DE2041473A1

DE2041473A1 - Kontaktloser kapazitiver Druckschalter

Info

Publication number: DE2041473A1
Application number: DE19702041473
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Tschakarov Gantschev; Dipl-Ing Balkandschie Georgiev; Dipl-Ing Antonov Lubo Jordanov; Dipl-Ing Sacharieva M Kirilova; Dipl-Ing Pandov Evg Kostadinov
Original assignee: Isot DSO
Current assignee: Isot DSO
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-08-20
Publication date: 1971-07-01
Also published as: FR2059273A5

Description

ztä der-

Patentanmeldung
der Firma

DSO »ISO Ϊ■■"■ Sofiaj Vischegradski-Straße 46 BULGARIEN

betreffend
Kontaktloser kapazitiver Druckschalter

(Priorität; 15.Dezember 1969, Bulgarien, Nr. 13 541)

Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen kapazitiven Druckschaltsr zur Informationseingabe,, insbesondre In Schaltungen mit integriertem MOS-Eingang.

Es ißt ein kontaktloser Kapazitivdruckknopf bekannt, der mit einer integrierten MOS-Schaltung zur Aufzugsteuerung verbunden-ist. Dieser Kapazitivdruckknopf besitzt eine Metallmembran,, die mit dam Eingang der MOS-Schaltung verbunden ist, Vor der Membran ist eine halbdurcb.sichfeige Iijolationslamel» Ie angeordnet, welche die Uolltj eine« Dielektrikuraa des Kapazitivdraickknopfco spielt. Die Funktion einer zweiten- Elektrode wird vom Finger der Bedienungsperson,--die. den Aufzug steuert, erfüllt» Berührt der Pinger das dielektrische Platt-

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chen (die Lamelle), so werden parasitäre Signalströme mit Netzfrequenz auf kapazitivem Wege vom Körper der Bedienungsperson auf den Eingang der Schaltung übertragen, und die Aufzugsteuerung wird betätigt.

Nachteile dieses Druckknopfes bestehen darin, daß die Bedienungsperson selbst als bewegliche Elektrode wirkt und daß das parasitäre Netzfrequenz-Signal, das eine ganz zufällige Zeitfunktion darstellt, als Nutzsignal dient. Infolge- ψ dessen ist der kontaktlose Kapazitivdrackknopf des beschriebenen Typs bei Digital-Einrichtungen nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obenpngeführten Mangel zu beseitigen und einen kapazitiven Druckschalter zu schaf~ fen, der mittels eines synchronisierten Standard-Signals eine kontaktlose Informationseingabe in Dlgital-Schaltungen mit integriertem MOS-Eingang bei großer Betriebssicherheit und einfacher Herstellbarkeit des Erzeugnisses ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch zwei, in einer Ebene angeord~ nete und voneinander isolierte unbewegliche Metallam«llen und eine bewegliche dielektrische Platte, die über den unbeweglichen Metallamellen angeordnet ist, gelöst.

Die obere Vorderfläche der dielektrischen Platte ist metallisiert. Die Platte ist so angeordnet,daß die senkrechte Projektion der Metallschicht nuf die Ebene der unbeweglichen Metallamellen von diesen gleichen Flüchen bedeckt* Die

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zwei unbeweglichen Metallamellen stellen samt der Metallschicht der beweglichen dielektrischen Metallplatte die Elektroden zweier in Serie geschalteter Kondensatoren dar, -wobei die Metallschicht die gemeinsame Elektrode bildet.

Die bewegliche dielektrische Platte besteht aus Kondensatorkeramik mit hoher Dielektrizitätskonstante. Die unbeweglichen Metallamellen sind als kleine Metallfolien-Inseln auf einer Getinaxplatte nach der Technik des Auföruekens von Schaltungen auf Isolationsfolien angebracht. Zwischen den beiden unbeweglichen Metallamellen ist ein geerdeter abschirmender Streifen angeordnet.

Im folgenden ist-ein bevorzugtes Ausfühnungsbeispiel des erfindimgsgemäßen kontaktlosen kapazitiven Drüeksch&lters anhand der Zeichnungen beschrieben! darinzeigen

Pigc 1 ein konstruktives (a) und ein elektrisches

■ (b) Schema des kontaktlosen kapazitiven Druckschalter s in offener Stellung und

Fig. 2 ein konstruktives (a) und ein elektrisches (b) Schema des Schalters in geschlossener Stellung«

Gemäß Fig. 1a und 2a ist dar erfindungsgemäße kontaktlose kapazitive Druckschalter mit zwei unbeweglichen Metallamellen 1 und 2 versehen» d ie als Metallfolien-Inseln auf der Getinaxplatte 5 angebracht sind. Die Metallamellen 1 und 2 sind .in-, einer Ebene angeordnet und vontsinandor isoliert. Ober den Metallamellea 1 und. 2 befindet sich eine bewegbare dieXektei»

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sehe Platte 3, auf deren Vorderfläche eine Metallschicht 4 aufgetragen ist. Die senkrechte Projektion der Metallschicht 4 auf die Ebene der unbeweglichen Metallamellen 1 und 2 nimmt von diesen gleichen Flächen ein. Dabei bilden die Metallamellen 1 und 2 und die Metallschicht 4 zwei in Serie geschaltete Kondensatoren 1, 4 und 4,2 wobei die Metallschicht 4 die gemeinsame Elektrode darstellt. Somit ist die resultierende Kapazität C₁,- zwischen den Metallamellen 1 und 2 durch die Gleichung

^C1,4 ·' ^C4,2 C - ____ L_1f2p

^C1,4 ^{+ C}4,2

gegeben, worin C₄. * die Kapazität des Kondensators 1,4, C, « die Kapazität des Kondensators 4,2 und C_-. gp ^die parasitäre Kapazität zwischen den Metallamellen 1 und 2 bedeuten. Um die parasitäre Kapazität C. _2p zu verringern, ist zwischen den beiden unbeweglichen Iletallamellen ein geerdeter abschirmender Streifen 6 angeordnet.

Bei geöffnetem Schalter (Fig. 1a) ist die Kapazität C_{1 o} sehr klein, da der Abstand zwischen den Elektroden 1 und 4 sowie 4 und 2 groß und mit Luft gefüllt ist, die eine kleine Dielektrizitätskonstante besitzt. Demzufolge 1st das von der Metallamelle 1 zur Metallamelle 2 kapazitiv gelangende Signal sehr schwach und kann den Eingang dor integrierten MOS-Schaltung der entsprechenden Einrichtung nicht betätigen.

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Bei gesperrtem Schalter liegt gemäß FIg₄ 2a die bewegliche dielektrische Platte 3 dicht an den unbeweglichen Metalllamellen 1 und 2» Die dielektrische Platte 3 "besteht aus Kondensatorkeramik mit hoher Dielektrizitätskonstante (e > 5000 F/m). Die Vorderfläche der Metalischicht ist equipotential und erfüllt die Funktion einer gemeinsamen Elektrode der beiden in Serie 'liegenden'.Kondensatoren, deren Dielektrikum die Keramikplatte lind den Luftzwischenraum zwischen der Keramikplatte und den Metallamellen bilden» Der Luftzwischenraum wird von der Rauhigkeit, der .Oberfläche der Keramikplatte und der Metallamellen bestimmt und ist sehr klein. Auf diese Weise wird die resultierende Kapazität'C₁- ^ wesentlich erhöht»und das durch sie übertragene Signal besitzt eine genügende -Amplitude».um-'den Eingang* der MQS-Schaltung zu '■ betätigen. Dabei kann das dem Eingang des -Drucksc'hal~ ters zugeführte Signal ein Standard oder■synchronisiertes Signal sein, so daß die beim Drücken des Schalters eingegebene Information nicht als zufällige Größe gegenüber «tea Synchronbetrieb der Einrichtung auftritt.

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Claims

DA-6625 ANSPRÜCHE

1. Kontaktloser kapazitiver Druckschalter, gekennzeichnet durch zwei in einer Ebene angeordnete und voneinander Isolierte unbewegliche Metallamellen (1,2) und eine über den unbeweglichen Metallamellen und peral IeI zu diesen angeordnete bevzegbare dielektrische Platte (3)»

P auf deren oberer Vorderfläche eine Metallschicht (4) aufgebracht 1st, die mit den beiden Metallamellen zwei in Serie geschaltete Kondensatoren (1-4,4-2) bildet» wobei die Metallschicht die gemeinsame Elektrode darstellt.

2. Schalter nach -i sprach 1, dadurch gekennzeichnet , ä"^r: die senkrechte Projektion der Metallschicht (4) auf die Ebene der Metal TAameIlen (1,2) von diesen gleiche Flächen verdeckt.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die baweßbare dielektrische Platte (3) aus Kondensatorkeramik mit einer Dielektrizitätskonstante, die größer ist als 5000 F/m, besteht.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet , daß die unbeweglichen Metallamellen (1,2) als Metallfolien-Inseln auf einer Getinaxplatte (5) nach der Technik der gedruckten Schaltungen angebracht sind.

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5'» Schalter nach einem der ''Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k en η ζ eich n e t ₉ daß zwischen.-den unbeweglichen Metallaraellen (1,2) ein geerdeter abschirmender Streifen (6) angeordnet ist.

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