电容的检测装置、关于交流电源的方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种检测电容器（capacitor)的大小、即检测电容 (capacitance)的单元及方法，更详细而言是有关于一种于施加至检测电容的大小或变化 量的检测系统的交流（Alternating Current，AC)电源的大小发生变化时，施加至被测定电 容器的电压发生变化而发生电荷的充放电，基于与连接于与被测定电容器相同点的辅助电 容器相互产生的电荷共用（charge sharing)效应，检测电容的大小或变化量的单元及检测 方法。
【背景技术】
[0002] 于在两个导电体之间存在具有介电常数的某种物质时，若对两个导电体的两端施 加电压或电流，则形成电容器而产生蓄积电荷的能力即电容，电容的大小与两个导电体之 间的介电体的介电常数、与两个导电体的对向面积及对向距离具有相关关系。
[0003] 利用此种原理而制造的商业性电容器有陶瓷（ceramic)电容器、电解电容器、麦 拉（Mylar)电容器等各种种类。
[0004] 此种商用电容器的电容通常具有IpF (Pico Farad，微微法拉）、InF (Nano Farad， 奈法拉）、或luF(Micro Farad，微法拉）或其以上的大小，可使用如万用表（Multi Meter) 的计测器而容易地测定电容。
[0005] 然而，于电容为lpF(Pico Farad，pF)以下的情形时，在使用如万用表的简单的计 测器进行测定时，因计测器的误差而无法实现精密的测定，如无法利用计测器进行测定的 条件、即如欲测定形成于人的手与电梯（elevator)按钮（button)之间的电容的大小的情 形般亦存在无法利用计测器测定电容的情形。
[0006] 于此种情形时，可间接地测定电容，图1是表示关于此种方法的一例。
[0007] 参照图1，如形成于人的手与电梯按钮之间的电容器的情形般不知电容的大小，未 充电的电容器cl连接于电容检测系统的Pl点，欲利用图1的检测系统得知电容器cl的电 容即Cl的大小。图1的讯号检测部是用以检测Pl点的电压的检测部，若于图1的讯号检 测部检测出Pl点的电压，则可通过运算而得知电容器Cl的电容即Cl的大小。
[0008] 已知以Vl的大小的电压充电的电容器c2的电容即C2,若接通图1的开关 (switch) SW而电容器C2连接于Pl点，则Pl点的电位Vpl由以下〈公式1>决定。
【主权项】
1. 一种电容检测单元，其包括： 固定电容器（fixed capacitance)，其具有固定的电容； 可变电容器，其产生根据与外部物件（object)的对向距离或对向面积而变化的可变 电容（variation capacitance);及 讯号检测部，其与施加至所述固定电容器的交流电压同步化（synchronize)而检测因 于所述固定电容器与所述可变电容器之间流动的电荷所引起的电压变化。
2. 根据权利要求1所述的电容检测单元，其还包括开关元件，其用以利用直流电压对 所述固定电容器进行充电、或为了于充电后保存所充电的电荷而保持浮动状态（floating state)， 所述讯号检测部是基于检测到的所述电压变化而获得所述可变电容器的可变电容。
3. 根据权利要求2所述的电容检测单元，其特征在于还包括传感器，其感应所述电压 变化， 所述可变电容器形成于与所述物件接触的导电体与所述传感器之间。
4. 根据权利要求3所述的电容检测单元，其特征在于，基于自所述讯号检测部获得的 所述可变电容器的可变电容，获得所述物件与所述导电体之间的间隔、或所述物件与所述 导电体接触的面积。
5. 根据权利要求1所述的电容检测单元，其中所述固定电容器包括对于通过与所述讯 号检测部的连接而产生的杂散电容器（parasitic capacitor)的电容（capacitance)、与 储存所述电荷的存储（storage)电容器的电容的等效电容（equivalent capacitance)。
6. 根据权利要求1所述的电容检测单元，其特征在于还包含： 第1接地端（ground);及 第2接地端（ground);且 所述固定电容器接地于所述第1接地端，所述可变电容器接地于所述第2接地端。
7. 根据权利要求6所述的电容检测单元，其中所述第1接地端与所述交流电压为相同 的频率、同相（in-phase)，且保持固定大小的振幅差（amplitude difference)，藉此若以所 述第1接地端为基准，则对所述固定电容器施加直流电压（direct current)。
8. 根据权利要求6所述的电容检测单元，其特征在于，所述第2接地端为直流电压为零 (zero)的大地接地端、或固定大小的直流电压。
9. 根据权利要求6所述的电容检测单元，其特征在于，于输出所述讯号检测部的结果 时，所述第1接地端与所述第2接地端相互连接，所述交流电压保持固定大小的直流电压。
10. 根据权利要求7所述的电容检测单元，其特征在于，所述第1接地端及所述交流电 压于第1持续期间（duration)内包括第1频率，于与所述第1持续期间不同的第2持续期 间内包括与所述第1频率不同的第2频率，所述第1频率与所述第2频率交替。
11. 根据权利要求1所述的电容检测单元，其特征在于还包括传感器，其包括对向的两 个感测面，连接于一个传感器讯号线而检测所述电压变化， 通过与各个所述感测面接触的两个不同的物件，产生两个可变电容器。
12. 根据权利要求1所述的电容检测单元，其特征在于还包括多个传感器，其感应所述 电压变化， 通过施加至所述多个传感器的多个物件，产生多个可变电容器。
13. 根据权利要求3、或11至第12中任一项所述的电容检测单元，其中所述讯号检 测部感应未产生所述可变电容时的所述传感器或所述多个传感器中的各个传感器的第 1电压、与产生通过所施加的所述物件产生的所述可变电容时的所述传感器或所述多个 传感器中的各个传感器的第2电压，基于所述第1电压与所述第2电压的差异（voltage difference)，获得所述可变电容或所述多个可变电容。
14. 根据权利要求13所述的电容检测单元，其特征在于，所述第1电压为固定大小的直 流电压即第1充电电压（第IVchg)与所述交流电压的和，所述第2电压为所述第1电压、 与所述电荷于所述固定电容器与所述可变电