专利名称：位置检测开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及位置检测开关，该开关检测在预选位置外的选定位置处其位置将被测定的目标的位置，并且以模拟信号输出检测结果。
在具有视频设备和复制设备采用的驱动机构的装置中，可用开关的多样性来检测驱动目标的位置。例如，为了检测驱动目标的转角，经常采用转动开关。
图4是4位输出转动开关的电路图以及转动体(未示出)的预定转角与其对应输出间的关系。在图4中，标号2代表耦合到转动体可动触点的电刷；3至5代表以圆形在未示出的板上形成的用作固定触点的开关导体图形；6代表上拉电阻；7代表电源(5V)的输入端；8代表输出4位数据的(A、B、C、D)的输出端。
图4最下位置的标号1-11代表转动体的预定转角。例如，当要从输出端8输出的数据是(1、1、1、1)时，电刷2位于转角位置1。当数据变为(0、1、1、1)时，通过转动转动体使电刷移动到转角位置2。
因此，通过检查从输出端8输出的数据内容来确定转角位置1-11中转动体的位置。这样可以检测耦合到转动体的驱动目标的转角位置。
但是，在传统的实例中，当转动开关必须联到微机的模拟输入接口时，必须加入一个D/A转换器，从而使费用增加。
使旋转编码器简单改进成模拟输出型的并不能决定性地解决问题，因为不能使用诸如上拉电阻之类的廉价零件，这样零件和连线的数目增加。当需要宽电压范围时，必须采用许多昂贵的零件，从而使费用增加。这种费用增加的问题将参照图2加以描述。
这种问题并非局限于诸如转动开关的转动型位置检测，对于线性移动型的开关具有同样的问题。
本发明是在上述环境下制成的。因此，本发明的目的在于提供一种没有上述缺陷的位置检测开关。
为了实现此目的，本发明的开关电路包括多个分压元件，用于将通过参考电压输入端从外部电源来的参考电压分压；具有多个在板上形成的金属化导体图形的固定触点，该多个金属化导体图形部分地被冲出凹口以便与预选位置相对应；以及与其位置将被测定的目标耦合并且与用作所述固定触点的导体图形接触并在其上滑动的可动触点，其中所述开关电路不仅以对应于目标的当前选定位置的分压比对参考电压分压，而且以模拟信号输出分压后的电压，另外其中除所述多个分压元件外，用于切换分压比例的分压元件也经所述固定触点和所述可动触点平行地连接起来。
图1是本发明示意性电路图；即图1是转动型位置检测开关的电路图以及转动体的预定转角与其输出的对应关系；图2是本发明的效果示意图；即图2是假定数字输出型转动开关被改成模拟输出型开关后位置检测开关的电路图；图3是本发明的电路示意性图；即图3的图示出依电平从位置检测开关上示出的模拟信号的电压范围与微机判断的电压范围以及计算中心值的容差；图4是传统实施例的示意性电路图；即图4是数字输出型转动位置检测开关的电路图以及转动体的预定转角与其对应输出的关系；参照附图描述本发明的实施例。图1是转动型位置检测开关的电路图以及转动体的预定转角与其输出的对应关系；图1中最下端的标号1-11代表转动体(未示出)的转角位置。
在此描述的位置检测开关被装到视频装置上。位置检测开关检测构成磁带机的转动部分(相对于选定位置)的预定转角位置，并且以模拟信号输出检测结果。位置检测开关具有图1所示的基本结构。
在图1中，标号10代表从外部来的5伏电源的参考电压输入端，标号40代表输出模拟信号的输出端。
标号20代表可动触点，它是可以带在转动体上的电刷。其位置将要被检测的旋转驱动件经与开关主体(未示出)颈轴接触的转动体耦合到可动触点20。
标号30代表附到开关主体的盘形板(未示出)上的固定触点。在此板上的是金属化的导体图形31-33。金属化的导体图形31-33被部分地冲出凹口以与预定的转动环位置1-11对应。可动触点20与金属化导体图形31-33接触并在其上滑行。
图1所画的金属化导电图形31-33是线性的，但实际上是环形的。
标号R1-R6代表分压元件，用来将经过参考电压输入端10从外部加来的参考电压分压。其中R1为4.7KΩ；R2为2.2KΩ；R3为470Ω；R4为10KΩ；R5为3.6KΩ而R6为1.5KΩ。
在本实施例中由于参考电压是直流电压而用电阻作分压元件时，与电阻具有相同电功能的半导体电路等也可用来替换电阻。
可移动触点20、固定触点30、分压元件R1-R6等构成开关电路1。该开关电路1将通过参考电压输入端10输入的参考电压以对应于当前的转动体的转动环位置的比例分压，并且将该分压以模拟信号通过输出端40输出。
该开关电路1的最大特点是分压元件R2-R6来自分压元件R1-R6，这些元件R2-R6形成开关的分压比。元件R2-R6插在金属化导体图形31或32与地之间并且平行地联到固定触点30和可动触点20上。
从开关电路1输出的模拟信号为图1所示的0-5伏的直流电压并且被引入到控制视频装置的微机的模拟I/O接口上。
模拟信号的电压如图3的电平(1)-(10)，依此，将要被测定的旋转驱动件的转动环位置就可以被微机所识别。
例如，如图1所示，当转动体的转动环位置为0时，可动触点20仅与金属化导体图形33接触，这样电阻R1就从分压元件R2-R6上断开，随后不经分压而使参考电压出现在输出端40上。之后，模拟信号的电压处在电平(10)的5V上。当转动体的转动环位置为1时，导体图形33被可动触点20短路到导体图形31上，随后使以分压元件R1和R2对参考电压分压获得的电压出现在输出端40上。结果，模拟信号的电压为电平(9)的约4.1V上。对于转动体的转动环位置为2-11的情况也有上述同样的应用。
如果使用具有10％精度的电阻作为分压元件R1-R6，模拟信号的电压如图3所示会呈现变化的范围电平(2)的0.36-0.52V、电平(3)的0.78-1.08V、......电平(9)的3.96-4.26V。
但是，尽管有了这种变化，微机也可以无错地判断旋转驱动件的转动环位置。例如，当模拟信号的电压在电平(2)的从0.36-0.52V改变时，由微机的模拟I/O接口判断的电压就为0.26-0.65V，这意味相对于从0.36-0.52V的改变范围计算出的中心值0.44V在减端允许1.18V而加端允许0.21V的误差。因此，微机不会作出类似的错误判断。其他情况也如此。
图4所示的转动开关被简单地改成模拟输出型的开关，其结构即在图2中示出。其中相同的部件不再赘述，仅描述二者不相同的部件。
在图2中，标号50代表固定触点。金属化导体图形51-53在板(未示出)上形成。除分压元件R1和R7-R14外，用以改变分压比的R7-R14还联在金属化导体图形51和52间并且串联成一个整体。这些是与上面不同的地方。
在图2所示的位置检测开关中，共需要9个分压元件并且在9个点上联到金属化导体图形51或52上。相反，本发明需要6个分压元件并且在6个点上联到导体图形31或32上。即与图2的情况比，分压元件的数目减少3个并且联接点也减少3个。此外，所需的引线和连接器管脚也相应减少。
因此，不仅零件成本降低，连线也方便了，随后使整体制造的成本降低。当然，与图4的传统实例不同，本发明的模拟输出型装置不需要在微机的模拟输入接口与开关之间加入D/A转换器，从而使费用降低。
电阻的价格随着其精度从±10％-±5％、±2％或±1％改变而激增。在本发明中，使用精度为±10％的电阻来作为分压元件R1-R6是没有问题的。采用这种电阻的旋转驱动件的转动环位置的检测是没有错误的。在此描述了精度为±10％的电阻用作分压元件R1-R6的应用，当然用精度为±5％的电阻时其工作也类似。
也就是说，廉价的电阻也可以用作分压元件R1-R6，从而使费用降低。此外，与图2所示的位置检测开关相比，其电阻减少了3个，进而使费用进一步降低。
本发明并不局限于上述实施例，也可以有可动触点20与固定触点30交换的情况。也就是说，可以使其上形成有金属化导体图形的板移动而与金属化导体图形滑动接触的触点固定。此外，开关并不局限于旋转型的，当然也可以为线性移动的。
如上所描述的，根据本发明的位置检测开关可以是模拟的。因此，甚至在开关接到微机的模拟输入接口时，其间也不需要D/A转换器，从而使费用降低。
另外，根据本发明的模拟输入型的开关所需的分压元件数目较少且在分压元件与金属化导体图形间的连接点数目较少，从而使连线的数目和连接器的管脚数目减至最小。
此外，不需要高精度的电阻来用作分压元件。甚至在需要宽电压范围时，分压元件的数目仍然可以保持在合理的数目上，从而从整体上大大降低了费用。
权利要求
1.一种位置检测开关，该开关用于检测在预选位置外的选定位置处其位置将被测定的物体的位置，并且以模拟信号输出检测结果，其中开关电路包括多个分压元件，用于将通过参考电压输入端从外部电源来的参考电压分压；具有多个在板上形成的金属化导体图形的固定触点，该多个金属化导体图形部分地被冲出凹口以便与预选位置相对应；以及与其位置将被测定的目标耦合并且与用作所述固定触点的导体图形接触并在其上滑动的可动触点，其中所述开关电路不仅以对应于目标的当前选定位置的分压比对参考电压分压，而且以模拟信号输出分压后的电压，以及其中在所述多个分压元件中，用于切换分压比例的分压元件也经所述固定触点和所述可动触点平行地连接起来。
2.如权利要求1的位置检测开关，其特征在于采用耦合到其位置将被检测并且具有多个在板上形成的金属化导体图形的目标上的可动触点，其中多个金属化导体图形部分地被冲出凹口以便与预选位置相对应，并且还采用与用作所述可动触点的并在其上滑动的金属化导体图形相接触的固定触点。
3.如权利要求1的位置检测开关，其特征在于所述多个分压元件是电阻。
4.如权利要求1的位置检测开关，其特征在于所述位置检测开关是装在视频装置上的。
5.如权利要求4的位置检测开关，其特征在于从所述开关电路输出的模拟信号被引入到控制视频装置的微机的模拟I/O接口上。
全文摘要
一种开关电路,包括用于将通过参考电压输入端从外部电源来的参考电压分压的分压元件,具有多个在板上形成的金属化导体图形的固定触点,以及与导体图形接触并在其上滑动的可动触点。开关电路不仅以对应于目标的当前选定位置的分压比对参考电压分压,而且以模拟信号输出分压后的电压,用于切换分压比例的一些分压元件也经固定触点和可动触点平行地连接起来。
文档编号G11B15/00GK1187667SQ9711758
公开日1998年7月15日 申请日期1997年8月30日 优先权日1997年8月30日
发明者樋口善男 申请人:船井电机株式会社