DE2634696B1 - Elektrische Schaltung zum UEbertragen und Verstaerken der Signale eines piezoelektrischen Messgebers - Google Patents

Description

• Schaltet der Transistor 6 durch, laden sich die Kondensatoren 12 und 14. Der Ladestrom wird begrenzt durch den Widerstand 13. Die Spannung am Kondensator 14 steigt nach einer e-Funktion. Ist die Dauer der Störung kürzer als die Störunterdrückungszeit - das ist die Zeit, in der die Spannung am Kondensator 14 die Schwellenspannung, gebildet durch die Zenerspannung und die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 5, erreicht -, sperren alle Transistoren. Die Kondensatoren entladen sich wieder. Der Ausgang hat nur für die Dauer des Störimpulses durchgeschaltet.
• Bei Fingerdruck werden nacheinander alle drei Transistoren 3,5 und 6 leitend. Die Kondensatoren 14 und 12 werden über den Widerstand 13 geladen.
• Überschreitet die Spannung am Kondensator 14 die Schwellenspannung, so wird ab diesem Zeitpunkt der Kondensator 12 durch den Basisstrom des Transistors 5 geladen. Transistor 5 und Transistor 6 bleiben leitend. Ist der Kondensator 12 voll aufgeladen, kann kein Ladestrom - das ist der Basisstrom des Transistors 5 -mehr fließen Der Transistor 5 sperrt und demzufolge auch der Transistor 6. Die Kondensatoren werden über den Widerstand 13 und die Diode 16 entladen. Der Ausgang 9 hat für die Dauer der Ladung des Kondensators 12 durchgeschaltet. Hierdurch ergibt sich die Dauer des Ausgangsimpulses.
• Die erfindungsgemäße Drucktaste dient zur kontakt-und weglosen Befehlsgabe für Aufzugsteuerung oder ähnliches. Gegenüber den an sich bekannten kapazitiven Tasten oder Sensortasten ist die Piezotaste unempfindlich gegenüber Umgebungseinflüssen wie Feuchtigkeit oder Schmutz. Außerdem ist eine ungewollte Fehlbetätigung, z. B. Festklemmen einer Taste, ausgeschlossen, da die Piezotaste nur auf Druckänderungen anspricht In Verbindung mit einem üblichen Steuerungssystem, das im allgemeinen in der Gedächtnisfunktion eine Schaltverzögerung von ca. 3 ms aufweist, sind somit auch die Fehlschaltungen durch Störimpulse ausgeschaltet.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Elektrische Schaltung zum Übertragen und Verstärken der Signale eines piezoelektrischen Meßgebers, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung (3, 5, 6) in Wirkabhängigkeit von einer verzögert ansprechenden Zeitspeicherschaltung (12) steht 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung aus einer Kettenschaltung von mehreren Transistorverstärkerstufen (3, 5, 6) besteht und die verzögert ansprechende Schaltung durch einen Kondensator (14) und eine Zenerdiode (15) gebildet ist 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung von Kondensator (14) und in Ladestromrichtung gepolter Zenerdiode (15) zwischen positiver Zuleitung und Verbindung der ersten (3) mit der zweiten Verstärkerstufe (5) liegt und parallel zu diesem Kondensator die Reihenschaltung von Kondensator (12) und Widerstand (11, 13) zur Zeitspeicherbildung geschaltet ist 4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Kondensator (14) weiterhin eine dem Ladestrom entgegengesetzt gepolte Diode (16) parallel liegt.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltung zum Übertragen und Verstärken der Signale eines piezoelektrischen Meßgebers.

   Bekannte elektrische Schaltungen der obengenannten Art (CH-PS 4 94 953) dienen insbesondere für die Druckkraft- oder Beschleunigungsmessung. Derartige Schaltungen sind im allgemeinen mit einer relativ großen Verstärkung versehen, so daß auch Störimpulse mit verstärkt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Schaltungen in der Weise zu verbessern, daß sie für handbetätigte Drucktasten verwendbar sind. Dies wird gemäß der Erfindung auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Verstärkerschaltung in Wirkabhängigkeit von einer verzögert ansprechenden Zeitspeicherschaltung steht Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Hochohmigkeit der an sich bekannten Schaltung die Störanfälligkeit gegenüber induktiv oder kapazitiv eingekoppelten Störungen relativ groß ist, wobei diese Störungen im allgemeinen eine Dauer von weniger als 1 Millisekunde haben. Ein Betätigen der Drucktaste hingegen mit dem Finger dauert im allgemeinen länger als 50 ms. Die erfindungsgemäße Schaltung kann daher so ausgelegt werden, daß Signale am Eingang erst dann ein ca eine Sekunde langes Ausgangssignal hervorrufen, wenn sie länger als eine ms sind. Die Stromunterdrükkungszeit kann auf einfache Weise festgelegt werden, wenn die Verstärkerschaltung aus einer Kettenschaltung von mehreren Transistorverstärkerstufen besteht und die verzögert ansprechende Schaltung durch einen Kondensator und eine Zenerdiode gebildet ist. Gemäß einer einfachen Schaltungsausführung des Gegenstandes der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Reihenschaltung von Kondensator und in Ladestromrichtung gepolter Zenerdiode zwischen positiver Zuleitung und Verbindung der ersten mit der zweiten Verstärkerstufe liegt und parallel zu diesem Kondensator die Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand zur Zeitspeicherbildung geschaltet ist.

   Die Rückladung des den Zeitspeicher bewirkenden Kondensators wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß dem ersten Kondensator weiterhin eine dem Ladestrom entgegengesetzt gepolte Diode parallel liegt Anhand der Zeichnung wird ein Schaltungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert Dem piezokeramischen Element 1 ist eine die Rückladung des Elementes bei Wegnahme des Druckes bewirkende Diode 2 sowie die Basis-Emitter-Strecke eines Transistor 3 parallel geschaltet Der Kollektor des eines Transistors 3 parallel geschaltet. Der Kollektor des eines weiteren Transistors 5 angeschlossen. Der Transistor 5 ist im Gegensatz zum Transistor 3 und 6 ein PNP-Transistor. Der Kollektoranschluß des Transistors 5 ist über einen Widerstand 7 an die Basis des Transistors 6 angeschlossen. Die Verbindungsstelle des Widerstandes 7 mit der Basis des Transistors 6 liegt über einen Widerstand 8 an dem Minuspol und gleichzeitig parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Kollektors 6. Der Minuspol liegt weiterhin an der einen Seite des piezokeramischen Elements 1. Die das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors 6 abführende Anschlußklemme ist mit 9 bezeichnet. Die positive Zuleitung liegt über einen Gleichrichter 10 einerseits am Emitter des Transistors 5 und andererseits über einen Widerstand 11 am Kollektor des Transistors 6. Am Kollektor des Transistors 6 liegt weiterhin ein den Zeitspeicher bestimmender Kondensator 12, dessen anderes Ende über einen Widerstand 13 an der Verbindungsstelle zwischen Kondensator 14 und Zenerdiode 15 liegt. Der die Störunterdrückzeit bestimmende Kondensator 14 liegt mit seinem anderen Ende an der positiven Netzzuleitung und die in Ladestromrichtung gepolte Zenerdiode liegt mit ihrem anderen Ende an der Verbindung des Widerstandes 4 mit der Basis des Transistors 5. Parallel zum Kondensator 14 ist eine Diode 16 geschaltet.

   Zur Funktion der aufgezeigten Schaltung wird folgendes ausgeführt:. Das aktive Element der mit einem piezoelektrischen Meßgeber ausgestatteten Drucktaste ist ein Streifen aus piezokeramischem Material. Der Piezostreifen ist sehr hochohmig. Er muß auch sehr hochohmig abgeschlossen werden. Durch Druck auf den Piezostreifen entstehen Ladungsverschiebungen, die den nachgeschalteten Transistor 3 durchsteuern. Die Rückladung des Piezostreifens bei Wegnahme des Druckes erfolgt über die Diode 2. Durch die Hochohmigkeit der Schaltung ist die Störanfälligkeit gegenüber induktiv oder kapazitiv eingekoppelten Störungen relativ groß. Diese Störungen haben im allgemeinen eine Länge von weniger als 1 ms. Das Betätigen der Drucktaste mit dem Finger dauert immer länger als 50 ms. Die Schaltung wird nun so ausgelegt, daß Signale vom Transistor 3 erst dann ein ca. eine Sekunde langes Ausgangssignal hervorrufen, wenn sie länger als 1 ms sind. Diese Stromunterdrückungszeit kann durch Vergrößern der Kapazität 14 verlängert werden.

   Die Störimpulse können über den hochohmigen Eingang des Transistor 3 eingekoppelt werden und in der Folge alle drei Transistoren 3,5und 6 durchsteuern oder über den Ausgang 9 den Transistor 6 durchsteuern.