[发明专利]确定容性传感器元件中电容和/或电容变化的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定容性传感器元件中电容和/或电容变化的方法和装置。

背景技术

美国2010/0181180A1公开了一种用于确定容性传感器元件中电容和/或电容变化的方法和装置，其中，微处理器的内部电容器被用来测量电容。在这种情况下，首先，对该内部电容器充电并且对该容性传感器元件放电。接着，将该内部电容器以及容性传感器元件相互连接，估计该内部电容器两端建立起的电压从而确定电容和/或电容变化。或者，首先对内部电容器放电并对容性传感器元件充电。

发明内容

以美国2010/0181180A1为基础，本发明基于提供一种用于确定容性传感器元件中电容和/或电容变化的方法和装置的问题，该方法和装置可以可靠地确定电容和/或电容变化。

本发明利用根据权利要求1的方法以及根据权利要求9的装置解决这一问题。

从属权利要求涉及优选的实施例，其从属权利要求的措辞因此通过参考被合并于发明内容中。

用于确定容性传感器元件中电容和/或电容变化(换句话说，具有未知电容的电容器，其电容例如以依赖接触(touch-dependent)的方式变化)的方法，包括步骤：a)对具有已知或未知电容的均值电容器放电，以及或者b1)对容性传感器元件放电和c1)对具有已知或未知电容的运行电容器充电至已知或未知的充电电压，然而该充电电压随时间基本上恒定，或者b2)对运行电容器放电和c2)对容性传感器元件充电至充电电压，d)将运行电容器连接至容性传感器元件，e)将运行电容器连接至均值电容器，在这种情况下，理所当然地，在再次实行步骤b1)或b2)之前，预先将运行电容器从容性传感器元件上断开并且接着将运行电容器从均值电容器上断开，以及f)估计运行电容器两端建立的电压或者均值电容器两端建立的电压以确定电容和/或电容变化。上述步骤优选地形成单独的测量循环，该测量循环优选地循环重复以确定进一步的测量值。所述步骤优选地以所述顺序顺次实行。当充电电压是未知的、并且当参考的和/或均值电容器的电容是未知的时，就可以监视在运行电容器或者均值电容器两端建立的电压的变化，例如，通过将当前测量的电压与来自先前测量循环或者多次先前测量循环的电压进行比较。当电压是已知的并且当电容是已知的时，就可以例如以计算方式利用建立的电压确定传感器元件的电容。

在一种改进中，在步骤f)前，重复步骤b1)和c1)到e)或者b2)和c2)到e)预定次数，特别是随时间恒定的若干次，例如五到十五次，在重复后，估计运行电容器或均值电容器两端建立的电压以确定电容和/或电容变化。或者，重复步骤b1)和c1)到f)或者b2)和c2)到f)，直到在步骤f)中、当估计在运行电容器或均值电容器两端建立的电压时在运行电容器或均值电容器两端建立起预定的阈值电压，另外估计重复的次数以确定电容和/或电容变化。从所需的重复次数结合预定电压可以确定电容和/或电容变化。

在一种改进中，充电电压是已知的。运行电容器的电容和/或均值电容器的电容优选地是已知的。

在一种改进中，利用微处理器实行该方法，该微处理器包括：形成运行电容器的内部电容器；连接到内部电容器的A/D转换器；第一端口，第二端口和第三端口，其中每一个端口可以配置成输入端或输出端；连接到第二端口的容性传感器元件；以及连接到第三端口的均值电容器；以及在输入侧连接至端口且在输出侧连接至内部电容器并连接端口中的一个至内部电容器的多路复用器。该方法还包括顺次实行的以下步骤：g)将第三端口配置成输出端并在第三端口输出低信号，h)将第三端口配置成输入端，i)将第一端口配置成输出端并在第一端口输出高信号，j)将第二端口配置成输出端并在第二端口输出低信号，k)将第二端口配置成输入端，1)设置多路复用器以使内部电容器连接到第一端口，m)设置多路复用器以使内部电容器连接到第二端口，n)设置多路复用器以使内部电容器连接到第三端口，o)利用A/D转换器将内部电容器两端出现的电压数字化成数字电压值，并且p)估计数字化的电压值以确定电容和/或电容变化。

在步骤o)前，步骤j)到n)优选地重复预定的次数。或者，重复步骤j)到p)，直到在步骤p)中建立起预定的数字化阈值电压值，另外估计重复的次数以确定电容和/或电容的变化。