DE3030087A1

DE3030087A1 - MOTION SENSOR

Info

Publication number: DE3030087A1
Application number: DE19803030087
Authority: DE
Inventors: John Louis Los Angeles Calif. Rolando
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-10-22
Also published as: GB2072834A; GB2072834B; JPS56141524A; MX148473A; CA1159128A

Description

BewegungsabtastvorrichtungMotion sensing device

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsabtastvorrichtung mit einem Bewegungssensor und einer Einrichtung zur Steuerung der Empfindlichkeit der Vorrichtung.The invention relates to a movement sensing device with a movement sensor and a device for controlling the sensitivity the device.

Die Bewegung einer Plattform, auf der der Sensor angeordnet werden kann, wird von einer Einrichtung erfasst, die aus einem im wesentlichen lichtundurchlässigen Trägheitselement besteht, das auf einer konkaven Fläche beweglich gelagert ist, die ebenfalls im wesentlichen lichtundurchlässig ist, mit Ausnahme eines lichtdurchlässigen Fensterbereiches an ihrer untersten Stelle. Das Trägheitselement hat eine solche Grosse, dass es wenigstens einen Teil des Fensterbereiches bedeckt.The movement of a platform on which the sensor can be arranged is detected by a device consisting of a consists essentially opaque inertia element, which is movably mounted on a concave surface, which also is essentially opaque, with the exception of a translucent window area at its lowest point. That The inertia element is of such a size that it covers at least part of the window area.

Eine Lichtquelle und eine Fotozelle, die gegen nicht von der Lichtquelle kommendes Licht abgeschirmt ist, sind auf gegenüberliegenden Seiten des Fensterbereiches angeordnet, so dass bei einer Bewegung des Trägheitselementes über den Fensterbereich die Lichtmenge geändert wird, die die Fotozelle von der Quelle erreicht.A light source and a photocell that oppose not from the light source incoming light is shielded are arranged on opposite sides of the window area, so that at one Movement of the inertial element across the window area changes the amount of light that reaches the photocell from the source.

Ein Signalgenerator spricht auf Änderungen der die Fotozelle von der Lichtquelle erreichenden Lichtmenge an. Die Grosse der Lichtmengenänderung, die in der Lage ist, den Signalgenerator zu veranlassen, anzusprechen, kann durch Einstellung einer Schwellwertsteuerung geändert werden.A signal generator responds to changes in the amount of light reaching the photocell from the light source. The size of the A change in the amount of light that is able to cause the signal generator to respond can be achieved by setting a threshold control be changed.

130043/0579130043/0579

Das abgegebene Signal kann zur Betätigung von Warneinrichtungen oder Steuermechanismen, wie Ventilen usw., verwendet werden.The emitted signal can be used to operate warning devices or control mechanisms, such as valves, etc.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 beispielsweise erläutert.The invention is illustrated below with reference to FIGS. 1 and 2, for example explained.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt des Bewegungssensors undFig. 1 shows a cross section of the motion sensor and

Fig. 2 ein Schaltbild des Sensors in Fig. 1, der Schwellwertsteuerung und des Signalgenerators.FIG. 2 is a circuit diagram of the sensor in FIG. 1, the threshold value control and the signal generator.

130043/0579130043/0579

Die Bewegungsabtastvorrichtung hat einen Bewegungssensor und einen Signalgenerator mit einer Schwellwertsteuerung, die derart einstellbar ist, dass der Signalgenerator auf unterschiedliche Grossen der vom Sensor erfassten Bewegung anspricht.The motion sensing device has a motion sensor and a signal generator with a threshold control such it can be set so that the signal generator responds to different magnitudes of the movement detected by the sensor.

Wie Fig. 1 zeigt, hat der Bewegungssensor einen mit Füllmaterial gefüllten Behälter 10, der eine Grundplatte bildet, die zum Beispiel durch Stützen 10a auf einer Plattform bzw. einer Vorrichtung angeordnet werden kann, deren Bewegung erfasst werden soll. Im Behälter 10 ist durch einen Ring 11 eine Einrichtung angeordnet, die aus einem lichtundurchlässigen Trägheitselement 12 besteht, das in einem lichtundurchlässigen rohrförmigen Träger 13 angeordnet ist, der an seinem unteren Ende eine innere konkave obere Fläche 14 in Form eines Teils einer Kugel hat, die mit einem zentralen transparenten Fenster 15 in ihrem untersten Teil vei— sehen ist.As FIG. 1 shows, the motion sensor has a container 10 filled with filling material, which forms a base plate, for example can be arranged by supports 10a on a platform or a device, the movement of which is to be detected. in the Container 10 is arranged by a ring 11 a device consisting of an opaque inertial element 12, which is arranged in an opaque tubular carrier 13 is, which at its lower end has an inner concave upper surface 14 in the form of part of a sphere, which with a central transparent window 15 in its lowest part see is.

Das Trägheitselement 12 besteht aus einem Quecksilbertropfen mit einer solchen Grosse, dass er den Hauptteil der Fläche des Fensters 15 bedeckt, für bestimmte Anwendungsfälle kann es jedoch erwünscht sein, den Quecksilbertropfen durch eine Metallkugel zu ersetzen und/oder das Trägheitselement so zu bemessen, dass es das Fenster bedeckt.The inertial element 12 consists of a drop of mercury of such a size that it covers the major part of the surface of the Window 15 covered, but for certain applications it may be desirable to pass the mercury drop through a metal ball to replace and / or dimension the inertia element to cover the window.

Der Träger 13 trägt an seinem oberen Ende einen Verschluss 17 aus elastischem Material wie Gummi. Der Verschluss 17 hat eine zentrale Öffnung 18, die so bemessen ist, dass sie eine Lichtemissionsdiode 19 aufnimmt und hält, die, wenn sie von einer Spannungsquelle 27 über Leitungen 20 nach Masse (Fig. 2) erregt wird, Licht in axialer Richtung des Trägers 13 gegen die Räche 14,The carrier 13 carries a closure 17 at its upper end made of elastic material such as rubber. The shutter 17 has a central opening 18 which is dimensioned so that it is a light emitting diode 19 receives and holds which, when excited by a voltage source 27 via lines 20 to ground (Fig. 2) is, light in the axial direction of the carrier 13 against the throat 14,

130043/0579130043/0579

das Fenster 15 und das Trägheitselement 12 emittiert.the window 15 and the inertia element 12 emitted.

Am unteren Ende des Trägers 13 ist vorzugsweise ein becherförmiger Einsatz 21 angeordnet, in dem sich zentral direkt unter dem Fenster 15 ein Fototransistor 22 befindet, dessen Anschlussleitungen 23 durch eine Durchführungsöffnung 24 in der Wandung des Einsatzes verlaufen.At the lower end of the carrier 13 a cup-shaped insert 21 is preferably arranged, in which a phototransistor 22 is located centrally directly under the window 15, the connecting lines 23 of which run through a feed-through opening 24 in the wall of the insert.

Eine Bewegung der Plattform, auf der sich der Behälter 10 befindet, verursacht eine Bewegung des Quecksilbertropfens 12 bezüglich des Fensters 15 und damit eine Änderung der Lichtmenge der Quelle 19, die den Fototransistor 22 erreicht. Dadurch wird ein erfassbares Ausgangssignal vom Fototransistor erzeugt, das zur Steuerung des Signalgenerators verwendet wird.Movement of the platform on which the container 10 is located causes a movement of the mercury drop 12 with respect to the window 15 and thus a change in the amount of light the source 19 which reaches the phototransistor 22. Through this a detectable output signal is generated by the phototransistor, which is used to control the signal generator will.

Wie Fig. 2 zeigt, verläuft das Ausgangssignal des Fototransistors 22, der über eine Leitung 25 erregt wird, die über einen Widerstand 26 mit der Spannungsquelle 27 verbunden ist, über eine Leitung 30 zum einen Eingang eines Komparators 32, dessen anderer Eingang über eine Leitung 33 mit dem Abgriff eines Potentiometers 35 verbunden ist, dessen Wicklung zu Widerständen 36 und 37 eines Spannungsteilernetzwerkes in Reihe geschaltet ist. Der Komparator 32 ist ein Differentialverstärker mit hoher Verstärkung, dessen Ausgangssignal sich von einem hohen auf einen niedrigen Pegel ändert, wenn die Spannung an seinem Eingang 30 über die Spannung an seinem Eingang 33 steigt. Durch Einstellen des Potentiometers 35 zur Erhöhung des Spannungseingangssignals über die Leitung 33 ist somit ein grösseres Spannungseingangssignal auf der Leitung 30 erforderlich, um das Ausgangsstgnal desAs FIG. 2 shows, the output signal of the phototransistor 22, which is excited via a line 25 which is connected to the voltage source 27 via a resistor 26, runs via a line 30 to one input of a comparator 32, the other input of which is via a line 33 is connected to the tap of a potentiometer 35, the winding of which is connected in series with resistors 36 and 37 of a voltage divider network. The comparator 32 is a high gain differential amplifier whose output signal changes from a high to a low level when the voltage at its input 30 rises above the voltage at its input 33. By adjusting the potentiometer 35 to increase the voltage input signal via the line 33, a larger voltage input signal on the line 30 is required to increase the output signal of the

130043/0579130043/0579

Komparators 32 von einem hohen auf einen niedrigen Pegel zu ändern. Diese Anordnung bildet somit eine Schwellwertsteuerung, durch die die auf den Fototransistor 22 fallende Lichtmenge, die erforderlich ist, um eine Änderung des Zustandes des Komparators 32 hervorzurufen, gewünschtenfalls erhöht oder verringert werden kann.Comparator 32 to change from a high to a low level. This arrangement thus forms a threshold control, by the amount of light falling on the phototransistor 22 which is required to cause a change in the state of the comparator 32 can be increased or decreased if desired.

Der Signalgenerator wird vom Komparator 32 gesteuert, um einen Signalimpuls einstellbarer Dauer bei einer Änderung des Zustandes des Komparators abzugeben. Der Generator besteht aus einem NOR-Glied 40, dessen einer Eingang über eine Leitung 41 mit dem Ausgang des Komparators 32 verbunden und dessen anderer Eingang über eine Leitung 42 an Masse liegt. Die Anordnung ist derart, dass, wenn das Ausgangssignal des Komparators 32 von einem hohen auf einen niedrigen Pegel übergeht, ein Impuls am Ausgang des NOR-Gliedes 40 erzeugt wird.The signal generator is controlled by the comparator 32 to generate a signal pulse of adjustable duration when the State of the comparator. The generator consists of a NOR element 40, one input of which is via a line 41 is connected to the output of the comparator 32 and the other input of which is connected to ground via a line 42. The order is such that when the output of the comparator 32 goes from high to low, a pulse is generated at the output of the NOR gate 40.

Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 40 ist über eine Leitung 43 mit einem monostabilen Multivibrator 45 verbunden, der in Abhängigkeit von einem Eingangsimpuls auf der Leitung 43 auf der Leitung 46 einen Impuls abgibt, dessen Dauer von einem Widerstands/Kapazitäts-Netzwerk 48 gesteuert wird, das zwischen den Multivibrator 45 und eine Leitung 49 geschaltet ist, die über die Leitung 27 mit der Spannungsquelle verbunden ist. Die Impulsdauer kann durch Einstellen eines Einstellwiderstandes 50 geändert werden, und die Grenzen seiner Dauer werden durch die Wahl geeigneter Widerstands- und Kapazitätswerte bestimmt.The output signal of the NOR element 40 is connected via a line 43 to a monostable multivibrator 45, which is dependent on emits a pulse from an input pulse on line 43 on line 46, the duration of which is determined by a resistance / capacitance network 48 is controlled, which is connected between the multivibrator 45 and a line 49, which via the Line 27 is connected to the voltage source. The pulse duration can be changed by setting a setting resistor 50, and the limits of its duration are determined by the choice of suitable resistance and capacitance values.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, um wahlweise zu bestimmen, ob der Ausgangsimpuls des Multivibrators 45 direkt dazu verwendetMeans are provided to selectively determine whether the output pulse of the multivibrator 45 is used directly

130043/0579130043/0579

wird, ein durch die Bewegungsabtastvorrichtung gesteuertes Gerät zu betätigen, oder ob er dazu verwendet wird, einen Schaltmechanismus vom einen in einen anderen Zustand zur Betätigung solch eines Gerätes einzustellen. Diese Einrichtungen umfassen einen zweipoligen Umschalter 52, der in der einen Stellung den Widerstand 53 über die Leitung 54 direkt mit dem Ausgang 46 des Multivibrators 45 und in seiner anderen Stellung über die Leitung 55 mit dem Ausgang eines bistabilen Flip-Flops 56 verbindet, das sein Eingangssignal vom Multivibrator 45 über die Leitung 46 erhält. Ein Rückstellschalter 60 für das Flip-Flop 56 führt von der Spannungsquelle 27 über die Leitungen 49, 61 und 62 dem Flip-Flop ein Eingangssignal zu, um es von einem hohen auf ein niedriges Ausgangssignal zurückzustellen.is to operate a device controlled by the motion sensing device, or whether it is used to operate a switching mechanism from one to another state to operate such a device. These facilities include a two-pole changeover switch 52, which in one position connects the resistor 53 via the line 54 directly to the output 46 of the Multivibrator 45 and in its other position via line 55 with the output of a bistable flip-flop 56 connects the receives its input signal from multivibrator 45 via line 46. A reset switch 60 for the flip-flop 56 leads from the Voltage source 27 sends an input signal to the flip-flop via lines 49, 61 and 62 in order to switch it from a high to a low Reset output signal.

Die Anordnung ist derart, dass, wenn der Schalter 52 auf die Leitung 55 geschaltet ist, ein Ausgangsimpuls des Multivibrators 45 das Flip-Flop 56 umschaltet, um eine Ausgangsspannung am Ausgang des Schalters 52 unabhängig vom Auslöseimpuls aufrechtzuerhalten, bis der Rückstellschalter 60 geschlossen wird.The arrangement is such that when switch 52 is switched to line 55, an output pulse from the multivibrator 45 switches the flip-flop 56 to maintain an output voltage at the output of switch 52 regardless of the trigger pulse, until the reset switch 60 is closed.

Der Ausgangsimpuls des Schalters 52 über den Widerstand 53 wird dazu verwendet, eine Transistorschalteinrichtung 65 einzuschalten, um von der Quelle 27 über die Leitung 49 der Wicklung eines Magnetschalters 67 Spannung zuzuführen, der irgendeine Einrichtung wie ein Strömungsmittelsteuerventil betätigen oder nur als Relais zur Steuerung anderer Mechanismen wirken kann.The output pulse of the switch 52 via the resistor 53 is used to switch on a transistor switching device 65, to apply voltage from source 27 via line 49 to the winding of a magnetic switch 67 which is any Can operate a device such as a fluid control valve or just act as a relay to control other mechanisms.

130043/0579130043/0579

LeerseiteBlank page

Claims

PATENT CLAIMS

M ·) movement scanning device, characterized by an im essential opaque inertial element (12), which on a carrier (13) is movably mounted and a substantially opaque, concave upper surface (14) with a translucent Window (15) at its lowest part and such a size that it covers at least part of the window (15), a light source (19) and a photocell (22) which is shielded from light with the exception of light from this source, and thereby, that the light source (19) and the photocell (22) are on opposite sides Sides of the window (15) are arranged so that at a movement of the inertia element (12) over the window (15) the amount of light reaching the photocell (22) from the light source will be changed.

130043/0579

Bayerische Vereinsbank Mönchen, account no. 882 495 (bank code 700 202 70) Deutsche Bank Munich, account no. 82/080 50 (BLZ 700 70010)

Post office in Munich, account no. 163397-802 (bank code 70010080)

2. Scanning device according to claim 1, characterized in that that the carrier (13) is designed in the form of part of a sphere.

3. Scanning device according to claim 1 or 2, characterized in that that the inertia element (12) is a drop of mercury.

4. Scanning device according to claim 1, characterized by a signal generator (32, 40, 41, 42) with one of the photocell (22) controlled device for outputting a signal depending on a change in the one reaching the photocell Amount of light, and a device for adjusting the device controlled by the photocell to change the response behavior to changes in the amount of light reaching the photocell (22).

5. scanning device according to claim 4, characterized in that the controlled by the photocell device consists of a differential comparator (32) having two inputs, one of which is responsive to the output signal of the photocell (22) and the other with a potentiometer (35 ) is connected to change the supplied voltage.

6. Scanning device according to claim 4, characterized in that the device controlled by the photocell consists of a Differential comparator (32) and one of these in the event of a change of state controlled monostable multivibrator (45) for delivering a pulse.

130043/0579130043/0579

7. Scanning device according to claim 6, characterized by means (50) which lead to a change in the duration of a Pulse is adjustable, which is emitted by the multivibrator (45) when there is a change in the state of the differential comparator (32) will.

8. Scanning device according to claim 6, characterized by a device (48) which can be set by a pulse emitted by the multivibrator (45) to produce a continuous output signal to generate according to this pulse.

9. pickup apparatus according to claim 6, characterized by means (50), which is output from the multivibrator (45) at a change of state of the differential comparator (32) which is adjustable of a pulse for changing the duration, means (48), which is adjustable by a pulse emitted by the multivibrator (45) in order to generate a continuous output signal corresponding to this pulse, and a device (52) which is optionally adjustable to activate one of the latter two devices and at the same time switch off the other.

130043/0579
ORIGINAL INSPECTED