CN109388053A - 包括用于检测轮的角位置的检测装置的钟表机芯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钟表机芯，其包括：‑模拟显示机构，其包括旋转指示器和旋转固定至所述旋转指示器的轮(MB)，所述轮(MB)包括基盘(PT)，基盘包括定位元件(OV)，‑用于检测定位元件(OV)的至少一个角位置的检测装置，其包括相对于基盘(PT)固定的板(PAa，PAb，PAc)，所述板基本上平行于基盘(PT)延伸，并且在该板上布置有第一电极(E1a，E1b，E1c)、第二电极(E2a，E2b，E2c)和定位在第一电极(E1a，E1b，E1c)与第二电极(E2a，E2b，E2c)之间的公共电极(Ema，Emb，Emc)，这些电极是平面的并且布置成在轮(MB)的角位置，所述定位元件(OV)定位在每个电极的至少一部分的上方，第一电极(E1a，E1b，E1c)和第二电极(E2a，E2b，E2c)呈以轮(MB)的轴线与板(PAa，PAb，PAc)的交点为中心的圆环的两个扇区的形式。

Description

包括用于检测轮的角位置的检测装置的钟表机芯
技术领域
本发明涉及设置有模拟显示机构和与该模拟显示机构的旋转指示器一体转动的至少一个轮的钟表机芯的领域。本发明更具体地涉及用于检测这种轮的角位置以便确定旋转指示器的角位置的检测装置。
背景技术
用于检测属于手表机芯的轮的至少一个角位置的装置是已知的。特别地，申请EP15202349.5公开了一种检测装置，其一部分在图1中示意性地示出。该装置包括相对于机芯的主机板固定并且平行于轮MB布置的印刷电路板PA。该印刷电路板PA包括三个平面电极，称为第一电极E1、第二电极E2和公共电极Em。电极呈同一个圆环的扇区的形式，公共电极Em被放置在第一电极E1与第二电极E2之间。轮MB自身包括由孔口OV穿过的导电板PT。孔口OV布置成能够在轮MB进行旋转时相继定位成仅面向第一电极E1，然后面向第一电极E1和公共电极Em，然后面向所有三个电极，然后面向公共电极Em和第二电极E2，并且最终仅面向第二电极E2。
该检测装置还包括电子电路，从而使得可以在第一电极E1、第二电极E2和公共电极Em上施加电势。根据该电路，脉冲电压施加至第一电极E1和第二电极E2，以便交替地使第一电极E1和第二电极E2充电：第一电极E1维持在高电势下，而第二电极维持在低电势下，然后反过来。公共电极Em自身维持在中间电势下，该中间电势有利地是高电势和低电势的平均值。
如果第一电极E1和公共电极Em包括彼此接近并彼此面对的侧边缘，并且它们处于不同电势下且第一电极E1的电势是可变的，则在这两个电极之间实现了电容耦合：这两个电极之间的电容称为第一电容C1。类似地，如果第二电极E2和公共电极Em包括彼此接近并彼此面对的侧边缘，则它们处于不同电势下并且第二电极的电势是可变的，在这两个电极之间实现了电容耦合：这两个电极之间的电容称为第二电容C2。
这些电容C1、C2的值随轮的孔口OV的位置而变化：当孔口OV同时在电极E1和公共电极Em的上方时，第一电容C1最大，因为轮不与第一电极E1与公共电极Em之间的任何电场线相交。同样，当孔口同时在第二电极E2和公共电极Em的上方时，第二电容C2最大，因为轮不与第二电极E2与公共电极Em之间的任何电场线相交。
该电子回路还包括连接到公共电极Em的电子装置。该电子装置可以在轮MB进行旋转时测量取决于孔口的位置的(C2-C1)/(C1+C2)。通过线性插值从这些测量结果获得的曲线在图2中示出。如前面已经说明的，该曲线在仅第一电极E1和公共电极Em完全面向孔口OV时到达最小值，而在仅公共电极Em和第二电极E2完全面向孔口OV时达到最大值。
为了避免轮MB的基盘PT与公共电极Em之间会干扰测量值的电容耦合，基盘PT维持在经由轮轴施加至基盘PT的固定电势、有利地零电势下。然而，当手表被佩戴时，震动或突然的移动可能导致不良的电接触，并且轴和因此基盘的电势于是会变动。这就是形成在基盘PT与公共电极Em之间的杂散电容的来源。该杂散电容随着轮的摆动的变化(也就是说公共电极Em与轮MB之间的距离的变化)而变化。
发明内容
本发明旨在减少公共电极Em与轮MB的基盘PT之间的电容耦合而不显著改变公共电极Em与电极E1和E2之间的耦合。
为此，本发明的主题是如权利要求1定义的钟表机芯。
公共电极的特定形式可以减少其与基盘的耦合而不影响其与第一电极和第二电极的耦合。
第一电极与公共电极之间的耦合在第一电极的侧边缘与公共电极的第一分支之间完成，而第二电极与公共电极之间的耦合在第二电极的侧边缘与公共电极的第二分支之间完成。这些耦合不是取决于分支的厚度，而是仅取决于它们在第一电极与第二电极之间的相对定位长度和它们之间的间距。公共电极与第一电极和第二电极的耦合因此不受影响。相反，公共电极与基盘之间的耦合取决于公共电极的总表面积，该表面积因此已借助于公共电极的镂空形式最小化。
在一个特定实施例中，该钟表机芯包括在权利要求2中定义的特征。
此构型对于限制公共电极与钟表机芯的将靠近分支的顶端定位的另一金属元件(例如，另一轮)之间的耦合是特别有利的。事实上，公共电极与这种金属元件之间的相对定位通过中心部分与该元件之间的最大间隔而最小化。
在一个特定实施例中，该钟表机芯包括在权利要求3中定义的特征。
此构型对于限制公共电极与轮轴之间的耦合是特别有利的。事实上，公共电极与轴之间的相对定位被最小化，并且中心部分借助于中心部分与轴之间的最大分隔最大限度地与该元件分隔开。
在一个特定实施例中，该钟表机芯包括在权利要求4中定义的特征。
此构型提供了前两个实施例的优点：它可以限制公共电极与钟表机芯的将靠近分支的顶端定位的另一金属元件(例如，另一轮)之间的耦合，而且可以限制公共电极与轮轴之间的耦合。
在一个特定实施例中，该钟表机芯包括在权利要求5、6和/或7中定义的特征。
附图说明
本发明的其它特征和优点将在关于仅作为非限制性示例给出并且参考附图给出的几种实施形式阅读时变得显而易见，其中：
-已经描述的图1示出了根据现有技术的轮和用于检测轮的角位置的装置的一部分，该检测装置包括板，第一电极、第二电极和公共电极布置在该板上，
-已经描述的图2示出了显示取决于轮的旋转角度的(C2-C1)/(C1+C2)的曲线，其中C1是第一电极与公共电极之间的电容，C2是第二电极与公共电极之间的电容，
-图3示出布置在用于检测轮的角位置的装置的板上的根据本发明的第一实施例的第一电极、第二电极和公共电极，
-图4示出布置在用于检测轮的角位置的装置的板上的根据本发明的第二实施例的第一电极、第二电极和公共电极，
-图5表示布置在用于检测轮的角位置的装置的板上的根据本发明的第三实施例的第一电极、第二电极和公共电极。
具体实施方式
图3、图4和图5分别示出用于替换已经参考现有技术描述的板PA的根据本发明的第一实施例的板PAa、根据本发明的第二实施例的板PAb和根据本发明的第三实施例的板PAc。在下文的描述中，后缀“x”无区别地替换“a”、“b”或“c”。
板PAx包括第一电极E1x、第二电极E2x和公共电极Emx，全部三个电极都是平面的。板PAx的第一电极E1x和第二电极E2x具有与板PA的第一电极E1和第二电极E2类似的形式：它们呈同一个圆环的扇区的形式，所述圆环以板PAx与轮MB的轴线的交点为圆心。因此，第一电极E1x两个侧边缘L1gx、L1dx和第二电极E2x包括两个侧边缘L2gx、L2dx，所述侧边缘相对于一圆径向延伸，该圆以板PAx与轮MB的轴线的交点为圆心。第一电极E1x和第二电极E2x还分别包括两个边缘，每个边缘都以圆弧延伸，并且分别将侧边缘L1gx、L1dx和侧边缘L2gx、L2dx连接。
公共电极Emx布置在第一电极E1x与第二电极E2x之间。公共电极Emx由三个部分组成，更具体地，由第一分支Bgx、第二分支Bdx和将第一分支Bgx与第二分支Bdx连接的中心部分Bcx组成。第一分支Bgx和第二分支Bdx相对于一圆径向延伸，该圆的圆心是板PAx与轮MB的轴线的交点。第一分支Bgx和第二分支Bdx具有基本上相等的长度。第一分支Bgx面向第一电极E1x延伸，而第二分支Bdx面向第二电极E2x延伸。中心部分Bcx在第一分支Bgx与第二分支Bdx之间以圆弧延伸。
第一电极E1x与公共电极Emx之间的电容C1x取决于第一电极E1x的侧边缘L1dx与公共电极Emx的位于第一电极E1x侧的第一分支Bgx的边缘之间的平均偏差。电容C1x还取决于第一电极E1x的侧边缘L1dx的长度，其也是第一分支Bgx的长度。关于第二电极E2x与公共电极Emx之间的电容C2x，它取决于第二电极E2x的侧边缘L2gx与公共电极Emx的位于第二电极E2x侧的第二分支Bdx的边缘之间的平均偏差。电容C2x还取决于第二电极E2x的侧边缘L2gx的长度，其也是第二分支Bdx的长度。因此，注意，在本说明书中通过示例的方式给出的公共电极的三种形式相对于根据现有技术的公共电极的形式而言对一方面第一电极与公共电极之间和另一方面公共电极与第二电极之间的耦合实际上没有影响。此外，在三个示例中的每个示例中，公共电极的表面积比根据现有技术的公共电极的表面积小。因此减少了公共电极与轮之间的耦合。
此外，在第一实施例中，中心部分Bca将第一分支Bga的和第二分支Bda的最靠近板PAa与轮MB的轴线的交点定位的端部连接。在第二实施例中，中心部分Bcb将第一分支Bgb和第二分支Bdb的中点连接。在第三实施例中，中心部分Bcc将第一分支Bgc和第二分支Bdc的最远离板PAc与轮MB的轴线的交点定位的端部连接。中心部分的位置一方面影响公共电极与轮轴之间的耦合，另一方面影响公共电极与机芯的另一金属元件(例如轮或轴)之间的耦合，所述另一金属元件将布置成靠近第一分支Bgc和第二分支Bdc的最远离板PAc与轮MB的轴线的交点定位的端部。在第一实施例中，公共电极与另一金属元件之间的耦合被最小化。在第三实施例中，公共电极与轮轴之间的耦合被最小化。第二实施例产生于这两种耦合之间的折衷。
应理解，对于本领域技术人员显而易见的各种变更和/或改进和/或组合可以应用于以上说明的本发明的不同实施例，而不脱离通过所附权利要求限定的本发明的范围。例如，中心部分Bcx可以在除分支Bgx、Bdx的端部或中点以外的点之间延伸。它也可以以圆弧延伸。
此外，应注意，轮MB的基盘PT中的孔口OV可以由与孔口相同几何形状的元件替代，该元件由具有与基盘PT的其余部分不同且与空气不同的介电常数的材料制成。这绝不会改变本发明的原理。概括地说，孔口或这种元件因此被称为“定位元件”。

Claims (7)

1.一种钟表机芯，包括：
-模拟显示机构，该模拟显示机构包括旋转指示器和与所述旋转指示器一体转动的轮(MB)，所述轮(MB)包括基盘(PT)，所述基盘包括定位元件(OV)，
-用于检测所述定位元件(OV)的至少一个角位置的检测装置，该检测装置包括相对于所述基盘(PT)安装的板(PAa，PAb，PAc)，所述板基本上平行于所述基盘(PT)延伸，并且在所述板上布置有第一电极(E1a，E1b，E1c)、第二电极(E2a，E2b，E2c)和设置在所述第一电极(E1a，E1b，E1c)与所述第二电极(E2a，E2b，E2c)之间的公共电极(Ema，Emb，Emc)，这些电极是平面的并且布置成：在所述轮(MB)的角位置，所述定位元件(OV)位于每个电极的至少一部分的上方，所述第一电极(E1a，E1b，E1c)和所述第二电极(E2a，E2b，E2c)呈圆环的两个扇区的形式，所述圆环以所述轮(MB)的轴线与所述板(PAa，PAb，PAc)的交点为圆心，
其特征在于，所述公共电极(Ema，Emb，Emc)包括两个分支和将所述两个分支连接的中心部分(Bca，Bcb，Bcc)，所述两个分支包括面向所述第一电极(E1a，E1b，E1c)的侧边缘(L1da，L1db，L1dc)径向延伸的第一分支(Bga，Bgb，Bgc)和面向所述第二电极(E1a，E1b，E1c)的侧边缘(L2ga，L2gb，L2gc)径向延伸的第二分支(Bgd，Bdb，Bdc)，所述中心部分相对于以所述轮(MB)的轴线与所述板(PAa，PAb，PAc)的交点为圆心的圆径向延伸。
2.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述中心部分(Bca)在所述第一分支(Bga)的和所述第二分支(Bgd)的最靠近所述轮(MB)的轴线的、被称为底端的端部之间延伸。
3.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述中心部分(Bcc)在所述第一分支(Bgc)的和所述第二分支(Bdc)的最远离所述轮(MB)的轴线的、被称为顶端的端部之间延伸。
4.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述中心部分(Bcb)在所述第一分支(Bgb)的和所述第二分支(Bdb)的中点之间延伸。
5.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述中心部分(Bca，Bcb，Bcc)具有以所述轮(MB)的轴线与所述板(PAa，PAb，PAc)的交点为圆心的圆环的一扇区的形式。
6.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述定位元件(OV)是穿过所述轮(MB)的所述基盘(PT)的孔口。
7.根据权利要求1所述的钟表机芯，其特征在于，所述定位元件(OV)由介电常数与所述基盘(PT)其余部分的介电常数和空气的介电常数不同的材料制成。
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