[发明专利]用于操作压电陶瓷传感器的方法以及用于执行该方法的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作压电陶瓷传感器的方法以及一种执行该方法的电路。

背景技术

压电陶瓷传感器发射依赖于施加到该传感器的压力的电压。通过压电陶瓷传感器，可以例如，实施键控功能。

压电陶瓷传感器所产生的电压通常由阻抗转换器提供，因为压电陶瓷传感器不适合驱动较大的负载。然而，阻抗转换器非常高的阻抗输入所导致的结果是所引入的干扰脉冲具有歪曲评估的长期影响。因此，必须确保这样的干扰脉冲得到有效抑制。与此同时，尽管干扰得到抑制，也必须确保在较长时间段(例如几秒)内，压电陶瓷传感器的致动(actuation)能被可靠检测。

WO 01/22587A1公开了一种方法以及相关联电路，其中，在非致动状态下，压电陶瓷传感器的评估电极(evaluation electrode)通过相当低阻抗的电阻器接地，以便确保高干扰抑制。一旦检测到对压电陶瓷传感器的致动，就由高阻抗电阻器代替低阻抗电阻器将评估电极接地，以便提高评估灵敏度，并且因此，例如，甚至允许较长持续时间的致动被可靠检测。

发明内容

问题和解决方案

本发明解决的问题是提供一种用于操作压电陶瓷传感器的方法以及一种执行该方法的电路，使得可以对压电陶瓷传感器进行可靠评估。

本发明通过根据权利要求1的方法以及根据权利要求6的电路解决该问题。

在用于操作具有评估电极的压电陶瓷传感器的方法的情况下，通常评估由压电陶瓷传感器在评估电极处所产生的电信号以确定该压电陶瓷传感器的致动状态(actuating state)。从这个意义上来说，还应当参照相关技术文献。在相同或可变持续时间的周期性或非周期性循环时间间隔期间，评估电极经受预定参考电势，例如接地电势，或大约相当于相关联评估电路的电源电压的一半的电势，以便在这些时间间隔期间使评估电极以参考电势作为参考。在循环时间间隔以外，评估电极未经受参考电势。不会发生评估电极到参考电势的持久耦合，例如，通过如WO 01/22587A1中的耦合电阻器。经受参考电势的结果是，可以例如补偿充当电容器的压电陶瓷传感器中的滞缓电荷(creeping charge)损失，其由漏电流引起，特别是当传感器没有被致动时。与WO 01/22587A1相比，传感器没有通过可变电阻器的持久放电，却反而在所述时间间隔期间典型地增加了电荷，并且因此保持了传感器处的电压。

在一种改进中，各个时间间隔具有时间间隔周期并且连续的时间间隔在时间上分隔开以时间间隔重复周期，该时间间隔周期选择为恒定的或可变的，和/或该时间间隔重复周期被选择为恒定的或可变的。

在一种改进中，还可以执行以下步骤：测量评估电极处的电压变化，特别是当评估电极未经受参考电势时；评估所测量的电压变化，以便在适用的情况下确定干扰脉冲，对于该评估可以考虑，例如，电压变化的上升率，电压变化的幅度或信号电平，和/或电压变化的脉冲周期，其是否具有基本上脉冲状的变化；以及在一时间间隔周期内使评估电极经受参考电势，当干扰脉冲已经被确定时，所述时间间隔周期特别地选择为大于平均时间间隔周期，以便有效抑制干扰脉冲的影响。对于评估所测量的电压变化，所述变化可以与典型致动的电压变化相比较，例如，关于上升率，上升的持续时间，总的持续时间，等等，每个不与典型致动的变化相对应的电压变化被归类为干扰脉冲。

在一种改进中，还执行以下步骤：测量评估电极处的电压变化以及评估所测量的电压变化，以便在适用的情况下确定压电陶瓷传感器的致动，对于可能确定的致动的情形，所述时间间隔重复周期被选择为至少与所确定的致动周期一样大，以使得在可能确定的致动期间评估电极不经受参考电势。

可替换地，执行以下步骤：选择恒定的时间间隔重复周期，即，所述时间间隔是周期性重复的，测量评估电极处的电压变化，对所测量的电压变化积分以及评估积分的电压变化以确定压电陶瓷传感器的致动状态。对于这种情形，也对经致动的传感器执行参考。

用于执行前述方法的电路具有：用于在循环时间间隔期间使压电陶瓷传感器的评估电极经受预定参考电势的装置。

在一种改进中，该电路具有用于产生参考电势或参考电压的参考电压源。

在一种改进中，参考电势是接地电势或接地电势与电路的电源电压之间的电势，例如2.5V如果电源电压是5V的话。

在一种改进中，该电路具有：可激活的开关装置，其一个端子经受参考电势，另一端子被连接到评估电极并且依赖于激活信号，将评估电极连接到参考电势或将其与之断开，和用于产生激活信号的控制装置。