具有相关联的评估电路的电容式传感器装置的制作方法

文档序号:16564348发布日期:2019-01-13 16:13阅读:来源:国知局

技术特征:

1.具有至少一个传感器电极的电容式传感器装置,所述电容式传感器装置相对于具有参考电位的参考点形成可变的电容,

其中,所述传感器电极与第一开关元件(SW1)耦合,其中,为了与所述传感器电极重复耦合所述第一开关元件要么能与传感器工作电压(U0)接通要么能与评估电路(10)接通,

其特征在于,

其中,所述评估电路(10)根据电流源电路的类型具有至少一个第一电流支路和至少一个第二电流支路,所述第一电流支路具有至少一个第一三极管(T1),而所述第二电流支路具有至少一个第二三极管(T2),

其中,所述第一电流支路在输入端能与所述传感电极耦合,并且通过第一三极管的集电极和发射极与地耦接,其中,在所述第一电流支路中布置有第一辅助电阻(R1),

其中,所述第二电流支路在端部与评估电压耦合,具有在评估电压与第二三极管之间耦合的保持电容(CH),并且其中,在所述第二电流支路中布置有至少一个第二辅助电阻(R2),

其中,所述第一三极管(T1)的基极与所述第二三极管(T2)的基极耦合,并且不仅所述第一三极管(T1)的基极而且所述第二三极管(T2)的基极都能够通过所述第一开关元件(SW1)与所述传感器电极耦合,

其中,所述电容式传感器装置设置有至少一个第一补偿电容(C1),其第一连接件与所述第一电流支路耦合,并且通过所述第一开关元件(SW1)能够并联于所述传感器电极地与所述第一电流支路耦合,

其中,所述第一补偿电容(C1)的第二连接件能够与补偿电压(U1)或地耦合或以浮动方式耦合,其中能够施加到至少一个第二补偿电容(C12)上的补偿电压(U1)通过能调节的直流电压源提供,从而能够根据所述补偿电压调节所述补偿电容上的电荷量。

2.根据权利要求1所述的电容式传感器装置,其中,传感器工作电压和评估电压具有相同的电压。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电容式传感器装置,其中,设置至少一个其他的补偿电容(C2),其第一连接件与所述第一电流支路耦合,并且通过所述第一开关元件(SW1)能够并联于所述传感器电极地与所述第一电流支路耦合,

其中,所述其他的补偿电容(C2)的第二连接件通过第三开关元件(SW3)能够与传感器工作电压或地连接或以浮动方式连接。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的电容式传感器装置,其中,至少所述第一开关元件(SW1)与控制装置形成重复的电路,用于使得所述传感器电极与所述传感器工作电压或评估电路交替地耦合。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的电容式传感器装置,其中,在所述第二电流支路中在保持电容(CH)与地之间减小的电压能够作为对传感器电极的电容的量度通过检测装置而量取,其中,AD转换器与所述第二电流支路耦合。

6.根据权利要求5所述的电容式传感器装置,其中,在所述第二电流支路中减小的电压通过检测装置在不同情况下依照第一开关元件(SW1)的多次开关操作而量取,从而取决于保持电容(CH)的充电状态的电压值在多次开关操作中积累。

7.一种用于检测传感器电极的电容的方法,包括以下步骤:

通过耦合所述传感器电极与工作电压(U0)对传感器电极充电,

对所述传感器电极与工作电压解耦,并且使得所述传感器电极与第二补偿电容(C12)耦合,以引起补偿电容与传感器电极之间的电荷平衡,

其特征在于,

补偿电容由一个或多个电容器形成,所述补偿电容通过开关元件以可选的方式能够与补偿电压、地耦合或相对于传感器电极以浮动方式耦合,

其中引导所述传感器电极的残余电荷通过电流镜的第一电流支路,其中,在电流镜的第二电流路径上产生相应的电流,并且其中,在第二电流路径中耦合的保持电容器通过所产生的电流再次充电,

多次重复上述步骤,然后评估保持电容器的充电状态作为对传感器电极的电容的量度,

其中所述补偿电压是可变的,并且根据所述保持电容器的已确定的充电状态而给定。

8.根据权利要求7所述的方法,其中,各个电容与传感器电极的耦合根据所述保持电容器已确定的充电状态进行。

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