SE436607B - ELECTRICAL SIGNAL GENERATOR - Google Patents
ELECTRICAL SIGNAL GENERATORInfo
- Publication number
- SE436607B SE436607B SE7712366A SE7712366A SE436607B SE 436607 B SE436607 B SE 436607B SE 7712366 A SE7712366 A SE 7712366A SE 7712366 A SE7712366 A SE 7712366A SE 436607 B SE436607 B SE 436607B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- signal generator
- generator according
- substrate layer
- electrical
- electrical signal
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000036314 physical performance Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/964—Piezoelectric touch switches
- H03K17/9643—Piezoelectric touch switches using a plurality of detectors, e.g. keyboard
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
- H10N30/302—Sensors
Landscapes
- Push-Button Switches (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)
- Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Description
7712566-9 vändes fortfarande individuella tangenter eller knappar för att ge en mekanisk ineffekt som snabbt omvandlas till elektriska signaler som be- stämmer maskinernas funktion. Dylik användning av knappar har utgjort en väsentlig förbättring i vissa utföranden även om desamma uppvisar inneboende nackdelar som tycks bero på anordningens ineffektknappdel. 7712566-9, individual keys or buttons were still turned to provide a mechanical input that is quickly converted into electrical signals that determine the operation of the machines. Such use of buttons has constituted a significant improvement in some embodiments, although these have inherent disadvantages which seem to be due to the ineffective button part of the device.
Exempelvis har knapparna en tendens att fastna eller gå sönder och eftersom de ofta förskjutes fysiskt, kommer desamma i lägen i vilka smuts och främmande partiklar kan komma in i kontrollsystemet. Det se- nare problemet har reducerats väsentligt genom användningen av ett skyd- dande skikt av flexibelt material, vanligen gummi eller annat lämpligt plastmaterial. Dylika skikt kan vara mycket effektiva i att reducera mängden främmande material som samlas i och omkring knapparna. Dock kvarstår problemet med slitage och underhåll av kontaktpunkterna i knappsystemet.For example, the buttons have a tendency to get stuck or break and because they are often physically displaced, they come in positions in which dirt and foreign particles can enter the control system. The latter problem has been significantly reduced by the use of a protective layer of flexible material, usually rubber or other suitable plastic material. Such layers can be very effective in reducing the amount of foreign material that collects in and around the buttons. However, the problem of wear and maintenance of the contact points in the button system remains.
Ett annat utförande av knappkontrollpanelen är den finger- eller nummerskiveanordning som finns på många telefoner. Genom användningen av en fingerskiva erhålles bestämda ineffekter, medan många av ovan- stående nackdelar vid knappar eller tangenter undvikes. Emellertid ut- gör fingerskivan ett relativt stort och skrymmande system, som är beroende av kontakter och som utsättes för såväl slitage som brott.Another embodiment of the button control panel is the finger or dial pad found on many phones. By using a finger pad, certain input effects are obtained, while many of the above disadvantages of buttons or keys are avoided. However, the fingerboard is a relatively large and bulky system, which is dependent on contacts and which is exposed to both wear and tear.
I en del utföranden innefattande mikrovågugnar och hissar har an- vänts omkopplare av kapacitiv eller resistiv typ, vilka vid aktivering företer en ändring av de elektriska karaktäristika. Dylika anordningar mottogs väl trots att de under onormala förhållanden såsom överspän- ning och för hög uppvärmning anses vara oberäkneliga.In some embodiments, including microwave ovens and elevators, switches of the capacitive or resistive type have been used, which upon activation show a change in the electrical characteristics. Such devices were well received despite the fact that under abnormal conditions such as overvoltage and excessive heating they are considered unpredictable.
Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma elektriska signaler i beroende av fysisk förskjutning av en yta.The present invention aims to provide electrical signals in dependence on the physical displacement of a surface.
Enligt uppfinningen innefattar en elektrisk signalgenerator som utnyttjar den piezoelektriska effekten för alstring av elektriska pul- ser och som består av ett piezoelektriskt material med därpå applice- 'rade första och andra elektroder, dels ett substratskikt av ledande mate- rial, vilket bildar den första elektroden, dels en beläggning av piezo- elektriskt material innefattande en sammanbunden blandning innehållan- de fosfor, zirkoníum och titan som är applicerad på substratskiktets ena sida, dels ett parti ledande material som är förbundet med det piezoelektriska materialets fria yta och som bildar den andra elektro- den, samt dels ett elektriskt ledningsorgan som är fäst vid de första och andra elektroderna för att i form av användbara elektriska signa- ler leda bort elektriska pulser som alstrats över det piezoelektriska materialet p.g.a. på sustratskiktet applicerat tryck.According to the invention, an electrical signal generator which utilizes the piezoelectric power for generating electrical pulses and which consists of a piezoelectric material with first and second electrodes applied thereto comprises, on the one hand, a substrate layer of conductive material, which forms the first electrode. , partly a coating of piezoelectric material comprising a bonded mixture containing phosphorus, zirconium and titanium applied to one side of the substrate layer, partly a portion of conductive material connected to the free surface of the piezoelectric material and forming the other electrode and an electrical conductor means attached to the first and second electrodes for conducting electrical pulses generated over the piezoelectric material in the form of useful electrical signals due to pressure applied to the substrate layer.
Ett av uppfinningens kännetecknande drag är den övre ytan av sig- 7712366-9 nalgeneratorn, vilken yta utgöres av ett jämnt och plant element som fungerar som en gemensam, första elektrod. Dessutom kan den tunna och flexibla piezoelektriska beläggningen i anordningen medelst uppslam- ningsteknik anordnas i form av ett kontinuerligt skikt. Det piezoelekt- riska materialet är polariserat på lämpligt sätt och skyddat mot föro- rening med vatten och andra material. Flera ytor nedanför den yttre ytan kan göras känsliga genom att utforma fristående elektroder på bestämda ställen. Generatorn alstrar elektriska signaler fullständigt oberoende av varje annan supplementär kraftkälla och dessa signaler kan kodas. Signalens styrka kan regleras genom att variera beläggningens tjocklek, den känsliggjorda totalytan eller applicerad tryckmängd. I en del utföranden uppbäres substratsammansättningen av en bas.One of the features of the invention is the upper surface of the signal generator, which surface consists of a smooth and flat element which functions as a common, first electrode. In addition, the thin and flexible piezoelectric coating in the device can be arranged by means of a slurry technique in the form of a continuous layer. The piezoelectric material is suitably polarized and protected against contamination with water and other materials. Several surfaces below the outer surface can be made sensitive by designing free-standing electrodes in specific places. The generator generates electrical signals completely independent of any other supplementary power source and these signals can be encoded. The strength of the signal can be regulated by varying the thickness of the coating, the sensitized total surface or the amount of pressure applied. In some embodiments, the substrate composition is supported by a base.
Föreliggande uppfinning kan vara helt passiv och eliminera nöd- vändigheten av elektriska omkopplarkontakter. Trots detta alstrar sig- nalgeneratorn en utspänning på upp till 10-20 volt på basis av en nomi- nell kraft som applicerats på generatorns yta. Utsignalen är tillräck- ligt stark för att driva en metalloxidsilikonanordning direkt eller kom- bineras med en ytterligare kraftkälla och därvid medge en hel rad olika funktioner, av vilka en del kräver stora mängder energi. Spänningssig- nalen mellan vilken som helst andra elektrod och den gemensamma elekt- roden är urskiljbar från alla andra signaler. Substratet som normalt är en metallskiva, kan utformas estetiskt tilltalande samt vara resis- tent mot normalt slitage och missbruk. Substratets fria yta kan dessutom märkas för att lokalisera de aktiva områdena nära de andra elektroderna.The present invention can be completely passive and eliminate the need for electrical switch contacts. Despite this, the signal generator generates an output voltage of up to 10-20 volts on the basis of a nominal force applied to the surface of the generator. The output signal is strong enough to drive a metal oxide silicone device directly or combined with an additional power source and thereby allow a whole range of different functions, some of which require large amounts of energy. The voltage signal between any other electrode and the common electrode is distinguishable from all other signals. The substrate, which is normally a metal plate, can be designed to be aesthetically pleasing and to be resistant to normal wear and tear. In addition, the free surface of the substrate can be marked to locate the active areas near the other electrodes.
Signalgeneratorn är enkel, liten och billig att tillverka.The signal generator is simple, small and cheap to manufacture.
Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bi- fogade ritningar, på vilka fig. l är en förenklad schematisk planvy över en signalgenerator enligt uppfinningen; fig. 2 är ett snitt genom signalgeneratorn; fig. 3 är ett snitt genom beröringsomkopplaren innefattande ytter- ligare delar som visas schematiskt; och fig. 4 är en förenklad schematisk planvy över en signalgenerator- yta med flera beröringskänsliga punkter.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a simplified schematic plan view of a signal generator according to the invention; Fig. 2 is a section through the signal generator; Fig. 3 is a section through the touch switch comprising further parts shown schematically; and Fig. 4 is a simplified schematic plan view of a signal generator surface with several touch sensitive points.
I figur 1 visas således med en planvy en förenklad signalgenerator 10 enligt uppfinningen. En övre yta 12 visas utformad med berörings- punkter 14. Figur 2 är en skuren vy i riktningen 2-2 i figur 1 och visas en generator innefattande en sandwich-struktur 16 bestående av ett.substrat 18, en beläggning 20 av piezoelektriskt keramiskt material och med en åtkomlig yta 22 samt ett flertal elektroder 24. En elektrod- förbindning 26 leder från varje elektrod och passerar genom ett tät- PQQR QUÅÜTY 7712566-9 ningsmaterial 28 som täcker såväl elektroderna som beläggningens fria yta.p I en typisk konstruktion såsom i figur l, uppvisar signalgenera- torn en fri yta som är cirka 1,9 cm bred och 7,6 cm lång. Varje be- röringspunkt är cirka 0,95 cm i diameter och igenkännes medelst en färgmarkering på ytan 12. Substratet är en metallskiva som lätt kan böjas och är cirka 0,254 mm tjock. En elektrod med en yta på cirka 3,22 m2 och motsvarande varje beröringspunkt är utformad på den kera- miska beläggningens undersida såsom framgår av figur 2. Den piezo- elektriska beläggningen är ungefär 0,127 mm tjock och anordnad på avstånd från substratets kanter. Varje elektrod på ytan 22 på det kera- miska materialet uppvisar samma generella tjocklek som beläggningen 'och är kopplad till den individuella elektrodförbindningen 26. Tätnings- materialet 28 visas applicerat på beläggningens totala fria yta inklu- sive elektroderna för att förhindra förorening av beläggningen. Tät- ningsmaterialet utgöres av ett blandbart epoxidmaterial som är cirka 0,05 - 0,76 mm tjockt. I en del utföranden uppbäres hela generatorn av ett silikonmaterial med en tjocklek på cirka 2,54 mm.Figure 1 thus shows a plan view of a simplified signal generator 10 according to the invention. An upper surface 12 is shown formed with points of contact 14. Figure 2 is a cut-away view in the direction 2-2 in Figure 1 and shows a generator comprising a sandwich structure 16 consisting of a substrate 18, a coating 20 of piezoelectric ceramic material and having an accessible surface 22 and a plurality of electrodes 24. An electrode connection 26 leads from each electrode and passes through a sealing material 28 which covers both the electrodes and the free surface of the coating.p In a typical construction as in Figure 1, the signal generator has a free surface that is approximately 1.9 cm wide and 7.6 cm long. Each point of contact is about 0.95 cm in diameter and is recognized by a color marking on the surface 12. The substrate is a metal plate that can be easily bent and is about 0.254 mm thick. An electrode with an area of approximately 3.22 m2 and corresponding to each point of contact is formed on the underside of the ceramic coating as shown in Figure 2. The piezoelectric coating is approximately 0.127 mm thick and arranged at a distance from the edges of the substrate. Each electrode on the surface 22 of the ceramic material has the same general thickness as the coating and is coupled to the individual electrode connection 26. The sealing material 28 is shown applied to the total free surface of the coating including the electrodes to prevent contamination of the coating. The sealing material consists of a miscible epoxide material that is approximately 0.05 - 0.76 mm thick. In some embodiments, the entire generator is supported by a silicone material having a thickness of about 2.54 mm.
Signalgeneratorns enligt uppfinningen drift är enkel. Substratet kan hållas jordat elektriskt, så att då tryck appliceras beröringspunkterna medelst exempelvis ett finger, utsättes det piezo- på en av elektriska materialet omedelbart nedanför beröringspunkten för en kompressionskraft, och en elektrisk signal alstras mellan substratet och elektroden invid beröringspunkten vid det ställe trycket applice- ras. Signalen kan användas att direkt igångsätta en reaktionssekvens såsom vid drift av en komplimentär metalloxidsilikon (CMOS- eller indirekt med en krafthjälpanordning för att aktivera ett dörr- ) anordning, lås eller tändningen i en bil.The operation of the signal generator according to the invention is simple. The substrate can be kept electrically grounded, so that when pressure is applied to the contact points by, for example, a finger, it is subjected to a compressive force on one of the electrical materials immediately below the point of contact, and an electrical signal is generated between the substrate and the electrode at the point of contact. race. The signal can be used to directly initiate a reaction sequence such as when operating a complimentary metal oxide silicone (CMOS or indirectly with a power assist device to activate a door) device, lock or ignition in a car.
Substratet är vanligen en jämn och plan skiva av elektriskt le- dande material, men behöver nödvändigtvis ej vara varken jämnt eller plant. Material som koppar, aluminium, silver, stål och andra lege- ringar är lämpliga som substrat antingen ensamma eller med en pläte- Iring. Substratet måste vara tillräckligt tunt över det hela för att ge efter för applicerad tryckmängd, så att en lämplig kompressions- kraft appliceras på det på substratet anordnade piezoelektriska mate- rialet för att alstra en signal med en för utförandet lämplig styrka.The substrate is usually a smooth and flat sheet of electrically conductive material, but does not necessarily have to be either smooth or flat. Materials such as copper, aluminum, silver, steel and other alloys are suitable as substrates either alone or with a plating ring. The substrate must be thin enough over the whole to yield to the amount of pressure applied, so that a suitable compression force is applied to the piezoelectric material arranged on the substrate to produce a signal with a strength suitable for the execution.
Eftersom signalstyrkan kan varieras genom att reglera det piezoelekt- riska materialets tjocklek samt den yta som berörts eller den applice- rande tryckmängden, förekommer flera variabler vilka kan bytas ut mot varandra. I praktiken är substratets tjocklek normalt mindre än 2,54 mm, vilket är lämpligt för alstring av önskad utsignal med ändå till- 5' 7712366-9 räckligt tjockt för att sandwich-strukturen skall kunna motstå normalt slitage och dessutom missbruk.Since the signal strength can be varied by regulating the thickness of the piezoelectric material as well as the surface touched or the amount of pressure applied, there are several variables which can be exchanged for each other. In practice, the thickness of the substrate is normally less than 2.54 mm, which is suitable for generating the desired output signal but still sufficiently thick for the sandwich structure to be able to withstand normal wear and tear and also abuse.
I figur 3 visas signalgeneratorn i kombination med en signalpro- cessor 30 och en hjälpkraftkälla 32. Sandwichelementet 16 är inpassat i en ram 34 med en ansats 36 som fullständigt omger den övre ytans 12 omkrets. Inuti ramen finns en fast förankrad bas 38 som bär upp sand- wich-strukturen. Basen uppvisar urtagningar 40 som utformats nedanför varje elektrod, varvid varje urtagning är något större än elektroden som passar däri. Mellan intilliggande urtagningar är utformad en brygga 42. Kombinationen bas och ram håller signalgeneratorn säkert och åstad- kommer dessutom ett organ för förankring. Vidare står basen i direkt kontakt med sandwich-elementet vid i huvudsak alla punkter på den nedre ytan med undantag av de som upptas av elektroderna. Denna konstruktion ger stadga åt signalgeneratorn och medger mycket god isolering mellan intilliggande kombinationer av elektrodberöringspunkter_ Då således en speciell beröringspunkt tryckes ned så att en signal alstras i intill- liggande elektrod, är basens funktion att minimera förskjutning som annars uppstår i närliggande beröringskänsliga ytor. I figur 3 visas också en substratförbindning 44, som åstadkommer en elektrisk koppling mellan substratet och signalprocessorn. ' 7 Appliceringen av en beläggning av piezoelektriskt material på substratet är kritisk för uppfinningens fysiska utförande såväl som för tillverkningen av densamma i praktiken. Finfördelat keramiskt material såsom bariumtitanat, blyzirkonattitanat eller blymetaniobat blandas med en fosfattillsats och vatten till bildande av en uppslam- ning. Materialet finfördelas ytterligare och ju finare partikelstorlek ju bättre adhesion erhålles mellan beläggning och substrat. Uppslam- ningen appliceras på substratet med en tjocklek som beror på kraven för appliceringen, även om praktiskt sett en normal beläggning är flera tiondels mm tjock men dock sällan överstigande 0,508 mm. Efter appli- ceringen av beläggningen får densamma torka antingen vid några hundra grader över rumstemperatur eller ännu högre om torkning måste ske snab- bare.Figure 3 shows the signal generator in combination with a signal processor 30 and an auxiliary power source 32. The sandwich element 16 is fitted in a frame 34 with a shoulder 36 which completely surrounds the circumference of the upper surface 12. Inside the frame there is a firmly anchored base 38 which supports the sandwich structure. The base has recesses 40 formed below each electrode, each recess being slightly larger than the electrode fitting therein. A bridge 42 is formed between adjacent recesses. The combination of base and frame keeps the signal generator secure and also provides a means for anchoring. Furthermore, the base is in direct contact with the sandwich element at substantially all points on the lower surface except those occupied by the electrodes. This design provides stability to the signal generator and allows very good insulation between adjacent combinations of electrode touch points. Thus, when a special touch point is pressed down so that a signal is generated in the adjacent electrode, the function of the base is to minimize displacement that otherwise occurs in adjacent touch sensitive surfaces. Figure 3 also shows a substrate connection 44, which provides an electrical connection between the substrate and the signal processor. The application of a coating of piezoelectric material to the substrate is critical to the physical performance of the invention as well as to its manufacture in practice. Finely divided ceramic material such as barium titanate, lead zirconate titanate or lead methaniobate are mixed with a phosphate addition and water to form a slurry. The material is further atomized and the finer the particle size the better the adhesion obtained between the coating and the substrate. The slurry is applied to the substrate with a thickness that depends on the requirements for the application, even though practically a normal coating is several tenths of a mm thick but rarely exceeds 0.508 mm. After the application of the coating, it can be dried either at a few hundred degrees above room temperature or even higher if drying must take place more quickly.
Så snart det piezoelektriska materialet bundits vid substratet är det piezoelektriska materialets fria yta maskerad på lämpligt sätt, och genom olika tekniker inklusive galvanoteknik, målning eller sprutning, är elektroder av ledande material såsom silver, platina, palladium, koppar eller grafit utformade på beläggningens fria yta för att full- ständiggöra sandwich-strukturen, som därefter polariseras.Once the piezoelectric material is bonded to the substrate, the free surface of the piezoelectric material is suitably masked, and by various techniques including electroplating, painting or spraying, electrodes of conductive materials such as silver, platinum, palladium, copper or graphite are formed on the free surface of the coating. to complete the sandwich structure, which is then polarized.
Vatten och andra material som fritt uppstår i atmosfären och i många arbetsmiljöer, kan samverka med och negativt påverka det piezo- šååšíšïš qgïåzâïflïpïfl 7712366-9 elektriska materialet om så sker. Ett tätningsmaterial appliceras därför regelbundet över det piezoelektriska materialets fria yta för att bibehålla detsammas inneboende egenskaper. Tätningsmaterialet kan bestå av gummi, plast ellet annat material som är tillräckligt flexi- belt och bildar en barriär mellan det piezoelektriska materialet och dess omgivning utan att själva reagera med det piezoelektriska mate- rialet.Water and other materials that arise freely in the atmosphere and in many work environments, can interact with and negatively affect the piezo- šååšíšïš qgïåzâï fl ïpïfl 7712366-9 electrical material if this occurs. A sealing material is therefore regularly applied over the free surface of the piezoelectric material in order to maintain its inherent properties. The sealing material can consist of rubber, plastic or other material that is sufficiently flexible and forms a barrier between the piezoelectric material and its surroundings without reacting with the piezoelectric material itself.
Ett alternativt utförande av uppfinningen med totalt 24 berörings- känsliga punkter visas i figur 4. Ytan är cirka 7,62 cm bred och 12,7 cm lång. Beröringspunkterna är cirka 0,95 cm i diameter och applice- _rade på ett aluminiumsubstrat med en tjocklek på 0,635 - 1,27 mm.An alternative embodiment of the invention with a total of 24 touch-sensitive points is shown in Figure 4. The surface is approximately 7.62 cm wide and 12.7 cm long. The points of contact are about 0.95 cm in diameter and applied to an aluminum substrate with a thickness of 0.635 - 1.27 mm.
Den piezoelektriska beläggningens tjocklek varierar mellan 0,127 och 0,254 mm, men kan i en del utföranden utformas väsentligt tjockare.The thickness of the piezoelectric coating varies between 0.127 and 0.254 mm, but in some embodiments can be designed significantly thicker.
Uppgifterna i tabell l är uteffekter som erhållits med en signal- generator enligt ovan där substratet sammanpressats cirka 25,4 - 50,8 Fm varje gång. U Generatorn kan inte enbart alstra utsignaler på l0-20 volt, utan ' anordningen klarar detta även utan användning av elektriska omkopplar- kontakter som är orsak till slitage, missöden och dessutom i en del fall utgör säkerhetsrisker. Så höga spänningar är lämpliga att driva en CMOS-anordning direkt utan ytterligare kraftkällor.The data in Table 1 are output powers obtained with a signal generator as above where the substrate is compressed approximately 25.4 - 50.8 Fm each time. U The generator can not only generate output signals of 10-20 volts, but the device can do this even without the use of electrical switch contacts which are the cause of wear, accidents and also in some cases pose safety risks. Such high voltages are suitable to drive a CMOS device directly without additional power sources.
Uppfinningen kan tänkas uppvisa formen av en signalgenerator med en enda beröringskänslig_punkt på sin yta, såsom exempelvis vore fallet vid en till/från-indikator. Praktiskt sett är uppfinningen mest använd- bar i utföranden med flera beröringskänsliga punkter på ytan, såsom exempelvis vid en våningsväljare för hiss. Ett liknande utförande vore användbart som säkerhetsanordning vid arkivskâp eller dörrlås. Med ett flertal beröringskänsliga punkter på beröringsomkopplaren, kan anordningen användas i kombination med en signalprocessor som påverkas av en given sekvens av ingångspulser från de känsliga områdena, var- vid en kodad reglering medges.The invention is conceivable to have the form of a signal generator with a single touch-sensitive point on its surface, as would be the case, for example, with an on / off indicator. In practice, the invention is most useful in embodiments with several touch-sensitive points on the surface, such as, for example, in a floor selector for an elevator. A similar design would be useful as a security device for filing cabinets or door locks. With a plurality of touch sensitive points on the touch switch, the device can be used in combination with a signal processor which is affected by a given sequence of input pulses from the sensitive areas, whereby a coded control is allowed.
Det är för fackmannen uppenbart att föreliggande uppfinning kan modifieras och ändras inom ramen för efterföljande patentkrav utan att frångå uppfinningens idê och ändamål., 7 7 1 2 3 6 6 - 9 Tabell 1 Punktläge Uteffekt (millivolt) 1 250 2 28, 3 160 4 250 5 400 6 850 7 160 0 775 9 725 10 900 111 2 700 12 1350 13 1200 14 1800 15 '1300 15 1500 17 1250 10 1350 19 1300 20 1300 21 1950 22 } 2300 23 1125 24 I 1150 PQOR QUALITYIt will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and modified within the scope of the appended claims without departing from the spirit and scope of the invention., 7 7 1 2 3 6 6 - 9 Table 1 Point mode Output power (millivolts) 1,250 2 28, 3,160 4 250 5 400 6 850 7 160 0 775 9 725 10 900 111 2 700 12 1350 13 1200 14 1800 15 '1300 15 1500 17 1250 10 1350 19 1300 20 1300 21 1950 22} 2300 23 1125 24 I 1150 PQOR QUALITY
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US74899376A | 1976-12-09 | 1976-12-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7712366L SE7712366L (en) | 1978-06-10 |
SE436607B true SE436607B (en) | 1985-01-07 |
Family
ID=25011772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7712366A SE436607B (en) | 1976-12-09 | 1977-11-02 | ELECTRICAL SIGNAL GENERATOR |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5372182A (en) |
DE (1) | DE2749076A1 (en) |
FR (1) | FR2373883B1 (en) |
GB (1) | GB1573394A (en) |
IT (1) | IT1089037B (en) |
SE (1) | SE436607B (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1249046A (en) * | 1982-09-13 | 1989-01-17 | James R. Ligman | Solid state keyboard |
CH670345A5 (en) * | 1986-07-28 | 1989-05-31 | Schenk & Co | |
US4896069A (en) * | 1988-05-27 | 1990-01-23 | Makash - Advanced Piezo Technology | Piezoelectric switch |
GB9201776D0 (en) * | 1992-01-28 | 1992-03-11 | Armitage Shanks Ltd | Improvements relating to water supply apparatus |
FI933340A (en) * | 1993-07-26 | 1995-01-27 | Kone Oy | Elevator push button board |
CN105630240B (en) * | 2015-12-23 | 2018-08-07 | 广州中国科学院先进技术研究所 | A kind of multi-point touch panel based on piezoelectric material |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3648279A (en) * | 1970-05-14 | 1972-03-07 | Rca Corp | Multielectrode transducer element |
US3604958A (en) * | 1970-05-14 | 1971-09-14 | U S Research Corp | Sensing transducer |
CA1026237A (en) * | 1973-09-17 | 1978-02-14 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Key board switch |
-
1977
- 1977-11-01 GB GB45437/77A patent/GB1573394A/en not_active Expired
- 1977-11-01 JP JP13142077A patent/JPS5372182A/en active Pending
- 1977-11-02 SE SE7712366A patent/SE436607B/en unknown
- 1977-11-02 DE DE19772749076 patent/DE2749076A1/en not_active Withdrawn
- 1977-11-04 FR FR7733161A patent/FR2373883B1/en not_active Expired
- 1977-11-24 IT IT29973/77A patent/IT1089037B/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2373883B1 (en) | 1985-12-06 |
JPS5372182A (en) | 1978-06-27 |
DE2749076A1 (en) | 1978-06-22 |
SE7712366L (en) | 1978-06-10 |
FR2373883A1 (en) | 1978-07-07 |
IT1089037B (en) | 1985-06-10 |
GB1573394A (en) | 1980-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4190785A (en) | Pressure sensitive signal generator using piezoelectric coating | |
US11150734B2 (en) | Haptic structure for providing localized haptic output | |
US7053360B2 (en) | Capacitive type control member having a touch sensitive detector | |
US3503031A (en) | Printed circuit keyboard | |
US20100053087A1 (en) | Touch sensors with tactile feedback | |
GB2189889A (en) | Robotic skin | |
WO2002065487A1 (en) | Resistor element, stress sensor and method for manufacturing them | |
SE436607B (en) | ELECTRICAL SIGNAL GENERATOR | |
US20040159535A1 (en) | Hermetic sealed switch | |
US20060243579A1 (en) | Foil-type switching element with dielectric layer | |
EP2544920B1 (en) | Pressure sensor assembly and horn for a vehicle | |
US4809126A (en) | Electrostatic discharge proof keypad | |
EP1894712B1 (en) | Touch sensitive foil and a switch made thereof | |
DE102008014463B4 (en) | Operating unit for a vehicle component, in particular for a ventilation and / or air conditioning system of a vehicle | |
CA1129540A (en) | Pressure sensitive signal generator using piezoelectric coating | |
GB2234352A (en) | Touch sensitive switches | |
DE2718289A1 (en) | PIEZOCERAMIC SWITCH WITH SMALL MOUNTING DEPTH | |
KR101808760B1 (en) | Input device for touch sensing. | |
KR200352031Y1 (en) | Capacitance switch unit | |
JP2000284909A (en) | Data inputting device | |
EP3739611B1 (en) | Control device for controlling at least one touch device for domestic installation | |
JP2006133029A (en) | Human body detection sensor | |
JPS6012729B2 (en) | piezoelectric keyboard switch | |
EP4343836A3 (en) | Electronic device and related tiled electronic device | |
RU2276423C2 (en) | Keyboard panel |