[发明专利]用于测量电容的方法和电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量电容的方法，其中通过电容施加的电压被输送到评价电路的输入端并且其中由电压最终值确定电容，它在电容放电后由预定的初始电压对于预定的时间间隔在预定的电阻上给出。此外本发明还涉及一种根据这种方法测量电容的电路。

如果一个以预定的电压值充电的电容(例如一个电容器)通过一个电阻放电，则电压从初始值开始根据下式呈指数降低：

U(t)=U0·e-tRC,]]>

其中U₀是初始电压，R是电阻值而C是电容(电容器的值)。如果在开始放电以后的预定的时间间隔T后通过电容器测量电压U_meβ，则可以由U_meβ，T，U₀和R根据下式确定电容：

C=TR·lnU0Umeβ]]>

如果能够尽可能精确地预定U₀和R的数值并且对于尽可能精确确定的时刻T可以实现尽可能精确的测量U_meβ，则在使用这个公式的情况下例如能够确定电容。但是以这种方式确定电容的已知电路在电路技术上开销很大(且较为昂贵)或者由于许多干扰影响是相对不准确的。

如果不是要获得电容本身，而是只要获得在预定的时间间隔内电容的相对变化，则对精度的要求是较低的。在这种情况下无需准确地了解U₀和R的数值；只需在确定的时间间隔上使这些值保持恒定。时间间隔T的精确持续时间也取决于从属条件；只需在每次测量时尽可能使开始放电与测量时刻之间的持续时间相同。在这种情况下只需尽可能准确地测量电压U_meβ。

一个应用示例，其中较少地期望确定绝对电容而更多地期望确定相对的电容变化，使用于获得操作者身体变化的电容式接近传感器设置在汽车的门把手上。

发明内容

因此本发明的目的是，对于电容式接近传感器实现一种经济且可靠的电容测量的可能性。

这个目的根据本发明通过具有权利要求1所述特征的方法以及具有权利要求10所述特征的电路得以实现。

本发明基于上述确定电容的基本原理，在预定的放电时间以后进行电压测量。本发明还基于以下认识：用于获得电容上的电压的评价电路无需在电容上产生的电压的整个间隔上精确地测量，而只需在小的部分间隔、在这里称为测量间隔中尽可能精确地测量电压，其中这样选择这个测量间隔，使得在电容放电后由初始电压开始通过预定的电阻对于预定的持续时间达到的电压值必需位于测量间隔内。