專利名稱：電子秤電容鍵盤及其抗干擾檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種電子秤電容鍵盤及其抗干擾檢測方法，屬于電子秤技術領域。
背景技術：
電子秤在食品加工業中已經應用地非常廣泛了，但由于大多數食品加工秤是使用在高溫高濕以及具有腐蝕性的鹽堿溶液環境中，同時食品加工大多為計件制，按鍵的使用頻率很高，而傳統電子秤的鍵盤采用機械式按鍵，而機械式按鍵在這種條件很容易發生腐蝕破壞而產生失效，同時機械按鍵需要在上蓋外殼上添加按鍵孔，進而破壞了外觀的連續性，使得潮氣濕氣和鹽堿溶液更易進入秤體，使電子秤內部器件的抗腐更加困難。目前的電容鍵盤雖然能在高溫高濕以及腐蝕性的鹽堿溶液環境中作用，但電容鍵盤的防水性能和抗 干擾能力都不能滿足食品加工的實際使用要求，當有水滴、水流或電磁波輻射作用于電容鍵盤時，會出現關機、去皮、清零等誤觸發，或電容鍵盤會出現整體失效，使得電子秤不能正常工作。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種具有良好的機械強度，可靠的抗干擾能力的電子秤電容鍵盤及其抗干擾檢測方法。本發明為達到上述目的的技術方案是一種電子秤電容鍵盤，其特征在于包括絕緣底板、密封固定在絕緣底板上的耐腐罩殼以及固定在耐腐罩殼頂面的面板，絕緣底板與耐腐罩殼之間固定有防水保護套，絕緣底板位于防水保護套內設有屏蔽電極板，屏蔽電極板上間隔設置有兩個以上的安裝孔，至少兩個電容感應實心盤設置在屏蔽電極板的安裝孔內并與絕緣底板固定。本發明的電子秤電容鍵盤的抗干擾檢測方法，其特征在于⑴、在未用手觸摸電容鍵盤時，分別采集介質作用于面板時各區域的感應電容值，各電容感應實心盤區域對應各自的感應電容值Os、屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwd、防水保護套區域對應的防水感應電容值Cwg以及絕緣底板對地端對應的絕緣底板對地感應電容值Cst，對所采集的各感應電容值進行計算判斷，具體按以下公式判斷i、Cwg + Cst — Cwd < Cwst，為公式 I ;ii、Cwsi < Ccomt,為公式 2 ；當上述兩個公式同時滿足時，電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態；上述任何一個公式不滿足則屏蔽電容鍵盤，操作任何一個按鍵都無效；其中Cwsi為未用手觸摸電容鍵盤時，其中任意一個電容感應實心盤的感應電容值；Cwg為防水感應電容值；Cwd為屏蔽電極感應電容值；Cst為絕緣底板對地感應電容值；
Cwst為設定的按鍵外界干擾下限電容閥值；Ccomt為設定的組合判斷干擾電容閥值；⑵、在電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態時，再分別采集用手按下電容鍵盤時的各電容感應實心盤區域對應各自的觸發感應電容值Cwf,屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwdf、防水保護套的區域對應的防水感應電容值Cwgf以及絕緣底板對地感應電容值Cstf，對各感應電容值再進行計算判斷，具體按以下公式判斷i、Cest > Cwfi + Cstf — Cwdf > Ct,為公式 3 ；ii、Cwgf + Cstf — Cwdf < Cwst,為公式 4 ；iii、Cwsi < Ccomt,為公式 5 ；其中Cwfi為用手指按下其中任意一個電容感應實心盤時的觸發感應電容值；Cwdf為屏蔽電極感應電容值；Cwgf為防水感應電容值；Cstf為絕緣底板對地感應電容值；Cest為設定的按鍵外界干擾上限電容閥值；Ct為設定的按鍵觸發電容閥值；當上述三個公式同時滿足時，判斷電容鍵盤按鍵操作有效并輸出正確的操作信號；上述任何一個公式不滿足時，則判斷有干擾操作無效。本發明的電子秤電容鍵盤采用絕緣底板、耐腐罩殼和面板，而絕緣底板與耐腐罩殼之間安裝有防水保護套，故而使得電容鍵盤具有卓越的防水性能。本發明在在防水保護套內設有具有屏蔽電極層，而各電容感應實心盤設置在屏蔽電極板的安裝孔內并與絕緣底板固定，不僅使得電容鍵盤具有良好的機械強度，同時電容感應實心圓盤周圍設置了一個屏蔽電極層，使各能準確測得各電容感應實心盤的感應區域對應各自的感應電容值Cws，具有可靠的分辨能力。本發明在未觸摸電容鍵盤前，分別采集介質通過面板時，各電容感應實心盤感應區域對應各自的感應電容值Os、屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwd、防水保護套的區域對應的防水感應電容值Cwg、以及絕緣底板對地端對應的絕緣底板對地感應電容值Cst，通過對所采集的任意一個感應電容值Os、絕緣底板對地感應電容值Cst以及防水感應電容值Cwg和屏蔽電極感應電容值Cwd與設定的按鍵外界干擾下限電容閥值Cwst及與組合判斷干擾電容閥值Ccomt進行比較和判定，以確定在電容鍵盤按鍵操作是否有效，當所有的條件符合要求，電容鍵盤按鍵處于操作有效狀態；上述任何一個條件不成立，則屏蔽電容鍵盤，操作任何一個按鍵無效；而在電容鍵盤按鍵處于操作有效狀態的前提下，再采集用手按下電容鍵盤面板時的各電容感應實心盤感應區域對應各自的觸發感應電容值Cwf以及觸發按鍵后的屏蔽電極感應電容值Cwdf、防水感應電容值Cwgf和絕緣底板對地感應電容值Cstf，再與所設定的按鍵觸發電容閥值Ct、設定的按鍵外界干擾上限電容閥值Cest以及設定的按鍵外界干擾下限電容閥值Cwst進行比較和判定，并用電容鍵盤上任意一個電容鍵盤上無手指按下電容感應實心盤時的感應電容值Cwsi與組合判斷干擾電容閥值Ccomt再進行比較判斷，大幅度提高了判斷精度，使電容鍵盤按鍵操作能有效輸出正確的操作信號，能精確排除水滴、水流以及電磁波輻射對電容鍵盤的干擾，故使電容鍵盤具有較強的抗干擾能力，因此在對電容鍵盤進行操作時不會出現誤操作現象，能確保電子秤正常工作。
本發明將其中一個電容感應實心盤作為電源控制按鍵，可以直接使用電容鍵盤進行電源開關機，使得電子秤的機殼連續密封，無需再增設機械式開關來控制電子秤總電源的通斷，更便于內部器件的抗腐與外部機殼的清潔。
下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的描述。圖I為本發明電子秤電容鍵盤的結構示意圖。圖2為圖I的A-A剖視結構示意圖。其中1 一絕緣底板，2—耐腐罩殼，3—防水保護套，4一屏蔽電極板，41 一安裝孔，
5—電容感應實心盤，6—面板。
具體實施例方式見圖I、2所示，本發明的電子秤電容鍵盤，包括絕緣底板I、密封固定在絕緣底板I上的耐腐罩殼2以及固定在耐腐罩殼2頂面的面板6，而面板6由下部的ABS塑料層和上部的PC塑料層疊置而成，耐腐罩殼2可采用較高的強度、耐熱性和耐寒性，具有優異尺寸穩定性及耐化學腐蝕性，較高的強度、耐熱性和耐寒性，還具有自熄、阻燃、無毒等優點，使得電容鍵盤具有良好的機械強度。本發明的絕緣底板I可采用復陶瓷金屬基板，見圖1、2所示，本發明的絕緣底板I與耐腐罩殼2之間固定有防水保護套3，起到防水作用，使得電容鍵盤具有卓越的防水性能，絕緣底板I位于防水保護套3內設有屏蔽電極板4，屏蔽電極板4上間隔設置有兩個以上的安裝孔41，至少兩個電容感應實心盤5設置在屏蔽電極板4的安裝孔41內并與絕緣底板I固定，電容感應實心盤5可采用2 6個，如圖I所示，可采用4個電容感應實心盤5，通過屏蔽電極板4對各電容感應實心盤5的感應區域對應各自的感應電容值Cws進行隔離，減少相互影響，而具有可靠的分辨能力。見圖1、2所示，本發明電容感應實心盤5與屏蔽電極板4的安裝孔41之間設有O. 8 2. 5mm的間距，防水保護板與屏蔽電極板4之間設有O. 8 2. 5mm的間距,在按下各明電容感應實心盤5時,不會影響操作。本發明的電子秤電容鍵盤的檢測方法，按以下步驟進行，⑴、在未用手觸摸電容鍵盤時，分別采集介質作用于面板時各區域的感應電容值，各電容感應實心盤區域對應各自的感應電容值Os、屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwd、防水保護套區域對應的防水感應電容值Cwg以及絕緣底板對地端對應的絕緣底板對地感應電容值Cst，本發明的介質可為水滴、持續水流或電磁波輻射，本發明的感應電容值Cws為水滴滴在電容鍵盤的面板時，或持續水流流過電容鍵盤面板時，或電磁波輻射作用在面板時對應的感應電容值。同樣，屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwd為水滴滴在電容鍵盤的面板時，或持續水流流過電容鍵盤面板時，或電磁波輻射作用在面板時對應的感應電容值，對所采集的各感應電容值進行計算判斷，具體按以下公式判斷i、Cwg + Cst — Cwd < Cwst,為公式 I ;ii、Cwsi < Ccomt,為公式 2 ；當上述兩個公式同時滿足時，電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態；上述任何一個公式不滿足則屏蔽電容鍵盤，操作任何一個按鍵都無效；
其中Cwsi為未用手觸摸電容鍵盤時，其中任意一個電容感應實心盤的感應電容值； Cwg為防水感應電容值；Cwd為屏蔽電極感應電容值；Cst為絕緣底板對地感應電容值；Cwst為設定的按鍵外界干擾下限電容閥值；Ccomt為設定的組合判斷干擾電容閥值。上述公式I和公式2中的各感應電容值和電容閥值的單位均為pf,并通過屏蔽電容值Cwd可對感應電容值Cws和絕緣底板對地感應電容值Cst能進行削弱，減少相互影響， 達到可靠的分辨能力。當經上述步驟判斷后，在電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態，再分別采集用手按下電容鍵盤時的各電容感應實心盤區域對應各自的觸發感應電容值Cwf，屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwdf、防水保護套的區域對應的防水感應電容值Cwgf以及絕緣底板對地感應電容值Cstf，由于按在電容鍵盤上的其中一個電容感應實心盤后，其屏蔽電極感應電容值、防水感應電容值以及絕緣底板對地感應電容值均發生變化，故而重新采集。對各感應電容值再進行計算判斷，具體按以下公式判斷i、Cest > Cwfi + Cstf — Cwdf > Ct,為公式 3 ；ii、Cwgf + Cstf — Cwdf < Cwst, 為公式 4 ；iii、Cwsi < Ccomt,為公式 5 ；其中Cwfi為用手指按下其中任意一個電容感應實心盤時的觸發感應電容值；Cwdf為屏蔽電極感應電容值；Cwgf為防水感應電容值；Cstf為絕緣底板對地感應電容值；Cest為設定的按鍵外界干擾上限電容閥值；Ct為設定的按鍵觸發電容閥值；當上述三個公式同時滿足時，判斷電容鍵盤按鍵操作有效并輸出正確的操作信號；上述任何一個公式不滿足時，則判斷有干擾操作無效。本發明針對電子秤的電容鍵盤，其設定的按鍵觸發電容閥值Ct控制在196 258pf，如Ct控制在210 240pf，或Ct控制在220 230pf ;設定的按鍵外界干擾上限電容閥值Cest控制在395 512pf，如Cest控制在420 490pf，或Cest控制在450 470pf,該；而按鍵外界干擾下限電容閥值Cwst控制在133 167pf，其Cwst可控制在140 160pf或Cwst控制在145 155pf之間；設定的組合判斷干擾電容閥值Ccomt控制在63 96pf，或Ccomt控制在70 90pf, Ccomt控制在75 85pf,通過組合判斷干擾電容閥值Ccomt排除外界干擾對各個按鍵的影響。在公式I中，防水保護套的防水感應電容值Cwg與絕緣底板對地感應電容值Cst之和，再減出減去屏蔽電容值Cwd后大于設定的按鍵外界干擾下限電容閥值Cwst，即在于133 167pf0在公式2中，未用手觸摸電容鍵盤時，其中任意一個電容感應實心盤的感應電容值Cwsi小于設定的組合判斷干擾電容閥值Ccomt,即小于63 96pf。本發明可通過公式I和公式2判斷干擾后的電容鍵盤是否能進行操作。在公式3中，在電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態，用手指按下面板其中任意一個電容感應實心盤時的觸發感應電容值Cwfi與接地電容值Cstf之和，再減去屏蔽電容值Cwdf后，其感應電容值小于設定的按鍵外界干擾上限電容閥值Cest，即小于395 512pf，同時要大于設定的按鍵觸發電容閥值Ct，即大于196 258pf。在公式4中，其防水保護套的防水感應電容值Cwgf與接地電容值Cstf之和，再減出減去屏蔽電容值Cwdf后大于設定的按鍵外界干擾下限電容閥值Cwst，即在大于133 167pf，在用手進行按鍵操作時能再進行一次精確的判斷。在公式5中是除去用手指按下面板上其中任意一個電容感應實心盤時的觸發感應電容值Cwfi外，對其它未用手觸摸電容鍵盤時的任意一個電容感應實心盤的感應電容值Cwsi再進行一次判斷,使除有效按鍵外的任意一個按鍵無手指按下時的感應電容值Cwsi小于組合判斷干擾電容閥值Ccomt,即小于63 96pf,以達到精確的判斷。
本發明可通過公式3、4和5，在電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態，對有按鍵操時的電容鍵盤是否能有效輸出信號進行判斷，當上述三個公式同時滿足時，判斷電容鍵盤按鍵操作有效并輸出正確的操作信號；上述任何一個公式不滿足時，則判斷操作無效，故而再對按鍵操作過程中干擾信號進一步判斷，大幅度提高了抗干擾的判斷精度。本發明對在未按下電容鍵盤以及按下電容鍵盤操作時各感應電容值均進行判斷，因此能可靠排除水滴、水流或電磁波輻射對電容鍵盤的干擾，使電子秤能可靠工作。
權利要求
1.一種電子秤電容鍵盤，其特征在于包括絕緣底板、密封固定在絕緣底板上的耐腐罩殼以及固定在耐腐罩殼頂面的面板，絕緣底板與耐腐罩殼之間固定有防水保護套，絕緣底板位于防水保護套內設有屏蔽電極板，屏蔽電極板上間隔設置有兩個以上的安裝孔，至少兩個電容感應實心盤設置在屏蔽電極板的安裝孔內并與絕緣底板固定。
2.根據權利要求I所述的電子秤電容鍵盤，其特征在于所述的其中一個電容感應實心盤為電源控制按鍵。
3.根據權利要求I所述的電子秤電容鍵盤，其特征在于所述的電容感應實心盤與屏蔽電極板的安裝孔之間設有I 2. 5mm的間距，防水保護板與屏蔽電極板之間設有0. 8 2.5謹的間距。
4.根據權利要求I所述的電子秤電容鍵盤，其特征在于所述的面板由下部的ABS塑料層和上部的PC塑料層疊置而成。
5.根據權利要求I所述的電子秤電容鍵盤的抗干擾檢測方法，其特征在于 (I)、在未用手觸摸電容鍵盤時，分別采集介質作用于面板時各區域的感應電容值，各電容感應實心盤區域對應各自的感應電容值Os、屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwd、防水保護套區域對應的防水感應電容值Cwg以及絕緣底板對地端對應的絕緣底板對地感應電容值Cst，對所采集的各感應電容值進行計算判斷，具體按以下公式判斷 i、Cwg+ Cst — Cwd < Cwst,為公式 I ; ii、Cwsi< Ccomt,為公式 2 ； 當上述兩個公式同時滿足時，電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態；上述任何一個公式不滿足則屏蔽電容鍵盤，操作任何一個按鍵都無效； 其中Cwsi為未用手觸摸電容鍵盤時，其中任意一個電容感應實心盤的感應電容值； Cwg為防水感應電容值； Cwd為屏蔽電極感應電容值； Cst為絕緣底板對地感應電容值； Cwst為設定的按鍵外界干擾下限電容閥值； Ccomt為設定的組合判斷干擾電容閥值； ⑵、在電容鍵盤處于按鍵操作有效狀態時，再分別采集用手按下電容鍵盤時的各電容感應實心盤區域對應各自的觸發感應電容值Cwf,屏蔽電極板區域對應的屏蔽電極感應電容值Cwdf、防水保護套的區域對應的防水感應電容值Cwgf以及絕緣底板對地感應電容值Cstf，對各感應電容值再進行計算判斷，具體按以下公式判斷i、Cest> Cwfi + Cstf — Cwdf > Ct,為公式 3 ； ii、Cwgf+ Cstf — Cwdf < Cwst, 為公式 4 ； iii、Cwsi< Ccomt,為公式 5 ； 其中Cwfi為用手指按下其中任意一個電容感應實心盤時的觸發感應電容值； Cwdf為屏蔽電極感應電容值； Cwgf為防水感應電容值； Cstf為絕緣底板對地感應電容值； Cest為設定的按鍵外界干擾上限電容閥值； Ct為設定的按鍵觸發電容閥值；當上述三個公式同時滿足時，判斷電容鍵盤按鍵操作有效并輸出正確的操作信號；上述任何一個公式不滿足時，則判斷有干擾操作無效。
6.根據權利要求5所述的電子秤電容鍵盤的抗干擾檢測方法，其特征在于所述的設定的按鍵觸發電容閥值Ct在196 258pf。
7.根據權利要求5所述的電子秤電容鍵盤的抗干擾檢測方法，其特征在于所述的設定的按鍵外界干擾上限電容閥值Cest在395 512pf。
8.根據權利要求5所述的電子秤電容鍵盤的抗干擾檢測方法，其特征在于所述的按鍵外界干擾下限電容閥值Cwst在133 167pf。
9.根據權利要求5所述的電子秤電容鍵盤的抗干擾檢測方法，其特征在于所述的設定的組合判斷干擾電容閥值Ccomt在63 96pf。
全文摘要
本發明涉及一種電子秤電容鍵盤及其抗干擾檢測方法，包括絕緣底板、密封固定在絕緣底板上的耐腐罩殼以及固定在耐腐罩殼頂面的面板，絕緣底板與耐腐罩殼之間固定有防水保護套，絕緣底板位于防水保護套內設有屏蔽電極板，屏蔽電極板上間隔設置有兩個以上的安裝孔，至少兩個電容感應實心盤設置在屏蔽電極板的安裝孔內并與絕緣底板固定。本發明具有良好的機械強度和防水性能，能可靠的分辨能力和較強的抗干擾能力。
文檔編號G01G23/00GK102809420SQ20121026061
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者劉正全, 趙力平, 肖開華, 王海濤 申請人:奧豪斯儀器(常州)有限公司