显的互感效应以更准确地检测开关10的状态，例如断开或闭合。优选地，在检测开关10的状态期间，随着开关10的断开与闭合变化，第一线圈301的电感量可以位于0-100mh范围内。
图4示出了第一线圈301和第二线圈20的一个相对位置示例图，其中，所述第一线圈301和所述第二线圈20均为柱状线圈，其中一个柱状线圈被放置在另一柱状线圈内，例如图4中示出了第一线圈301被放置在第二线圈20内，实际上，还可以是将第二线圈20放置在第一线圈301内。当然为了能够更好地检测开关10的状态，第一线圈301和第二线圈20优选被同轴放置，以便在开关10闭合时，在第一线圈301与第二线圈20之间能够产生明显的互感效应，从而准确地检测开关10的状态，例如断开或闭合。
图5示出了第一线圈301和第二线圈20的另一相对位置示例图，其中，所述第一线圈301和所述第二线圈20均为平面线圈且被相对放置。当然为了能够更好地检测开关10的状态，第一线圈301和第二线圈20优选被同轴放置，以便在开关10闭合时，在第一线圈301与第二线圈20之间能够产生明显的互感效应，从而准确地检测开关10的状态，例如断开或闭合。
本领域技术人员应当理解的是，图4和图5仅是示例性地示出了第一线圈301与第二线圈20的相对位置。本申请不对第一线圈301与第二线圈20的布置方式进行限制，只要在开关10闭合时，第一线圈301中产生的电磁场能够穿过第二线圈20的覆盖范围以使得第一线圈301和第二线圈20的电磁场能够相互耦合即可，也即只要第一线圈301与第二线圈20的布置使得第二线圈20在开关10闭合时能够影响振荡电路30的参数即能满足本申请的要求。
在根据本发明的又一优选实施方式中，如图6所示，该装置还可以包括与所述第二线圈20并联的电阻60，以便在第二线圈20靠近第一线圈301时，第一线圈301能感应到第二线圈20的靠近。当将根据本发明的检测开关状态的装置应用于电压力锅中时，若将开关10、第二线圈20和电阻60布置在电压力锅的锅盖上，将第一线圈301布置在电压力锅的锅体上，则由于在第二线圈20靠近第一线圈301时，第一线圈301能感应到第二线圈20的靠近，因此电压力锅还能够实现检测锅盖是否被盖上的功能。
另外，本发明不对振荡电路参数检测电路40的具体结构进行限制，只要其能够对振荡电路30的有关参数(例如，频率、功率、第一线圈301的电感量中的一者或多者)进行检测即可。图7示出了一种示例性的振荡电路参数检测电路40的电路图，其实际上是一种整形电路，该整形电路通过输出端子out1向判断模块50输出与振荡电路30的振荡频率有关的信号，这样判断模块50就可以基于振荡电路30的振荡频率变化来确定被检测的开关10是断开还是闭合。当图7所示的振荡电路参数检测电路40与图3所示的振荡电路结合使用时，可以将该振荡电路参数检测电路40的输入端子in与图3所示的振荡电路的输出端子out电连接。
另外，本发明也不对判断模块50的具体结构进行限制，只要其能够依据振荡电路参数检测电路40的检测结果来确定被检测的开关10是断开还是闭合即可。例如，判断模块50可以是单片机、FPGA、PLC等等。
根据本发明的检测开关状态的装置能够应用于需要对开关的状态进行检测的各种电子产品中，例如电压力锅。当根据本发明的检测开关状态的装置被应用于电压力锅中时，由于根据本发明的装置是利用无线的方式来检测开关10的状态，因此开关10在电压力锅中的布置位置不受导线布置的限制，这有利于电压力锅的结构设计和结构优化，进而有利于减小电压力锅的成本。
本发明还提供一种检测开关状态的方法，该方法采用上面描述的根据本发明的检测开关状态的装置来实现，如图8所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S1、由所述振荡电路参数检测电路40检测所述振荡电路30的振荡电路参数；
S2、由所述判断模块50依据检测到的振荡电路参数来获取所述振荡电路30的振荡电路参数变化；以及
S3、由所述判断模块50依据所述振荡电路参数变化来确定所述被检测的开关10的状态。
由于当被检测的开关10断开时，第二线圈20与振荡电路30中的第一线圈301之间不会产生互感效应，因此第二线圈20不会对振荡电路30的参数产生影响，而当被检测的开关10闭合时，在振荡电路30谐振时，第一线圈301和第二线圈20之间会产生互感效应，因此第二线圈20中会产生感应电流，使得第二线圈20对第一线圈301的状态产生了影响，因此，在本申请中，可以利用第二线圈20对第一线圈301的状态的影响来确定被检测的开关10的状态，例如断开或闭合。第二线圈20对第一线圈301的影响主要表现为影响了第一线圈301的电感量，也即当在第一线圈301与第二线圈20之间存在互感效应时，会使第一线圈301的电感量变小。而第一线圈301的电感量的变化，进而又会影响到振荡电路30的很多参数：(1)会影响到振荡电路30的谐振频率；(2)在振荡电路30被施加了固定频率的激励的情况下，会影响到振荡电路30的功率。因此，通过检测振荡电路30的这些参数变化，就能够获得被检测的开关10的状态，例如被检测的开关10当前是断开还是闭合状态。总而言之，在检测开关10的状态时，可以通过检测振荡电路30的以下至少一个参数的变化来得到被检测的开关10的状态：所述第一线圈301的电感量、所述振荡电路30的振荡频率(因为振荡频率的变化也反映了第一线圈301的电感量的变化)和振荡电路30被施加了固定频率的激励的情况下所述振荡电路30的功率(因为功率的变化反映了第一线圈301的电感量的变化)。
以下以振荡电路参数检测电路40检测振荡电路30的振荡频率为例来举例说明。首先，振荡电路参数检测电路40对振荡电路30的振荡频率进行检测，并将检测结果发送给判断模块50，例如，振荡电路参数检测电路40可以向判断模块50发送与振荡电路30的振荡频率有关的方波信号。然后，判断模块50依据振荡电路参数检测电路40发送的检测结果来确定被检测的开关10的断开还是闭合，例如，若振荡电路参数检测电路40发送的方波信号的频率从第一频率值减小至第二频率值，则说明第二线圈20对第一线圈301的状态产生了影响，因此被检测的开关10被闭合了，若振荡电路参数检测电路40发送的方波信号的频率从第二频率值增加至第一频率值，则说明第二线圈20对第一线圈301的状态的影响被消除了，因此被检测的开关10被断开了。这样就能够通过简单的无线方式来检测开关是断开还是闭合。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种检测开关状态的装置，该装置包括：
第二线圈，该第二线圈与被检测的开关并联；
电阻，与所述第二线圈并联；
振荡电路，在所述第二线圈靠近所述振荡电路中的第一线圈时，所述第一线圈与所述第二线圈之间能够产生互感效应；
振荡电路参数检测电路，用于检测所述振荡电路的振荡电路参数；以及
判断模块，用于依据检测到的振荡电路参数来获取所述振荡电路的振荡电路参数变化，并依据所述振荡电路参数变化来确定所述被检测的开关的状态，
所述第一线圈和所述第二线圈的相对位置被布置成使所述第一线圈中产生的电磁场能够穿过所述第二线圈的覆盖范围，以使得所述第一线圈和所述第二线圈的电磁场能够相互耦合。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一线圈和所述第二线圈均为柱状线圈，且其中一个柱状线圈被放置在另一柱状线圈内。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一线圈和所述第二线圈均为平面线圈且被相对放置。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述第一线圈和所述第二线圈同轴。
5.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述第一线圈与所述第二线圈之间的间距为0-100cm。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述振荡电路参数包括以下至少一者：所述第一线圈的电感量、所述振荡电路的振荡频率和所述振荡电路的功率。
7.一种采用权利要求1至6中任一权利要求所述的装置来检测开关状态的方法，该方法包括：
由所述振荡电路参数检测电路检测所述振荡电路的振荡电路参数；
由所述判断模块依据检测到的振荡电路参数来获取所述振荡电路的振荡电路参数变化；以及
由所述判断模块依据所述振荡电路参数变化来确定所述被检测的开关的状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述振荡电路参数包括以下至少一者：所述第一线圈的电感量、所述振荡电路的振荡频率和所述振荡电路的功率。
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