CN1194378A - 探测装置、制作该装置的方法和使用该装置的电子装置 - Google Patents
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Abstract
一种探测装置,在装置主体1的第一容室4中,设置了平行的多个电极针6a至6d,并且以可以在被电极针6a至6d所包围的范围内运动的方式设置了一个导电球7。在正常情况下,导电球7被一个磁铁8的磁力保持在一侧。当对装置主体1施加一个加速度时,导电球7将抵抗由磁铁8的磁力所形成的保持力而运动,结果与电极针6a至6d中的两个相接触。由此这两个电极针将通过导电球7而互相电连接,输出一个探测信号。
Description
本发明涉及一种探测装置,一种制作该探测装置的方法和一种使用该探测装置的电子设备。
通常,已经知道一种用来探测加速度的利用压电元件的探测装置,它安装在例如手表等小尺寸的便携型器件内。
例如,已经知道一种普通的探测装置,它包括一个固定在表壳内的电路基板上的压电元件和一个安装在该压电元件的表面上的重量块。在这种装置中,当通过突然使表壳从压电元件一侧向重量块一侧运动,或者从重块一侧向压电元件一侧运动,然后又突然停止运动,从而给重量块以一个加速度时,压电元件将被重量块的能量压缩,在压电元件中产生一个电压,该产生的电压便可作为探测信号探测。
还已知的另一种普通的探测装置包括:一个设置在表壳内的一个容室低部位置处的压电元件;一个设置在该容室上部位置处的磁铁;以及一个受该磁铁吸引的可在该容室中运动的可运动体。在这种类型的装置中,当通过突然向上移动表壳,或者向下移动表壳后又突然停止运动从而给可运动体以一个加速度时,可运动体将抵抗磁铁的磁力向下运动,从而碰触到并压缩压电元件,由此该压电元件将产生一个电压,该产生的电压便可当作探测信号探测。
然而,根据上述两种普通探测装置中的任一种,因为它们的结构是通过向压电元件施加压力来产生电压的,所以只能探测上下(垂直)方向或者左右(水平)方向的一种加速度。在这种探测装置中,存在需要一个控制电路来对压电元件产生的电压进行波形整形的问题,因此增加了电子电路的复杂性,从而需要增加生产成本。此外,因为为了要探测压电元件所产生的电压波形,需要有足够大质量的重量块或可运动体,所以还存在整个装置需有较大尺寸的问题。
在一个普通的加速度传感器中,在正常状态下让一个导电球被一个磁铁的磁力向上举起,并被保持在一对电极针上方隔开一个间隔的高限位置上。当该加速度传感器被向下移动并在其后又突然停止时,或者当该加速度传感器被突然向上移动时,也就是当给该加速度传感器以一个向上的加速度时,导电球将因其惯性力而克服磁铁的磁力向下运动,与这对电极针相接触。这样,这对电极针将通过导电球而互相电连接。输出一个加速度探测信号。
通常,为了制作具有这种结构的加速度传感器,把一个预先磁化了的磁铁和一个导电球分别放在作为外壳一部分的一个上容室和一个下容室中。当把这两个外壳部分结合在一起时,由于磁铁的磁吸引力,导电球往往会从外壳的下容室部分跳出。为了解决这个问题,把一块未经磁化的磁性材料和一个导电球分别放在作为外壳一部分的一个上容室和一个下容室中,然后把外壳的两部分结合在一起,同时在该装置中安装一对电极针,最后通过磁化整个加速度传感器来磁化该磁性材料。
在这种普通的加速度传感器中,因为不仅磁铁被磁化了,而且导电球和电极针也都被磁化了,所以最好要对导电球和电极针进行退磁。但是因为导电球可以在外壳的下容室中自由运动,所以虽有可能对电极针退磁,但却不可能对导电球退磁。于是,由于探测灵敏度取决于导电球的位置移动,因此存在有不可能探测微小加速度的问题。
此外还存在另一个问题,即由于磁铁被含在封闭的上容室内,不能容易地调节探测灵敏度。
本发明的一个目的是使得能够探测至少在垂直方向和水平方向中的一个方向上的加速度,而不需要任何用来整形电压波形的控制电路,从而可简化电子电路,使整个装置小型化。
本发明的另一目的是,使得即使当磁铁磁力所形成的保持力很小时,也能够让可运动体,例如导电球,可靠地回复到它的初始位置上,从而能够探测即使是微小的加速度。
本发明的另一目的是使得能够稳定地探测即使是微小的加速度。
本发明的另一目的是使得能够容易地调节探测灵敏度。
根据本发明的一个方面,提供了一种探测装置,它包括:一个其中形成有一个容室的装置主体;多个设置在该容室内的互相平行的电极单元;一个导电的可运动体,它以可运动的方式放置在被上述多个电极单元所包围的空间中;以及一个通过其磁力作用来保持该导电可运动体的磁铁,其中,当对装置主体施加一个外力时,导电可运动体将抵抗磁铁磁力所形成保持力而运动,结果与多个电极单元相电接触,从而输出对应于该接触的探测信号。
因此,在这种本发明的探测装置中,当施加一个不论是在磁铁通过其磁力吸引可运动体的方向上的,还是在垂直于该方向上的加速度时,可运动体可将抵抗磁铁磁力所形成的保持力而运动,结果将靠近或接触各个电极单元,造成输出一个相应的探测信号。于是,根据该探测装置,有可能可靠地探测水平和垂直两个方向中至少一个方向上的加速度。此外,由于没有使用压电元件,本发明的装置不需要用来对电压波形进行整形的控制电路,所以有可能简化电子电路。因为即使当可运动体的质量不大时也有足够的探测灵敏度,所以也有可能使整个装置小型化。
根据本发明的另一个方面,提供了一种制作探测装置的方法,它包括:第一步骤:即组装一个其中形成有一个容室的绝缘外壳、一对设置在该外壳的容室内的电极、一个以可运动方式放置在外壳容室内从而既能与这对电极接触又能与这对电极分开的导电可运动体、以及一个预先经过磁化的、用来在正常情况下通过以磁力吸引该导电体而把导电体保持在一个与这对电极相接触或分离的位置上的磁铁,其中的磁铁设置在外壳的一个预定的较外部的位置上;以及其后的第二步骤,即至少一次地通过提高温度把探测装置加热到某个预定温度来使磁铁热退磁。
根据本发明的方法,例如在导电体(可运动体)和一对电极已经安装到外壳的容室内以后再把经磁化的磁铁安装到外壳的一个预定的较外面部分,这样虽然存在有磁铁的磁吸引力,但仍有可能防止导电体从外壳的容室跳出。此外,因为放到预定位置的是已磁化的磁铁,所以导电体不会被磁化,因此有可能稳定地探测即使是微小的加速度。
因为磁铁被安装在预定的较外面部分,而且导电体没有被磁化,所以有可能容易地更换一个不同厚度的磁铁,从而容易地调节装置的探测灵敏度。
图1是根据本发明第1实施例的探测装置的平面图;
图2是基本上沿图1的A-A线的截面图;
图3是基本上沿图2的B-B线的截面图;
图4是图2中电路板的前视图;
图5是第1实施例的修改例的截面图;
图6是基本上沿图5的C-C线的截面图;
图7是根据本发明第2实施例的探测装置的前视图;
图8是基本上沿图7的D-D线的截面图;
图9是基本上沿图8的E-E线的截面图;
图10是说明图8所示磁铁的举起导电球的力的图;
图11是根据本发明的把本发明探测装置用作一个步程计的第6实施例的电子手表的侧视图,其中一部分是截面图;
图12是示出图11中一个主要部分的放大图;
图13是示出安装在一个腰带上的图11所示电子手表的状态的侧视图;
图14是图13所示状态的前视图;
图15是用于图11所示电子手表的电路方框图;
图16是图11电子手表中的步程计的工作流程图;
图17是根据本发明另一个实施例的探测装置的截面图;
图18是根据本发明第4实施例的加速度传感器的透视图;
图19是该加速度传感器的分解透视图;
图20是基本上沿图18的A-A线的截面图;
图21是基本上沿图20的B-B线的截面图;
图22是示出被施加了加速度的加速度传感器的状态的截面图;
图23是说明该加速度传感器中的磁铁的举起导电球的力的图;
图24A至24D是说明装配该加速度传感器的各个步骤的截面图;
图25是在制作该加速度传感器的方法的一个例子中的用热退磁调节磁铁磁力的方法的流程图;
图26是用于该制作方法的一个工作检验设备的例子的透视图;
图27是用于该制作方法的一个托盘的透视图;
图28是用于该制作方法的一个恒温室的透视图;
图29是其中的加速度传感器被用作为步程计的一个电子手表的侧视图,其中一部分为截面图;
图30是示出图29中一部分的放大图;
图31是示出安装在腰带上的电子手表的状态的侧视图;
图32是根据本发明第5实施例的加速度传感器的透视图;
图33A和33B是说明根据本发明第6实施例的加速度传感器的截面图;
图34A至34C是说明根据本发明第7实施例的加速度传感器的截面图;
图35A至35C是说明根据本发明第8实施例的加速度传感器的截面图;
图36是根据本发明第9实施例的加速度传感器的截面图;
图37是根据本发明第10实施例的加速度传感器的截面图;
图38是根据本发明第11实施例的加速度传感器的截面图;
图39A至39C分别是说明根据本发明第12至第14实施例的加速度传感器的截面图;
图40是根据本发明第15实施例的加速度传感器的截面图;
图41是根据本发明第16实施例的加速度传感器的截面图;
图42是根据本发明第17实施例的加速度传感器的截面图;
图43是根据本发明第18实施例的加速度传感器的截面图。
第1实施例
下面将参考图1是至4说明根据本发明第1实施例的探测装置。
图1是该探测装置的平面图,图2是沿图1的A-A线的截面图,图3是沿图2的B-B线的截面图。
该探测装置含有一个包括一对互相连接的盒壳2和3的装置主体1。在该探测装置中,其下方形成有一个第一容室4,其上方形成有一个第二容室5。在该探测装置的第一容室4中,在对应于一个正方形的四个顶角附近接近水平地设置了4个互相平行的电极针6a至6d。各个电极针6a至6d都用如金属等导电材料做成,而且它们的中段部分都位于第一容室4内,而各个电极针的两端则都位在装置主体1的外部。
在第一容室4中,在一个被4个电极针6a至6d所包围的区域内含有一个可以在其中活动的导电球7。导电球7用铁这样的金属做成,它被放在与4个针6a至6d中任两个相邻的针相接触或相分离的位置上,与导体球7接触的两个相邻电极针因此而被互相电连接。
在设置于导电球7上面的第二容室5中,设置有一个磁铁8,用来以磁力吸引导电球7,把它举起并使它与上方的两个电极针6a和6b相接触。
如图3和图4所示,4个电极6a至6b的一端分别插入在形成于一个电路板9的支持孔9a至9d中,并且借助焊接安装在设置于支持孔9a至9d各自的周围的电极区10a至10d上。
在这种探测装置中,在正常情况下导电球7被磁铁8的磁力举起,移到下面两个电极针6c和6d的上方,与它们有一个间隔,同时与上面两个电极针6a和6b相接触。当装置主体1向下运动并在其后突然停止,或者突然向上运动时,也即当给装置主体1一个向上的加速度时,由于导电球7的惯性力,它将抵抗由磁铁8的磁力所形成的保持力从上面两个电极针6a和6b向下运动。结果与下面两个电极针6c和6d相接触。这样,下面两个电极针6c和6d就通过导电球7而互相电连接,输出一个探测信号。
在图2所示的导电球7被磁铁8的磁力举起从而与上面两个电极针6a和6b相接触的状态下,如果装置主体1突然沿左右方向运动,或者突然停止左右方向上的运动,也就是说,例如如果给装置主体1施加一个向右方向的加速度,则将因惯性力的作用,导电球7将抵抗磁铁8的磁力向左运动,结果与左面两个电极针6a和6d相接触。这样,左面两个电极针6a和6d将通过导电球7互相电连接,输出一个探测信号。当给装置主体1施加向左方向的加速度时,导电球7将因其惯性力而抑抗磁铁8的磁力向右运动,结果与右面两个电极针6b和6c相接触。这样,右面两个电极针6b和6c将通过导电球7互相电连接,输出一个探测信号。
如上所述,在该探测装置中,因为4个电极针6a至6d是互相平行地接近于水平设置在对应于一个正方形的4个顶角附近的位置处的,所以当沿着放置在这4个电极针6a至6d上方的磁铁8以磁力吸引导电球7的垂直方向,或者沿着与眚的水平方向,施加一个加速度时,导电球7都将抵抗磁铁8的磁力所形成的保持力运动,结果与位在上面一对电极针6a和6b的对面的下面一对电极针6c和6d相接触,或者与左面一对电极针6a和6d或右面一对电极针6b和6d相接触。其结果是,可以得到能探测到水平和垂直两个方向上的加速度的探测信号。此外,由于本发明的装置没有使用普通装置所使用的压电元件,所以它不需要用于对电压波形进行整形的控制电路,从而有可能简化电子电路。因为即使导电球7的质量不大时也能得到足够的探测灵敏度,所以还可能使整个装置小型化。根据本发明的该探测装置,例如可以用来作为一个步程计,当一个人行走时把它佩戴在腰上,便能计数行走的步数。
由于该探测装置的结构使得4个电极针6a至6d的一端如图3和图4所示那样从装置主体1伸出,所以不仅有可能容易地把装置主体1安装到电路板9上,而且还有可能只需要通过把4个电极针6a至6d的一端插入到电路板9的4个支持孔9a至9d中并把这些端头焊接到设置在支持孔9a至9d周围的电极区10a至10d上,便容易地完成了必要的电连接。所以,有可能简化装配工作和为此而进行的电连接工作。
在该第1实施例中,为了探测垂直和水平两个方向上的加速度,4个电极针6a至6d分别通过焊接被连接到电路板9的电极区10a至10d上,并且各有一根导线连向每个电极区10a至10d。然而本发明并不局限于此。例如,可以只有3根导线,这时对应于两个上电极针6a和6b的电极区10a和10b被短路。这样的结构也能够探测垂直和水平两个方向上的加速度。
还有,通过使对应于两上电极针6a和6b的电极区10a和10b相短路,同时又使对应于两个电极针6c和6d的电极区10c和10d相短路,则只需要两根导线。这样的结构只能探测水平方向上的加速度。
通过使对应于两个上电极针6b和6c的电极区10b和10c相短路,同时使对应于两个下电极针6a和6d的电极区10a和10d相短路,也可以只要两根导线。这样的结构只能探测垂直方向上的加速度。
在该第1实施例中,仅仅说明了使用安装在4个电极针6a至6d的上面的位置处的磁铁8的情况,但本发明并不局限于此。也可以让装置主体1使用于其一个侧面向下的侧卧状态,这时它也具有与上述第1实施例相同的功能和优点。
在第1实施例中,虽然4个电极针6a至6d是接近水平地、相互平行地设置在对应于一个正方形的四个顶角附近的位置处,但本发明并不局限于此。例如也可以采用图5和图6中所示的布局。也就是说,在这种探测装置中,第一容室4形成在装置主体1的下部。在该探测装置的第一容室4中,两个用金属等导电材料做成的电极针6和6被接近水平并互相平行地设置在第一容室4的下部位置处。在第一容室4中,一个用象铁这样的金属做成的导电球7以可垂直运动的方式含在其内。在形成于装置主体1的上部的第二容室5中,设置了一个用来吸引并举起导电球7的磁铁8。
在这种探测装置中,正常情况下导电球7被磁铁的磁力举起,并如图6所示移动到两个电极针6和6的上方,并与它们有一个间隔。当装置主体1先向下运动然后突然停止时,或者当装置主体1突然向上运动时,也就是说当给装置主体1施加一个向上的加速度时,导电球7将因其惯性力而抵抗磁铁8的磁力所形成的保持力向下运动,结果与两个电极针6和6相接触。由此两个电极针6和6将通过导电球7而互相电连接,输出一个探测信号,使得可以探测到垂直方向上的加速度。此外,因为该实施例的装置象第1实施例的一样,没有使用普通装置所使用的压电元件,所以它也不需要用来对电压波形整形的控制电路,于是有可能简化电子电路。因为即使当导电球7的质量不大时也能得到足够的探测灵敏度,所以也有可能使整个装置小型化。因为该探测装置的结构使得电极针6和6的一端从装置主体1伸出,所以不仅能容易地把该探测装置安装到电路板上,而且也能同时进行必要的电连接。从而,有可能简化装配工作和为此而进行的电连接工作。
该实施例的探测装置例如有可能用作为一个步程计,一个走路时把它佩戴在腰上的人可以计数行走的步数。第2实施例
现在将参考图7至10说明根据本发明第2实施例的探测装置。其中对应于图1至4中所示的第1实施例的各结构成分和元件等将用各相同的代号标注,关于它们的详细说明将从略。
图7是该探测装置的前视图,图8是沿图7的D-D线的截面图,图9是沿图8的E-E线的截面图。
该探测装置的装置主体1包括一个互相连接的一个右盒壳11和一个在左盒壳12。在右盒壳11中形成有一个第一容室13,在左盒壳12中形成有一个准备放置在第一容室13的左侧的第二容室14。在左盒壳12的下部形成有一个切断12a,如图8所示。在装置主体1的对应于切断12a的位置处接近水平地设置有两个互相平行的电极针6,这与第1实施例相似。在本情形中,两个电极针6的中段部分都位在第一容室13的下部,而且它们的两端都伸出到装置主体1的外面。
在右盒壳11的第一容室13中,含有一个导电球7,它可以与两个电极针6的上表面相接触,也可以相分离。
在位地导电球7的左侧的左盒壳12的第二容室14中,设置有一个磁铁15。该磁铁15具有平板形状,并沿其厚度方向(图8中的左右方向)进行了磁化,使得导电球7可以被磁铁15的磁力举向第一容室13中的左上方,如图8所示;并可以被保持在两个电极针6的上方,如图9所示。
也就是说,磁铁15被布置在一个垂直于两个电极针6的轴向方向的方向上。在前视图中,磁铁15的中心01位在两个电极针6之间的中间位置的上方,并且磁铁中心01的高度等于或高于未施加加速度时被磁力举起了的导电球7的中心02的位置(初始位置)。因此,磁铁15的作用是沿左上方向吸引导电球7,而其作用力等于水平分力F1和垂直分力F2的合力。在本情形中,水平分力F1是向左吸引导电球7的分力,垂直分力F2是把导电球7向上举起的分力。如果在初始位置下磁铁15的中心01和导电球7的中心02位在同一条水平线上,则把导电球7举起的垂直分力F2变为零(0)。然而,如果在初始位置下磁铁15的中心01高于导电球7的中心02,则如图10所示,当导电球7被施加的加速度从其被举起的初始位置(最高位置)向下部移动时,垂直分力F2将变大。
在这种探测装置中,正常情况下导电球7被磁铁15的磁力举起,移到两个电极针6的上方,其间有一个间隔。当装置主体10先向下运动然后突然停止时,或者当装置主体10突然向上运动时,也就是说,当对装置主体10施加一个向上的加速度时,导电球7将因其惯性力而抵抗磁铁15的磁力的垂直分力F2(举力)向下移动,结果与两个电极针6相接触。由此,两个电极针6将通过导电球7而互相电连接,输出一个探测信号。在此情形中,当导电球7在施加了加速度后从其在无加速度时的被举起的初始位置(最高位置)向下运动时,用来举起导电球7的垂直分力F2变大。于是,即使让导电球7保持在初始位置上的力比较小,但仍有可能保证向下运动后的导电球7回复到初始位置上。因此,根据本实施例,有可能使磁铁15的磁力的垂直分力F2在初始位置处比较小,从而能探测即使是微小的加速度。根据本实施例,有可能大为改善装置的探测灵敏度,也即,虽然普通装置可探测的最小加速度不小于0.5G(这里G代表一个重力加速度),而根据本实施例的探测装置却能探测即使是不大于0.3G的加速度。
该探测装置不需要用于对其电压波形整形的控制电路,因此它与第1实施例相似,因为不使用压电元件而能使电子电路简化。因为即使导电球7的质量不大也能得到足够的探测灵敏度,所以它也能够使整个装置小型化。
此外,因为该探测装置的结构使得电极针6和6的一端从装置主体1伸出,所以不仅有可能容易地把探测装置安装到电路板上,而且还有可能象第1实施例那样同时完成必要的电路连接。所以,有可能简化装配工作和为此而进行的电连接工作。第3实施例
下面将参考图11至16说明根据本发明的第3实施例,其中探测装置被用作电子手表中的步程计。对于与图7至10所示的第2实施例相对应的各结构成分和元件等将标注以各相同的代号,对它们的详细说明从略。
图11是该电子表的侧视图,其中含有一部分截面图。
该电子手表包括:一个外壳总成20,一个安装在外壳总成20的上表面(图中的左侧表面)上的玻璃21,一个含在其内的手表模块22,一个安装在外壳总成20的下表面(图中的右侧表面)上的右盖23,以及各种类型的设置在外壳总成20的侧面上的用于改变模式、调整时间等的按钮开关24。
手表模块22是数字型的,其中有一个如液晶显示器这样的显示部分和一个电路板25。用作步程计的探测装置26安装在电路板25上。
探测装置26具有与第2实施例相同的结构,如图12所示,它通过把从右盒壳11的右侧伸出的两个电极针中的一个电极针的顶端插入到一个支持孔25a中并用焊剂27固定而被安装在电路板25上。
为了把该电子手表用作一个步程计,用一个表带29把它安装在一个腰带28上,使得手表的“12点钟”和“6点钟”分别位在下部和上部位置,如图13和14所示。其结果是,探测装置26位在手表的“12点钟”一侧的位置上,其状态是导电球7位在高于两个电极针6的位置上。当一个佩戴了该手表的人做步行运动时,每走一步就会对装置主体10产生一个加速度。使导电球7与两个电极针6相接触,并由此输出一个探测信号。
下面将参考图15说明其电路结构的一个实施例。
当利用含有各种按钮开关24的开关部分31给出一个手表模式(时间调整模式、计时器设定模式等)指令时,一个CPU(中央处理单元)30将根据来自ROM(只读存储器)32的程序使一个显示部分33显示出诸如时间等的信息。当利用开关部分31给出一个要求步程计模式的指令时,CPU30将根据来自ROM32的程序执行关于探测装置26所给出的探测信号的操作,并让一个RAM(随机存取存储器)34把操作得到的数据作为行走的步数数据存储,同时通过读出所存数据让显示部分33显示出步数。
下面将参考图16说明该电子手表中步程计的处理流程。
当该流程开始时,于步骤S1判断是否是步程计模式。如果判定为步程计模式,则流程进入步骤S2,判断探测装置26是否接通,也即判断两个电极针6是否通过导电球7发生出互相电连接。如果没有接通,流程进入步骤S3,判断是否按下了清除开关。如果没有按下清除开关,则流程返回步骤S2,一直等待到探测装置26接通。如果在步骤S2中探测装置26接通,则流程进入步骤S4,显示出步数,它等于“当前存储在RAM34中的步数(开始时为“0”)加1,然后流程进入步骤S5,判断探测装置26是否断开,也即判断导电球7是否与两个电极针6分离。如果没有断开,则流程一直等待到探测装置26断开。
如果在步骤S5中探测装置26断开,则流程进入步骤S6,在等待了一个设定的时间,例如几十秒到几百秒,之后返回步骤S1。上述各步骤被重复进行以保持对步数的计数,直到在步骤S3按下了清除开关。如果步骤S3判定按下了清除开关,则流程进入步骤S7,清除当前存储在RAM34中的所有步数,即使之清除成“0”。这个“0”将作为当前的步数被显示,然后该流程结束。如果步骤S1判定不是步程计模式,则流程进入步骤S8,根据手表模式、时间调整模式、计时器设定模式等执行该手表功能的处理。
如上所述,根据该电子手表,当一个佩戴了用表带29安装在腰带28上的电子手表20的人在行走时,每走一步都将造成装置主体10的一个加速度,使导电球7与两个电极针6发生电接触并因此输出一个探测信号,使得能根据探测信号对行走步数进行计数。因为该探测装置26具有与本发明第1实施例相同的结构,所以能探测即使是微小的加速度,从而,即使一个人的步距较短只产生小的加速度,也仍可保证步数的探测。根据该实施例,有可能得到一个含有高精度步程计的电子手表。
在上述第2和第3实施例中,虽然探测装置26的磁铁15沿着垂直于两个电极针6的轴向的方向布置,但本发明并不局限于此。例如,也可如图17所示,把磁铁15布置在导电球7的左上方位置处,并使磁化表面的上部倾斜得更接近于导电球7。
根据这样的布置,磁铁15的磁力沿着左上方向吸引导电球7,可以认为该作用力是水平分力F1和垂直分力F2的合力。和第1实施例一样,当导电球7因施加了加速度而从其未加加速度时的被举起初始位置向下方运动。从而,即使让把导电球7保持在初始位置上的力比较小,也能保证向下运动了的导电球7回复到其初始位置上,从而可探测甚至是微小的加速度。
在上述第2和第3实施例中,虽然有用铁这样的金属所做成的导电球7用作为让两个电极针6互相电连接的运动体,并且磁铁15被布置在导电球7的横向一侧,以通过磁铁15的磁力来吸引导电球7,但本发明并不局限于此。
例如,也可以使用一个磁铁运动体,它的制作方法是在一个平板状磁性材料的表面形成例如金属镀层这样的导电膜,然后再沿其厚度方向进行磁化。该运动体可以放置在两个电极针6上,而一个其磁极位置与运动物体相排斥的磁铁15则被安排得刚好位在两个电极针6的下方,这样,通过使磁铁15和运动体的磁力互相排斥,结果使运动体的初始位置在两个电极针6的上方,并与后者有一个间隔。对于这种情况,也不一定要把运动体安排在两个电极针6的上方,例如也可以把两个电极针6安排在上方,而把运动体安排在其下方,同时在正常状态下可以使运动体与两个电极针6相接触,而当施加了加速度时运动体可以与两个电极针6分离。
在上述第2和第3实施例中,虽然两个电极针6是水平地放置的,但它们也不一定必须水平放置,例如,它们也可以在30°范围之内倾斜,使得两个电极针6的一端低于另一端。
虽然把用金属做成的两个电极针6作为一对电极单元,但本发明并不局限于此,也可以采用一对电极板或者一对电极触点。
如上所述,在本实施例中,当无论沿着磁铁通过其磁力吸引运动体的方向还是沿着与之相垂直的方向施加加速度时,运动体都将抵抗由磁铁磁力所形成的保持力而运动,从而接近4个电极单元中的某两个特定电极单元,或者与对面的两个电极单元接触,其中4个电极单元是接近水平地、互相平行地设置在一个正方形的4个顶角附近的位置处的。这样,有可能可靠地取得一个探测信号,从而保证了水平和垂直两个方向上的加速度探测。此外,因为没有使用压力元件,该实施例的装置不需要用来对电压波形整形的控制电路,所以有可能简化电子电路。因为即使当运动体的质量不大时也能得到足够的探测灵敏度,所以还有可能使整个装置小型化。
还有,根据本实施例,因为磁铁的位置布置使得,即使让没有加速度时的初始位置处的磁铁磁力所形成的保持力比较小,但当运动体移离初始位置时使运动体返回初始位置的力的将变大,所以有可能保证运动体返回到初始位置处,其中,运动体被含在装置主体的容室内,它既可接触一对电极单元,也可离开这对电极单元。因此,根据本实施例,有可能使初始位置处由磁铁磁力所形成的保持力比较小,从而可探测即使是微小的加速度,同时改善其探测灵敏度。此外,该探测装置因为不使用压电元件,故不需要一个控制电路对其电压波形整形,从而与前面的实施例相似,可以简化电子电路。因为即使运动体的质量不大也能得到足够的探测灵敏度,所以还有可能使整个装置小型化。
因为该探测装置的结构使得各个电极单元的一部分都穿过容室从装置主体伸出,所以有可能容易地把探测装置安装到电路板上,这时,例如只需要穿过电路板上的各个孔插入各电极单元的伸出部分,并且把这些部分焊接到设置在电路板各支持孔周围的电极区上。此外,因为同时完成了电连接,所以有可能简化装配工作和电连接工作。第4实施例
图18是根据本发明第4实施例的一种加速度传感器的透视图,图19是其分解透视图,图20是基本上沿图18的A-A线的截面图,图21是基本上沿图20的B-B线的截面图。
该速度传感器包括:第一和第二外壳11和21,一个导电球31,一对电极针32,和一个磁铁33。
在第一外壳11的预定位置处形成有一个容槽部分12。在第一外壳11的另外两个预定位置处形成有两个插针孔3,以与容槽部分12联系。在第一外11的还有两个预定位置处设置了两个啮合突块14。在第二外壳21外部的预定位置处形成了一个容槽部分22。在第二外壳21外部的另一个预定位置处设置了一个平板形的突出部分23,其上两个预定位置处形成有两个插针孔24。在第二外壳21的还有两个预定位置处形成有两个啮合槽25。
导电球31的结构例如是铁球并在该铁球上形成有一个抗氧化金属膜。
磁铁33是碟形的,经过了沿着厚度方向的磁化。
下面将参考图24A至24D说明装配该加速度传感器的方法。
首先,如图24A所示,把导电球31放在第一外壳11的容槽部分12内。
其后,如图24B所示,把第二外壳21的一个预定表面放置在第一外壳11的一个预定表面上,同时让第一外壳11的两个啮合突块14与第二外壳21的两个啮合槽25相啮合。这时,第一外壳11的容槽部分12被第二外壳21盖住。
如图24C所示,通过第二外壳21的两个插针孔24和第一外壳11的容槽部分12及两个插针孔13,插入一对电极针32,使它闪的顶端伸出在第一外壳11的外面。这时,如图20和21所示,这对电极针32是水平地互相平行放置的。含在第一外壳11的容槽部分12内的导电球31是可以沿着图4中的向上和向下方向运动的,也就是说,导电球31可以与寂对电极针32接触,也可以了开它们。
其后,如图24D所示,用未示出的胶或者压敏双面胶带把预先磁化了的磁铁33设置在第二外壳21的容槽部分22之中。这样便完成了该加速度传感器的装配。
如上所述,在该加速度传感器中,因为电极针对32是在把导电球31安装到第一外壳11的容槽部分12内之后才安装的,而且第二外壳21盖在第一外壳11上壳,其后才把预先磁化了的磁铁33放置到位于第二外壳21较外部位置处的容槽部分22之中,所以即使在安装了磁铁33后导电球31将被磁铁33的磁力吸引,也仍能够防止导电球31从第一外壳11的容槽12中跳出。另外,因为在装配之后不再进行磁化,所以导电球31不会被磁化,从而有可能稳定地探测即使是微小的,如约0.2G的加速度。
也可以在把第二外壳21放到第一外壳11上面之前把预先磁化的磁铁33放入第二外壳21的容槽部分22内。按照这种方法,有可能得到和上述实施例接近相同的优越效果。
因为磁铁33是安装在形成于第二外壳21的较外面部分的容槽部分22中的,所以有可能容易地把它更换成一块有不同厚度的磁铁,从而容易地调节该加速度传感器的探测灵敏度。
在加速度传感器的正常状态下,如图20所示,磁铁33的中心01的高度等于或高于导电球31的中心02的位置。因此,磁铁33沿着图20中的左上方向吸引导电球31,而其作用力是水平分力F1和垂直分力F2的合力。在本情形中,水平分力F1是把导电球31向左吸引的分力,垂直分力F2是把导电球3 1向上举起的分力。当磁铁33的中心01和导电球31的中心02处于同一条水平线上时,用来举起导电球31的垂直分力F2将变为零(0)。然而,如图23所示,当由于施加了加速度而使导电球31从其最高位置向下方运动时,磁铁33的中心01将位在导电球31的中心02的上面,从而用来举起导电球31的垂直分力F2将变大。
在该加速度传感器的正常状态下,如图21所示,导电球31被磁铁33的磁力举起,移动到并保持在电极针对32上面的最高位置上,并与后者有一个间隔。
当该加速度传感器向下运动然后又突然停止时,或者当该加速度传感器突然向上运动时,也即当对该加速度传感器施加一个向上的加速度时,导电球31将因其惯性力而抵抗磁铁33的磁力的垂直分力F2向下运动,并与电极针对32相接触,如图22所示。这样,这对电极针32将通过导电球31而互相电连接,输出一个加速度探测信号。在此情形中,如图23所示,当导电球31因施加了加速度而从最高位置向下运动时,用来举起导电球31的垂直分力F2将变大。于是,即使让最高位置处保持导电球31的力比较小,也仍可能保证向下移动了的导电球31返回到最高位置。因此,根据本实施例,有可能让最高位置处的磁铁33的磁力的垂直分力F2比较小,从而能探测即使是更微小的加速度。制作加速度传感器的方法。
下面将说明根据本发明第4实施例的加速度传感器的制作方法的一个例子。
这个制作方法包括:装配图8至21所示的加速度传感器;和其后的数次逐渐提高加热温度的处理,以便在该传感器没有能通过工作测试时对磁铁退磁,从而使该加速度传感器的探测灵敏度达到例如约0.2G。
下面将详细地说明制作方法中的热退磁。
热退磁是,当磁铁的温度通过加热而变高时,其磁力将变弱。其后,即使该磁铁恢复到室温,与被提高温度之前相比,它也是被退磁了。一般,磁铁有一个特性,即一旦一个磁铁通过把它加热到某一特定温度进行磁化,并在其后保持它在高温下,则即使让它处在某个不超过该温度的高温下也将变得难以进一步退磁。
图25示出用于批量生产加速度传感器的利用热退磁调节磁铁磁力的方法的流程。
在步骤S1,使用经过了使其磁力在一定程度上大于一个预定值的经磁化的磁铁。已经进行过磁化处理但尚未安装到第二外壳21中的磁铁33被放入一个恒温箱82并使之处于约90℃约10分钟(步骤S2)。当该已磁化磁铁的磁力太强时,这个步骤是有用的。如果不加预处理地在装配了加速度传感器之后再在不小于100℃的温度下进行热退磁处理,则退磁程度的变化将变大,这个约90℃的退磁处理就是为了限制这个变化。
接着装配加速度传感器(步骤S3),其后将其置于约110℃约30分钟(步骤S4)。这是为了在对该加速度传感器79进行从-20℃到+80℃的使用环境温度检验时,即使当环境温度达到80℃也可防止磁铁被热退磁。将它置于约110℃约30分钟是为了给出一个良好的安全系数。在完成了这样的装配后,对一些已被热退磁的加速度传感器进行工作检验(步骤S5)。
图26示出用于进行这种工作检验的工作检验设备的一个例子。
该工作检验设备有一个转台71。虽然没有示出,但在该转台71上表面的周边部分等间距地形成了许多对电极孔,它们用于让各个图20所示的加速度传感器中的许多对从第一外壳11的右侧伸出的电极针32的顶端插入。在上表面上的每一对孔的内侧位置上都设置有一个灯72。在转台71的近旁有一个控制盒73。该控制盒73的上表面上设置有一个起动按钮74、一个停止按钮75、一个复原按钮76、一个用于设定探测加速度的旋钮77、和一个用于显示所设定的加速度的显示部分78。
为了用该工作检验设备对各加速度传感器79进行工作检验,分别把各个加速度传感器79的一对电极针32的顶端插入到形成在转台71上表面上的一对电极孔中。这时,各个加速度传感器的放置使得图20所示加速度传感器的底部(灵敏方向一侧)面对着转台71的外侧。
接着,通过转动旋钮77把探测加速度设定为0.2G,让它显示在显示部分78上,并且按下起动按钮74。然后转台71将沿预定的方向以预定的速度旋转,给其上每一个加速度传感器79一个预定的离心力。当加速度传感器79的导电球31被甩到与电极针对32相接触从而输出一个探测信号时,灯72将被点亮。反之,若导电球31没有与电极针对32接触,则灯72不点亮。通过按下停止按钮75即可停止转台71的转动。
靠近被点亮的灯72的加速度传感器79被判定为合格产品,而靠近未被点亮的灯72的加速度传感器79则被判定为不合格产品。
其后,当按下复原按钮76时,点亮的灯72被熄灭。可以认为在第一次工作检验中出现不合格产品的原因是存在有磁铁33的磁力变化等。
被判定为不合格产品的加速度传感器被放在一个托盘81上,如图27所示。
如图28所示,其上放有加速度传感器79(图中未示出)的托盘81被放入恒温箱82内,在约120℃下放置约30分钟,以对磁铁33退磁(步骤S6)。
然后,对已进行了上述热退磁处理的加速度传感器79再次用图26所示的工作检验设备进行工作检验(步骤S7)。对于在这次工作检验中再次被判定为不合格的加速度传感器79,用比前一次热退磁处理温度更高的温度,即130℃,再进行一次约30分钟的热退磁处理(步骤S8)。
然后又再一次利用图26所示的工作检验设备对经过这次热退磁处理的加速度传感器79进行工作检验(步骤S9)。为了尽量地得到合格产品,通过这样一些步骤来生产加速度传感器79。
根据本实施例的这个制作加速度传感器的方法也适用于制作下面将说明的如图33A和33B所示类型的加速度传感器,还可以适用于制作下面将说明的如图40所示类型的加速度传感器。电子手表的应用例
下面将参考图29至31说明图20所示的加速度传感器在具有步程计功能的电子手表中的应用。图29是该电子手表的侧视图,其中有一部分是截面图,图30是示出其中一部分的放大图,图31是示出被安装到一个腰带上后的电子手表的形态的侧视图。
该电子手表包括一个表壳总成91,一个安装在表壳总成91的上表面(图29中的左表面)上的玻璃92,一个含在其内的手表模块93、一个安装在表壳总成91的下表面(图29中的右表面)上的后盖94,以及设置在表壳总成91侧表面上的各种按钮开关95,它们用于模式改变、时间调整等。
手表模块93是数字型的,其中有一个象液晶显示器这样的显示部分和一个电路板96。加速度传感器97安装在电路板96的上表面(图29中的左表面)上。也就是说,加速度传感器97通过把从第一外壳11的右侧伸出的一对电极针32的顶端插入到支持孔96a中并用焊料98固定而安装在电路板96上。
为了把该电子表用作一个步程计,用设置在表壳总成91两侧的表带99把该电子表安装在一个腰带100上,使表的“12点钟”一侧和“6点钟”一侧分别位在下部和上部位置,如图31所示。这时,加速度传感器97中的一对电极针32互相平行地接近于水平放置,而导电球31则在表壳总成91的“12点钟”一侧,位在高于电极针对32的位置上。
当一个佩戴了该电子表的人行走时,每走一步就会给加速度传感器97一个加速度,使导电球31与电极针对32相电接触,从而输出一个探测信号。
如上所述,根据本电子表,当一个佩戴有安装在腰带100上的电子表的人行走时,每走一步就会给加速度传感器91一个加速度,使导电球31与电极针对32相接触,从而输出一个探测信号,于是可以根据该探测信号对行走步数进行计数。根据该加速度传感器97,有可能探测即使是微小的加速度,因此,即使这个人的步距较短从而只产生小的加速度,也仍能保证步数的探测。根据本实施例,有可能得到一个含有高精度步程计的电子手表。第5实施例
图32用来说明根据本发明第5实施例的一种加速度传感器。其中对应于图20的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器中,第二外壳21的一个预定部分的长度,也即含在容槽部分22中的磁铁33和含在第一外壳11的容槽部分12中的导电球31之间的长度,适当地比图20中所示的要大一些。因此,在该加速度传感器中,因为磁铁33和导电球31之间的距离比较大,也就是说,由于磁铁33离导电球31比较远从而作用于导电球31的磁力比较小,所以有可能通过预先准备多个其第二外壳21的预定部分有各不相同的长度的加速度传感器而容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。第6实施例
图33A和33B用来说明根据本发明第6实施例的一种加速度传感器。其中对应于图20的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器中,一对电极针32被互相平行并接近垂直地设置在第一外壳11的容槽部分12的左侧,该容槽的上方是开放的;而导电球31则被放在容槽部分12的右侧。第一外壳11的容槽部分12被第二外壳21的一个伸出部分23所盖住。磁铁33含在形成于第二外壳21右侧的一个容槽部分22中。
在此情形中,图33A所示的加速度传感器中的第二外壳21的一个预定部分的长度,也即含在容槽部分22中的磁铁33和含在第一外壳11的容槽部分12中的导电球31之间的长度,要适当地小于图33B中的长度。此外,图33A所示加速度传感器的磁铁33的厚度要适当地小于图33B中的长度。
因此,根据本实施例,有可能通过预先准备多个其第二外壳21的预定部分的长度和磁铁的厚度各不相同的加速度传感器,并且适当地对这些长度和厚度进行组合,而容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。第7实施例
图34A至34C用来说明根据本发明第7实施例的一种加速度传感器。其中对应于图20的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在图34A所示的加速度传感器中,一个碟形磁铁33被放置在第二外壳21的容槽部分22内,并固定在其中。
在图34B所示的加速度传感器中,两个叠在一起的碟形磁铁33被放置在第二外壳21的容槽部分22内,并固定在其中。
在图34C所示的加速度传感器中,三个互相叠在一起的碟形磁铁33被放置在第二外壳21的容槽部分22内,并固定在其中。
在本实施例中,因为在第二外壳21的容槽部分22内含有一至三个磁铁33,所以可以通过改变准备含在其中的磁铁33的数目,来改变磁铁33对导电球31的磁力。也就是说,所含磁铁的数目愈多,则磁铁33对导电球31的磁力就愈大。于是,有可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。第8实施例
图35A至35C用来说明根据本发明第8实施例的一种加速度传感器。其中对应于图33A和33B的各结构成分和元件等用各相同的代号标准,对它们的详细说明将适当从略。
在图35A所示的加速度传感器中,一个碟形磁铁33被含在第二外壳21的容槽部分22内,并固定在其中。
在图35B所示的加速度传感器中,两个互相重叠的碟形磁铁33被含在第二外壳21的容槽部分22内,并固定在其中。
在图35C所示的加速度传感器中,三个互相重叠的碟形磁铁33被含在第二外壳21的容槽部分22内,并固定在其中。
因此,根据本实施例,与图34A至34C所示的实施例相似,有可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。第9实施例
图36用来说明根据本发明第9实施例的一种加速度传感器。其中对应于图20的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器中,在第二外壳21的容槽部分22中形成有多个,例如3个,框槽22a至22c,使一个磁铁33可以放在3个框槽22a至22c中的某个框槽中。因为磁铁33对导电球31的磁力随着磁铁33的放入位置(设定位置)不同而改变,也就是磁铁33离导电球31愈远则导电球31的磁力愈小,所以有可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。
如果使用两个磁铁33,则也有可能容易地通过选择它们的放入位置来调节加速度传感器的探测灵敏度,因为把两个磁铁放入3个框槽共有3种可能性。
如果使用三个磁铁33,则与用一至三个磁铁的情况相似,也有可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。第10实施例
图37用来说明根据本发明第10实施例的一种加速度传感器。其中对应于图20的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器中,在第二外壳21中形成有一个圆柱形的容槽部分22,并且在该容槽部分22的内壁上形成有母螺纹槽22d。在磁铁33的一个预定表面上形成有一个凸形的或凹形的啮合槽33a,供改锥头啮合。磁铁33是通过把它拧入螺纹槽22d而放入到容槽部分22中的。
根据具有这种结构的加速度传感器,因为磁铁33的放入位置可以用改锥来调节,从而以无级方式改变磁铁33对导电球31的磁力,所以有可能以无极方式调节加速度传感器的探测灵敏度。第11实施例
图38用来说明根据本发明第11实施例的一种加速度传感器。其中对应于图20的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器中,在第二外壳21中形成有一个圆柱形的容槽部分22,并且在该容槽部分22的内壁上形成有图中未示出的母螺纹槽。在容槽部分22中依次放入一个压缩弹簧圈41和一个磁铁33,再从上面把一个公螺丝42拧入容槽部分22的母螺纹中。
根据具有这种结构的加速度传感器,因为也可以用改锥调节磁铁33的放入位置,从而以无级方式改变磁铁33对导电球31的磁力,所以有可能容易地以无级方式调节加速度传感器的探测灵敏度。第12至第14实施例
图39A至39C分别用来说明根据本发明第12至第14实施例的加速度传感器。
图39A所示的加速度传感器是图33A所示类型的一种,在该加速度传感器中,在第二外壳21的容槽部分22中形成有多个,例如3个,框槽22a至22c,使得磁铁33可以象图36所示那样被放在3个框槽22a至22c中的某一个框槽内。通过改变磁铁33的对应于框槽22a至22c的放入位置,或者改变磁铁33的数目,便可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。
图39B所示的加速度传感器是图33A所示类型的一种,在该加速度传感器中,在第二外外壳21中形成有一个圆柱形容槽部分22,并且在该容槽部分22的内壁上形成有母螺纹槽22d。在磁铁33的一个预定表面上形成有一个凸形的或凹槽的啮合槽33a,供改锥头啮合,并且磁铁33通过被拧进螺丝槽22d而放入到容槽部分22中,与图37所示的相似。通过用改锥调节磁铁33的放入位置,便有可能容易地以无级方式调节加速度传感器的探测灵敏度。
图39C所示的加速度传感器是图33A所示类型的一种,在该加速度传感器中,与图38中所示的类似,在第二外壳21中形成有一个圆柱形容槽22,在该容槽部分22的内壁上形成有图中未示出的母螺纹槽。在容槽部分22中依次放入一个压缩弹簧圈41和一个磁铁33,再从上面把一个公螺丝42拧入到容槽部分22的母螺纹中。通过用改锥调节磁铁33的放入位置,便有可能容易地以无级方式调节加速度传感器的探测灵敏度。第15实施例
图40用来说明根据本发明第15实施例的一种加速度传感器。
该加速度传感器含有一个第一电极和外壳组合体51以及一个第二电极和外壳组合体52。在第一电极和外壳组合体51的一个预定位置上形成有一个容槽部分53。在第二电极和外壳组合体52的中央部分设置有一个突起部分54。第一电极和外壳组合体51的预定表面和第二电极和外壳组合体52的预定表面通过一个绝缘单元55相连接在一起。在这个状态下,第二电极和外壳组合体52盖住了第一电极和外壳组合体51的容槽部分53,并且与第一电极和外壳组合体51相绝缘。
第二电极和外壳组合体52的突起部分54穿过绝缘单元55,其顶端位在第一电极和外壳组合体51的容槽部分53中。在第一电极和外壳组合体51的容槽部分53中设置有一个可以在左右方向上运动的导电球56,也就是说,使导电球56可以接触或者离开第二电极和外壳组合体52的突起部分54。
在第一电极和外壳组合体51的预定表面对面的表面上设置有一个绝缘单元57。该绝缘单元57上设有一个容槽部分58。一个磁铁59被含在容槽部分58中。
因此有可能通过改变含在其中的磁铁59的厚度来容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。为此,可以象图34A至34C所示的实施例那样,改变含在容槽部分58内的磁铁59的数目。
当该加速度传感器处于正常状态时,导电球56被磁铁59的磁力吸引移向右侧,并被保持在一个离开第二电极和外壳组合体52的突起部分54的右方位置上。当该加速度传感器被向左移动并突然停止时,或者当它被突然向右移动时,也就是当对该加速度传感器施加一个向右的加速度时,导电球56将因其惯性力而抵抗磁铁59的磁力向左方运动,结果与第二电极和外壳组合体52的突起部分54相接触。从而,第一电极和外壳组合体51和第二电极和外壳组合体52将通过导电球56而互相电连接,输出一个加速度探测信号。第16实施例
图41用来说明根据本发明第16实施例的一种加速度传感器。其中对应于图40的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器中,在绝缘单元57的容槽部分58中形成有多个,例如3个,框槽58a至58c,让磁铁59可以放入在这些框槽58a至58c中的某个框槽中。
根据该加速度传感器,与图36所示的加速度传感器相似,可以通过改变磁铁59放入在框槽58a至58c中的哪个框槽,或者改变使用磁铁的数目而容易地调节其探测灵敏度。第17实施例
图42用来说明根据本发明第17实施例的一种加速度传感器。其中对应于图40的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器,在绝缘单元57中形成有一个圆柱形容槽部分58,并且在该容槽部分58的内壁上形成有母螺纹槽58d。在磁铁59的一个预定表面上形成有一个凸形的或凹形的啮合槽59a,以与改锥头啮合。磁铁59通过把它拧入螺纹槽58d而被放入容槽部分58中。
根据具有这种结构的加速度传感器,因为磁铁59的放入位置可以用改锥调节,所以有可能与图37所示的加速度传感器相似,容易以无级方式调节加速度传感器的探测灵敏度。第18实施例
图43用来说明根据本发明第18实施例的一种加速度传感器。其中对应于图40的各结构成分和元件等用各相同的代号标注,对它们的详细说明将适当从略。
在该加速度传感器中,在绝缘单元57中形成有一个圆柱形容槽部分58,并且在容槽部分58的内壁上形成有图中未示出母螺纹槽。依次把一次压缩弹簧圈61和一个磁铁59放入容槽部分58,再从上面把一个公螺丝62拧入到容槽部分58的母螺纹中。
根据具有这种结构的加速度传感器,因为也可以用一个改锥来调节磁铁59的放入位置,所以有可能容易地以无级方式调节加速度传感器的探测灵敏度。
本发明并不局限于上述这些实施例。例如,在第4实施例中只说明了磁铁33被放置在导电球31的左上方位置的布局。然而,磁铁33也可以放置在导电球31的左下方位置处。在这种布局下,当加速度传感器处于正常状态时,导电球31将与电极针对32相接触,而当给该加速度传感器以一个加速度时,导电球31将抵抗磁铁33的磁力的垂直分力F2向上运动,结果与电极针对32分离。
对于图40所示类型的加速度传感器,有可能通过把含有磁铁59的绝缘单元57设置在第二电极和外壳组合体52的左方而变成一个上述类型的加速度传感器。
在第4实施例中,虽然只说明了这对平行电极针32被安排成接近水平状态的情况,但不一定需要把安们排成水平状态。例如,也可以让这对电极针32在30℃的范围之内倾斜,使得电极针对32靠近磁铁33的一端的位置低于另一端的位置。
虽然在上述各实施例中把两个相平行的电极针32用作为一对电极单元,但本发明并不局限于此,例如,也可以用一对电极板或者一对电极触点来作为电极单元。
如上所述,根据上述实施例的加速度传感器因为所安装的磁铁是预先被磁化了的,所以有可能防止导电球被磁化,从而有可能稳定地探测即使是微小的加速度。
由于磁铁被安装在外壳的一个预定的较外面的位置上,所以有可能容易地更换成另一块具有不同厚度的磁铁,从而容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。
根据上述实施例的制作加速度传感器的方法,因为在装配之后至少一次地通过提高温度把探测装置加热到一个预定的温度而对磁铁进行了热退磁,所以有可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。
因为磁铁被安装在电极和外壳组合体的一个预定的较外部的位置上,所以有可能容易地把它更换成另一个有不同厚度的磁铁,从而能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。
因为上述实施例的加速度传感器的结构使得能够调节磁铁磁力的大小,所以有可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。
根据上述实施例的加速度传感器因为可以调节磁铁的安装位置和磁铁的数目及尺寸,所以有可能容易地调节加速度传感器的探测灵敏度。
Claims (12)
1、一种探测装置,它包括:
一个装置主体,其中形成有一个容室;
多个电极单元,它们被互相平行地设置在该容室中;
一个导电可运动体,它被布局得能在一个被多个电极单元所包围的空间内运动;以及
一个磁铁,用于通过其磁力作用来保持该导电可运动体,
其中,当该装置主体被施加一个外力时,导电可运动体将抵抗由磁铁磁力所形成的保持力而运动,结果与多个电极单元发生电接触,并输出一个对应于该电接触的探测信号。
2、根据权利要求1的探测装置,其中
多个电极单元是水平地放置的,并且
磁铁的放置使得它的中心位置高于多个电极单元的放置位置。
3、根据权利要求1的探测装置,其中
多个电极单元是水平地放置的,
磁铁具有平板形状,并沿其厚度方向磁化,并且
磁铁和多个电极单元的布局位置关系使得磁铁的厚度方向与多个电极单元的轴方向相交。
4、根据权利要求1的探测装置,其中多个电极单元是一些电极针,并且导电可运动体是一个球体,它被以可运动的方式设置在各电极针的上方。
5、一种电子设备,它包括:
一个根据权利要求1的探测装置;以及
一个处理装置,用于根据自该探测装置输出的探测信号进行相应的处理。
6、一种探测装置,它包括:
一个绝缘装置主体,其中形成有一个容室;
多个电极单元,它们被互相平行地设置在该装置主体内,使得这些电极单元穿过该容室并且它们的一部分从该装置主体伸出;
一个导电可运动体,它被以可运动的方式设置在该容室内,用来使一对相邻的电极单元互相电接触,以输出一个探测信号;以及
一个磁铁,用于通过其磁力把该导电可运动体保持在与各相邻电极单元在空间上分离的位置处。
7、一种电子设备,它包括:
一个根据要求6的探测装置;以及
一个基底,用来借助于各电极单元的一部分在其上安装该探测装置。
8、一种探测装置,它包括:
一个绝缘外壳,其中形成有一个容室;
一对电极,它们设置在该外壳的容室内;
一个导电体,它被以可运动的方式设置在该外壳的容室内,使得该导电体可以接触或离开这对电极;以及
一个磁铁,它预先经过了磁化,用来在正常情况下通过以磁力吸引导电体而把该导电体保持在一个或者离开或者接触这对电极的位置上,其中该磁铁是在导电体已被放入容室之后才安装在该外壳的一个预定的较外部的位置上的。
9、一种制作探测装置的方法,它包括:
第一步骤:把以下元部件装配在一起:一个在其内形成有一个容室的绝缘外壳;一对电极,它们被设置在该外壳的容室内;一个导电体,它以可运动的方式设置在该外壳的容室内,使得该导电体可以接触或离开这对电极;以及一个磁铁,它是经过预先磁化的,用于在正常情况下通过以其磁力吸引该导电体而把该导电体保持在一个离开或者接触这对电极的位置上;其中的磁铁被设置在该外壳的一个预定的较外部的位置上,以及其后的
第二步骤:至少一次地通过提高温度把该探测装置加、热到一个预定温度以对该磁铁进行热退磁。
10、一种探测装置,它包括:
一个第一电极和外壳组合体,其中形成有一个容槽部分;
一个第二电极和外壳组合体,它以互相绝缘的方式设置在第一电极和外壳组合体上,以盖住第一电极和外壳组合体的容槽部分;
一个导电体,它被以可运动的方式设置在第一电极和外壳组合体的容槽部分内,使得该导电体可以接触或离开第二电极和外壳组合体;以及
一个磁铁,它已经过预先磁化,它用于在正常情况下通过以其磁力吸引导电体而把该导电体保持在一个离开或接触第二电极和外壳组合体的位置上,其中该磁铁是在已经把导电体放入容槽部分之后才设置在第一电极和外壳组合体或第二电极和外壳组合体的一个预定的较外部的位置上的。
11、根据权利要求10的探测装置,它还包括一个磁力调节部分,用于调节该磁铁对该导电体的磁力的大小。
12、根据权利要求11的探测装置,其中磁力调节部分的结构使得该磁铁相对于该导电体的放置位置或该磁铁的数目或尺寸是可调节的。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN98100134A CN1194378A (zh) | 1997-01-14 | 1998-01-14 | 探测装置、制作该装置的方法和使用该装置的电子装置 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16002/97 | 1997-01-14 | ||
JP265159/97 | 1997-09-12 | ||
JP281200/97 | 1997-09-30 | ||
CN98100134A CN1194378A (zh) | 1997-01-14 | 1998-01-14 | 探测装置、制作该装置的方法和使用该装置的电子装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1194378A true CN1194378A (zh) | 1998-09-30 |
Family
ID=5215826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN98100134A Pending CN1194378A (zh) | 1997-01-14 | 1998-01-14 | 探测装置、制作该装置的方法和使用该装置的电子装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1194378A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109737942A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种传感器及终端 |
-
1998
- 1998-01-14 CN CN98100134A patent/CN1194378A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109737942A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种传感器及终端 |
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