DE2632421A1 - Vibration detecting burglar alarm mechanism and circuit - consists of mass on leaf spring and Hall generator motion detector - Google Patents

Vibration detecting burglar alarm mechanism and circuit - consists of mass on leaf spring and Hall generator motion detector

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Abstract

A burglar alarm or security mechanism and associated circuit consists of a small mass mounted on one end of a horizontal leaf spring, and a Hall effect motion generator. A leaf spring (4) is mounted with a bracket (2) and adjusting screw (3) horizontally on a base (1). At one end of the spring a soft iron or nickel head (5a) is mounted near a Hall effect generator (6) and associated with this is a resistance pair, three wire cable, amplifier and Schmitt trigger circuit. Additional devices can uses the same circuit via a matrix connection arrangement in the three wire cable. Any movement above a certain lower threshold is indicated by the Schmitt trigger circuit.

Description

Vorrichtung zur Feststellung einer sich ändernden BewegungDevice for detecting a changing movement

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung einer sich ändernden Bewegung, bei welcher Vorrichtung ein federnder Arm in seiner Längsrichtung einseitig festgespannt ist und von dem das seiner Masse entsprechende Beharrungsvermögen ausgenützt ist, um bei der Bewegung in der Bewegungsrichtung des Armes ein Signal zu erzeugen.The present invention relates to a device for detection a changing movement, in which device a resilient arm in its Is clamped in the longitudinal direction on one side and of which the corresponding to its mass Perseverance is used to help move in the direction of movement of the arm to generate a signal.

Bei Anlagen zur Einbruchssicherung ist es bekannt geworden in der Art eines Wagner'schen Hammers über den federnden Arm und einen Kontakt an dessen freien Ende; einer Spule eines Magneten Strom zuzuführen. Der Magnet zieht ein, ebenfalls am freien Ende des Arms angebrachtes Weicheisenstück nur so stark an, dass noch eine Kontaktgabe gewährleistet ist, so dass bei geringster Erschütterung der Strom an der Kontaktstelle sofort unterbrochen wird und der Arm als Wagner'scher Hammer zu schwingen beginnt. Die einzelnen Stromstösse können dann als Alarmsignal ausgewertet werden.In systems for burglar protection, it has become known in the Kind of a Wagner hammer over the resilient arm and a contact on it free end; to supply current to a coil of a magnet. The magnet moves in piece of soft iron also attached to the free end of the arm only so strongly that contact is still guaranteed, so that with the slightest vibration the current at the point of contact is immediately interrupted and the Arm as Wagner's hammer begins to swing. The individual power surges can can then be evaluated as an alarm signal.

Obschon derartige Vorrichtungen den Vorteil haben, dass der Kontakt, wie es bei-einem Wagner'schen Hammer üblich ISti selbstreinigend ist, kann es zu Störungen kommen, insbesondere muss der Ruhestrom immer die gleiche magnetische Kraft auf den Arm ausüben, weil eine zu hohe Kraft sofort den Arm zum Schwingen bringt, auch muss die Rückstellkraft genau eingestellt werden. Alle diese und auch noch weitere, hier nicht aufgezähite Bedingungen bei den Witterungseinflüssen konstant zu halten, ist fast undenkbar.Although such devices have the advantage that the contact, as is usual with a Wagner hammer, ISti self-cleaning, it can too Disturbances come, in particular the quiescent current must always be the same magnetic Apply force to the arm because too much force immediately causes the arm to swing brings, the restoring force must also be set precisely. All of these and also even more, not listed here, constant weather conditions holding on is almost unthinkable.

Zweck der Erfindung ist es, eine wie eingangs beschriebene Vorrichtung derart zu verbessern, dass Witterungseinflüsse, geringe Aenderungen des Stromes keine falsche Signalgabe erzeugen. Zugleich soll eine Manipulation an den Zuleitungen sofort einen Alarm auslösen.The purpose of the invention is to provide a device as described at the beginning to improve in such a way that weather influences, small changes in the current do not generate false signals. At the same time, manipulation of the supply lines should be carried out immediately trigger an alarm.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch gelöst, dass sich das freie Ende des federnden Arms im Einflussbereich einer elektrischen Messonde befindet, um bei einer Bewegung die durch die Messonde abgegebene elektrische Grössezu verändern.According to the invention, this is achieved in that the free end of the resilient arm is in the area of influence of an electrical measuring probe in order to at a movement to change the electrical quantity emitted by the measuring probe.

Die Messonde könnte beispielsweise ein Kallgeneratorsein, wobei das freie Ende des Armes einen Kopf aus ferromagnetischem Material tragen müsste. Der Hallgeneratorwirkt dabei als Messonde und eine Bewegung des Armes verändert dann die Kopplung zu dessen Ausgang. Somit muss durch die Zuleitung immer ein Strom fliessen. Ein Unterbruch oder die Einspeisung eines Fremdstromss führt unweigerlich zu einer Stromänderung und -damit zu einem auswertbaren Signal.The measuring probe could, for example, be a call generator, the free end of the arm would have to carry a head made of ferromagnetic material. Of the Hall generator acts as a measuring probe and a movement of the arm then changes the coupling to its output. This means that a current must always flow through the supply line. An interruption or the feed-in of an external current inevitably leads to a Current change and thus to an evaluable signal.

Eine weitere Lösung würde auch erhalten, wenn die Messonde ein Photoelement wäre, das mit einer Lichtquelle bestrahlt ist und der Arm eine Blende aufweist, durch die die Lichtstrahlen auf das Photoelement auftreffen können. Auch diese Anordnung führt zu den gleichen Vorteilen wie die oben angegebenen.Another solution would also be obtained if the measuring probe had a photo element would be that is irradiated with a light source and the arm has a diaphragm, through which the light rays can strike the photo element. This arrangement too leads to the same advantages as those given above.

Es wäre auch denkbar, dass Messonde und freies Ende des Armes zusammen einen Kondensator bilden, oder dass die Messonde eine Induktivität wäre, die mit dem Arm veränderbar ist, wobei der Kondensator als Kapazität und/oder die veränderbare Induktivität Teil eines Schwingkreises ist.It would also be conceivable that the measuring probe and the free end of the arm go together form a capacitor, or that the measuring probe would be an inductance, which with the arm is changeable, the capacitor as a capacitance and / or the changeable Inductance is part of an oscillating circuit.

Es wäre auch möglich, dass der Arm mittels eines Dauermagneten oder eines Elektromagneten in einer besonders günstigen Lage zur Messonde als Ruhelage gehalten wird, um die Vorrichtung erst bei Kräften, die grösser als die vorgegebene magnetische Kraft sind, zu aktivieren. Damit würde die Vorrichtung. nicht bei jeder kleinsten Erschütterung, wie vorbeifahrende Lastwagen oder ähnliche Bewegungen ansprechen.It would also be possible that the arm by means of a permanent magnet or an electromagnet in a particularly favorable position to the measuring probe as a rest position is held to the device only at forces that are greater than the specified magnetic force are to be activated. This would make the device. not with everyone smallest vibrations, such as passing trucks or similar movements.

Zwei mögliche Ausführungsbei-spiele werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführung der Messonde, Fig. 2 ein zugehöriges erstes elektrisches Schaltbild, Fig. 3 eine zweite Ausführung der Messonde und Fig. 4 ein zugehöriges zweites elektrisches Schaltbild.Two possible exemplary embodiments are shown below using the Drawing described. It shows: FIG. 1 a first embodiment of the measuring probe, FIG. 2 an associated first electrical circuit diagram, FIG. 3 a second embodiment the measuring probe and FIG. 4 an associated second electrical circuit diagram.

In Fig. 1 ist ein federnder Arm 4 über eine Stütze 2 mit einem Sockel 1 fest verbunden. Der Arm 4 weist eine über die Stütze hinausragende Verlängerung auf, in die eine Schraube 3 eingewindet ist. Am freien Ende des Armes ist ein Kopf 5a aus einem ferromagnetischen Material, A bespielsweise Weicheisen, Nickel, Nickelleg ierungef Y;ndc ähnliches. Als Messonde dient ein Hallgenerator 6. Das Gehäuseoberteil 7 kann, um Fremdeinflüsse abzuschirmen noch mit Abschirmmaterialien ausgekleidet sein.In Fig. 1, a resilient arm 4 is on a support 2 with a base 1 firmly connected. The arm 4 has an extension that projects beyond the support in which a screw 3 is threaded. At the free end of the arm is a Head 5a made of a ferromagnetic material, A for example soft iron, nickel, Nickel alloys like Y; ndc. A Hall generator 6 serves as the measuring probe Upper housing part 7 can still use shielding materials in order to shield external influences be lined.

Für den Betrieb einer demgemässen Vorrichtung kann eine elektrische Schaltungsanordnung gemäss Fig. 2 dienen. Das freie Ende des Armes 4 mit dem Kopf 5a wirkt auf den aktiven Teil 6 des Hallgenerators 20 ein. Der Hallgenerator 20 ist über drei Drähte 22 mit einer Auswerteschaltungsanordnung verbunden. Der mittlere der dargestellten drei Drähte dient zur Speisung des Hallgenerators 20 aus einem Spannungsteiler mit den Widerständen R4 und R3, die zwischen einer Spannungsquelle U und Masse liegen. Die beiden äusseren Drähte dienen zur Rückführung des Stromes aus dem Hallgenerator 20 in einen Differentialverstärker 23. Beide Eingänge dieses Verstärkers 23 sind über Widerstände R5 bzw. R6 mit Masse verbunden. Oer Ausgang des Differentialverstärkers 23 ist auf den Eingang eines Schmitt-Triggers 24 geführt, von dem ein zur Signalgabe nutzbares Signal abnehmbar ist. Der Vollständigkeit halber ist noch eine Matrix 21 dargestellt, über die mehrere Messonden auf nur eine Auswerteanordnung geführt sein können.For the operation of such a device, an electrical Circuit arrangement according to FIG. 2 are used. The free end of the arm 4 with the head 5a acts on the active part 6 of the Hall generator 20. The Hall generator 20 is connected to an evaluation circuit arrangement via three wires 22. The middle one the three wires shown are used to feed the Hall generator 20 from one Voltage divider with resistors R4 and R3 connected between a voltage source U and ground lie. The two outer wires are used to return the current from the Hall generator 20 into a differential amplifier 23. Both inputs of this Amplifiers 23 are connected to ground via resistors R5 and R6, respectively. Oer exit of the differential amplifier 23 is led to the input of a Schmitt trigger 24, from which a signal that can be used for signaling can be removed. For the sake of completeness a matrix 21 is also shown, via which several measuring probes on only one evaluation arrangement can be guided.

Die Wirkungsweise ist einfach. Eine Erschütterung des Gebers gemäss Fig. 1 bewirkt eine Aenderung des Stromes am Eingang des Differentialverstärkers 23 und führt zu einem Signal am Ausgang des Schmitt-Triggers 24. Ebensogut wird jegliche Manipulation an den Drähten 22, sei es ein Unterbruch oder die Einspeisung eines Fremdstromes zu einer Signalgabe.The way it works is simple. A shock to the giver according to Fig. 1 causes a change in the current at the input of the differential amplifier 23 and leads to a signal at the output of the Schmitt trigger 24. It is just as good any manipulation of the wires 22, be it an interruption or the feed an external current to a signaling.

Der Geber gemäss Fig. 3 ist perspektivisch dargestellt. Der federnde Arm 4 ist mit einer Schraube 2 gehaltert, wobei auch gleich wie im Geber gemäss Fig. 1 noch eine Einstellung mit einer Schraube 3 vorgesehen sein kann. Am freien Ende -des Armes 4 ist eine Blende 5b vorgesehen, die zwischen einer Lampe 6b und einem Photoelement 6a liegt. Eine Bewegung des Armes 4 bzw. der Blende 5b verändert den Lichtstrahl und damit das Ausgangssignal aus dem Photoelement 6a.The encoder according to FIG. 3 is shown in perspective. The springy one Arm 4 is held with a screw 2, which is also the same as in the encoder according to FIG Fig. 1 with another setting a screw 3 may be provided can. At the free end of the arm 4, a diaphragm 5b is provided, which between a Lamp 6b and a photo element 6a is located. A movement of the arm 4 or the diaphragm 5b changes the light beam and thus the output signal from the photo element 6a.

Eine zusätzliche Vorrichtung, bestehend aus einem ferromagnetischen Kopf 9 und einem verstellbaren Dauermagneten 6 gestattet, den Arm 4 in einer beliebigen Lage zu bremsen, um so die zur Auslenkung der Blende 5b notwendige Kraft nach unten zu begrenzen. Damit wird erreicht, dass nur Erschütterungen, die einer höheren Kraft entsprechen eine Auslenkung bewirken, aber alle geringeren Erschütterungen unbeachtet bleiben. Während diese Vorrichtung zur Bremsung nur beim Geber gemäss Fig. 3 dargestellt ist, wäre dieselbe aber auch beim Geber gemäss Fig. 1 denkbar.An additional device consisting of a ferromagnetic Head 9 and an adjustable permanent magnet 6 allows the arm 4 in any desired To brake position so as to apply the force necessary to deflect the diaphragm 5b downwards to limit. This ensures that only shocks caused by a higher force correspond to a deflection, but ignore all minor vibrations stay. While this device for braking is only shown in the encoder according to FIG is, the same would also be conceivable for the encoder according to FIG. 1.

Die elektrische Schaltungsanordnung gemäss Fig. 4 unterscheidet sich grundsätzlich nicht von derjenigen gemäss Fig. 2 nur dass hierbei die Speisung mittels eines NF-Generators 25 erfolgt und dementsprechend zur Auswertung ein Gleichrichterverstärker 26 vorgesehen sein muss.The electrical circuit arrangement according to FIG. 4 differs basically not from that according to FIG. 2, only that here the supply by means of an LF generator 25 takes place and accordingly a rectifier amplifier for evaluation 26 must be provided.

In dieser Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass der Geber als Schutzvorrichtung an Türen und Fenstern befestigt wird. Es ist aber auch denkbar, dass beispielsweise Autos, Motos oder sogar Fahrrädermit dieser Schutzvorrichtung versehen werden könnten, auch könnten gleichförmige Bewegungen überwacht werden, um bei jeder Aenderung der Geschwindigkeit ein Signal zu geben.In this description it was assumed that the encoder is used as the Protective device is attached to doors and windows. But it is also conceivable that for example cars, motos or even bicycles with this protection device could be provided, even movements could be monitored, to give a signal every time the speed changes.

Um die Ansprechempfindlichkeit zu erhöhen, wäre es auch denkbar, den Arm 4 über einen mechanischen Verstärker mit einer Membrane zu verbinden, um nicht nur Bewegungen des Gebers selbst festzustellen, sondern möglicherweise auch ein Signal als Folge von Geräuschen zu erzeugen. -In order to increase the sensitivity, it would also be conceivable to use the Arm 4 to be connected to a membrane via a mechanical amplifier so as not to only detect movements of the encoder itself, but possibly also a Generate signal as a result of noise. -

Claims (7)

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Feststellung einer sich ändernden Bewiegung, bei welcher Vorrichtung ein federnder Arm in seiner Längsrichtung einseitig festgespannt ist und von dem das seiner Masse entsprechende Beharrungsvermögen ausgenützt ist, um bei Bewegung in der Bewegungsrichtung des Armes ein Signal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass sich das freie Ende des federnden Armes (4) im Einflussbereich einer elektrischen Messonde (6, 6a) befindet, um bei einer Bewegung die jeweilige elektrische Grösse zu verändern. Claims 1. Device for determining a changing Movement, in which device a resilient arm is one-sided in its longitudinal direction is clamped and exploited the inertia corresponding to its mass is to generate a signal when moving in the direction of movement of the arm, characterized in that the free end of the resilient arm (4) is in the area of influence an electrical measuring probe (6, 6a) is located to measure the respective to change electrical size. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messonde (6) ein Hallgenerator (20) ist und das freie Ende des Armes (4) einen Kopf (5a) aus ferromagnetischem Material trägt.2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring probe (6) is a Hall generator (20) and the free end of the arm (4) has a head (5a) made of ferromagnetic material. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messonde (6a) ein durch eine Lichtquelle (6b) bestrahltes Photoelement (6a) ist und das freie Ende des Armes (4) eine zwischen Lichtquelle (6b)- und Photoelement (6a) liegende Blende (5b) trägt.3. Device according to claim 1, characterized in that the measuring probe (6a) is a photo element (6a) irradiated by a light source (6b) and the free one At the end of the arm (4) a light source (6b) - and photo element (6a) lying between the light source Cover (5b) carries. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messonde eine mit dem freien Ende des Armes t4) veränderbare Induktivität oder Kapazität ist.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the measuring probe a variable inductance or capacitance with the free end of the arm t4) is. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivität oder die Kapazität der frequenzbestimmende Teil eines Schwingerkreises ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the inductance or the capacitance is the frequency-determining part of an oscillating circuit. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Armes (4) mittels eines Magneten t83 in der einer zur Messonde in gegebener Abhängigkeit stehenden Lage abgebremst ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the free end of the arm (4) by means of a magnet t83 in the one to the measuring probe is braked in the given dependency position. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung eine Ausgangslage definiert.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the braking defines a starting point. 6. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 für die Feststellung von Erschütterungen, als Sicherungsanlage.6. Use of the device according to claim 1 for the detection from vibrations, as a safety system.
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