用于確定多個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于確定數(shù)量n個(gè)電容性傳感器元件（SE1-SEn）的電容的電路裝置，所述電容性傳感器元件的相應(yīng)的電容與操作有關(guān)地改變，所述電路裝置包括至少一個(gè)積聚電容器（CS1-CSm）；參考電壓源（RQ）；與所述至少一個(gè)積聚電容器電連接的分析裝置（AE），所述分析裝置分析在所述至少一個(gè)積聚電容器處存在的電壓用于確定相應(yīng)的傳感器元件的電容；控制單元（MC），用于產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號（SS1-SSk）；和至少一個(gè)集成回路（IC1-ICm），所述至少一個(gè)集成回路與所述參考電壓源和所述至少一個(gè)積聚電容器電連接并且被施加至少一個(gè)控制信號。所述至少一個(gè)集成回路包括數(shù)量k個(gè)換向開關(guān)（WS1-WSk），其中相應(yīng)的換向開關(guān)分別被分配給數(shù)量n個(gè)傳感器元件之一，相應(yīng)的換向開關(guān)的開關(guān)位置取決于所述至少一個(gè)控制信號，和相應(yīng)的換向開關(guān)在第一開關(guān)位置中將分別所分配的傳感器元件與所述參考電壓源連接并且相應(yīng)的換向開關(guān)在第二開關(guān)位置中將分別所分配的傳感器元件與所述至少一個(gè)積聚電容器連接用于轉(zhuǎn)移電荷。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于確定多個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置。
技術(shù)介紹
用于分析電容性接近開關(guān)的電路裝置通常使用電容性傳感器元件，所述傳感器元件的電容與操作有關(guān)地改變。該電容變化被分析以便確定操作狀態(tài)。在按照所謂的開關(guān)電容(Switched-Capaci tor)原理工作的電路裝置的情況下,通常經(jīng)由開關(guān)裝置給電容性傳感器元件施加充電電壓，由此根據(jù)其電容和充電電壓將確定的電荷轉(zhuǎn)移到電容性傳感器元件上。在充電時(shí)間之后，借助于開關(guān)裝置將傳感器元件與充電電壓分開并且經(jīng)由另ー開關(guān)裝置與已知電容的參考電容器或積聚電容器連接，由此實(shí)現(xiàn)從傳感器元件到積聚電容器的電荷轉(zhuǎn)移。充電和接著的再充電的過程被重復(fù)預(yù)定數(shù)量的循 環(huán)，由此積聚電容器的電荷達(dá)到確定的值，所述值尤其通過傳感器元件的電容的值確定。積聚電容器的電荷或由此得出的電壓因此是傳感器元件的待測量電容的尺度。通過分析積聚電容器的電壓可以推斷出接近開關(guān)的操作狀態(tài)。在電壓分析之后，通常對積聚電容器以定義的方式進(jìn)行放電并且可以接著新的測量循環(huán)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所基于的任務(wù)是提供一種用于按照開關(guān)電容原理確定多個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置，所述電路裝置通過分析電容或電容變化保證在所有運(yùn)行條件下可靠地確定操作狀態(tài)，可以成本低地被制造并且相對于EMV和HF干擾是不靈敏的。本專利技術(shù)通過具有權(quán)利要求I的特征的電路裝置來解決該任務(wù)。本專利技術(shù)的有利的以及優(yōu)選的擴(kuò)展方案是其他權(quán)利要求的主題并且在下面進(jìn)ー步予以闡述。權(quán)利要求書的字句通過明確地引用而成為說明書的內(nèi)容。用于確定數(shù)量η個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置，其中所述電容性傳感器元件的相應(yīng)的電容與操作有關(guān)地改變，包括至少ー個(gè)積聚電容器，優(yōu)選地具有已知電容；參考電壓源，尤其是用于產(chǎn)生時(shí)間恒定的參考電壓或參考電位，其可以與供應(yīng)電壓或地電位一致；與至少ー個(gè)積聚電容器電連接的分析裝置，例如具有集成A/D轉(zhuǎn)換器的微處理器，所述分析裝置或所述微處理器分析在至少ー個(gè)積聚電容器處存在的電壓用于確定相應(yīng)的傳感器元件的電容；和控制單元，例如同樣是同樣可以構(gòu)成分析裝置的微處理器，用于產(chǎn)生至少ー個(gè)控制信號；和至少ー個(gè)集成回路，其與參考電壓源和至少ー個(gè)積聚電容器電連接并且施加有至少ー個(gè)控制信號。至少ー個(gè)集成回路包括數(shù)量k個(gè)換向開關(guān)，也稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)、換向器或模擬2通道多路復(fù)用器/解復(fù)用器，其中k優(yōu)選地大于1，其中相應(yīng)的換向開關(guān)分別被分配給數(shù)量η個(gè)傳感器元件之一，相應(yīng)的換向開關(guān)的開關(guān)位置與至少ー個(gè)控制信號有關(guān)并且相應(yīng)的換向開關(guān)在第一開關(guān)位置中將分別所分配的傳感器元件與參考電壓源連接，這對應(yīng)于開關(guān)電容原理的充電循環(huán)，并且相應(yīng)的換向開關(guān)在第二開關(guān)位置中將分別所分配的傳感器元件與至少ー個(gè)積聚電容器連接用于轉(zhuǎn)移電荷，這對應(yīng)于開關(guān)電容原理的電荷轉(zhuǎn)移循環(huán)。由于換向開關(guān)集裝在所述ー個(gè)或多個(gè)集成回路中并且由于通向參考電壓源和通向所述ー個(gè)或多個(gè)積聚電容器的線路主要敷設(shè)在集成回路內(nèi)的事實(shí)，所需要的組件的數(shù)量和布局耗費(fèi)可以被減少，由此所述電路裝置相比于具有分立開關(guān)裝置或轉(zhuǎn)換開關(guān)的解決方案可以成本更低地來制造并且相對于EMV和HF干擾是更不靈敏的。在一種改進(jìn)方案中，電容性傳感器元件的數(shù)量η是集成回路的可操控的換向開關(guān)的數(shù)量k的整數(shù)多倍。例如單個(gè)集成回路的可操控的換向開關(guān)的數(shù)量k可以為3并且可以使用總共4個(gè)集成回路，使得可以分析總共n=12=3*4個(gè)電容性傳感器元件。在一種改進(jìn)方案中，分別給每個(gè)集成回路分配恰好ー個(gè)積聚電容器，其中產(chǎn)生多個(gè)不同的控制信號，其等于相應(yīng)的集成回路中的換向開關(guān)的數(shù)量k。可替代地，給所有集成回路共同地分配多個(gè)積聚電容器，其等于在相應(yīng)的集成回路中換向開關(guān)的數(shù)量，其中產(chǎn)生多個(gè)不同的控制信號，其等于集成回路的數(shù)量。在一種改進(jìn)方案中，設(shè)置至少ー個(gè)充電電路，所述充電電路被構(gòu)造用于在開始測量之前對至少ー個(gè)積聚電容器充電，其中參考電壓源被構(gòu)造用于輸出地電壓或?qū)⒅辽侃`個(gè) 積聚電容器與地電位連接。充電電路例如可以被構(gòu)造為開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置將積聚電容器與電壓源連接用于充電。這些特征和其他特征除了由權(quán)利要求得知之外也從說明書和附圖中得知，其中在本專利技術(shù)的實(shí)施形式中和在其他領(lǐng)域中分別單獨(dú)地或多個(gè)地以子組合的方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)特征并且可以表示有利的以及本身有保護(hù)能力的實(shí)施方案，對其而言這里要求保護(hù)。將本申請劃分成各個(gè)段落以及中間標(biāo)題在其一般有效性方面不限制在其之下所進(jìn)行的陳述。附圖說明本專利技術(shù)的有利的實(shí)施形式在附圖中示意性地示出并且下面予以描述。在此情況下 圖I示出用于確定數(shù)量η個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置的第一實(shí)施形式的原理電路圖， 圖2示出用于確定數(shù)量η個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置的另ー實(shí)施形式的原理電路圖， 圖3示出用于確定數(shù)量η個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置的另ー實(shí)施形式的原理電路圖，和 圖4示出用于確定數(shù)量η個(gè)電容性傳感器元件的電容的電路裝置的另ー實(shí)施形式的原理電路圖。具體實(shí)施例方式圖I示出用于確定數(shù)量η個(gè)電容性傳感器元件SEl至SEn的電容的電路裝置的第ー實(shí)施形式的原理電路圖。數(shù)量η例如可以為12。電容性傳感器元件SEl至SEn分別形成電容器，其中第一電容器板通常可以通過未示出的導(dǎo)電的、尤其是平坦的和平面的層構(gòu)成，所述層例如可以布置在未示出的灶臺的玻璃陶瓷板下方。第二電容器板例如通過操作者的未示出的手指或通過操作者本身構(gòu)成。玻璃陶瓷板形成兩個(gè)電容器板之間的電介質(zhì)。電路裝置包括數(shù)量m個(gè)集成回路ICl至ICm,其中m例如是4。集成回路例如可以具有類型HCT 4053。此外，設(shè)置參考電壓源RQ，其例如提供具有+5VDC的參考電壓。控制單元MC產(chǎn)生數(shù)量k個(gè)控制信號SSl至SSk，其中k例如是3。集成回路ICl至ICm如所示分別與參考電壓源UR并且與已知電容的所屬的積聚電容器CSl至CSm電連接。控制信號SSl至SSk施加在集成回路ICl至ICm的相應(yīng)的輸入端處。此外，集成回路ICl至ICm的輸入端Vss、GND和EN與地GND連接。此外也參照關(guān)于類型HCT 4053的數(shù)據(jù)書。集成回路ICl至ICm分別包括數(shù)量k個(gè)換向開關(guān)WSl至WSk，其中集成回路ICl至ICm的相應(yīng)的換向開關(guān)WSl至WSk分別被分配給數(shù)量η個(gè)傳感器元件SEl至SEn之一。相應(yīng)的換向開關(guān)WSl至WSk的開關(guān)位置取決于控制信號SSl至SSk。相應(yīng)的換向開關(guān)WSl至WSk在第一開關(guān)位置中將分別所分配的傳感器元件SEl至SEn與參考電壓源UR連接并且在 第二開關(guān)位置中將分別所分配的傳感器元件SEl至SEn與集成回路ICl至ICm的所屬的積聚電容器CSl至CSm連接用于轉(zhuǎn)移電荷。與積聚電容器CSl至CSm電連接的分析裝置AE分析在積聚電容器CSl至CSm處存在的電壓用于確定相應(yīng)的傳感器兀件SEl至SEn的電容。放電電路ESl至ESn用于在開始測量之前以定義的方式對積聚電容器CSl至CSm放電。放電電路ESl至ESn例如分別可以被構(gòu)造為開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置將積聚電容器CSl至CSm與地GND連接用于放電。接著示范性地描述測量循環(huán)。在確定或測量循環(huán)開始時(shí)，這樣產(chǎn)生控制信號SSl至SSk，使得所有傳感器元件SEl至SEn與參考電壓源UR連接。放電電路ESl至ESn對積聚電容器CSl至CSm放電。現(xiàn)在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.01.29 DE 102010001377.31.用于確定數(shù)量η個(gè)電容性傳感器元件(SEl-SEn)的電容的電路裝置，所述電容性傳感器元件的相應(yīng)的電容與操作有關(guān)地改變，所述電路裝置具有 -至少一個(gè)積聚電容器(CSl-CSm ；CSl-CSk), -參考電壓源(RQ)， 與所述至少一個(gè)積聚電容器電連接的分析裝置(AE)，所述分析裝置分析在所述至少一個(gè)積聚電容器處存在的電壓用于確定相應(yīng)的傳感器元件的電容， -控制單元(MC)，用于產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號(SSl-SSk ;SSl-SSm)，和 -至少一個(gè)集成回路(ICl-ICm)，所述至少一個(gè)集成回路與所述參考電壓源和所述至少一個(gè)積聚電容器電連接并且被施加至少一個(gè)控制信號，其中所述至少一個(gè)集成回路包括 -數(shù)量k個(gè)換向開關(guān)(WSl-WSk)，其中 -相應(yīng)的換向開關(guān)分別被分配給數(shù)量η個(gè)傳感器元件之一， -相應(yīng)的換向開關(guān)的開關(guān)位置取決于所述至少一個(gè)控...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R克勞斯，
申請(專利權(quán))人：EGO電氣設(shè)備制造股份有限公司，
類型：
國別省市：