本发明专利技术涉及用于确定数量n个电容性传感器元件（SE1-SEn）的电容的电路装置，所述电容性传感器元件的相应的电容与操作有关地改变，所述电路装置包括至少一个积聚电容器（CS1-CSm）；参考电压源（RQ）；与所述至少一个积聚电容器电连接的分析装置（AE），所述分析装置分析在所述至少一个积聚电容器处存在的电压用于确定相应的传感器元件的电容；控制单元（MC），用于产生至少一个控制信号（SS1-SSk）；和至少一个集成回路（IC1-ICm），所述至少一个集成回路与所述参考电压源和所述至少一个积聚电容器电连接并且被施加至少一个控制信号。所述至少一个集成回路包括数量k个换向开关（WS1-WSk），其中相应的换向开关分别被分配给数量n个传感器元件之一，相应的换向开关的开关位置取决于所述至少一个控制信号，和相应的换向开关在第一开关位置中将分别所分配的传感器元件与所述参考电压源连接并且相应的换向开关在第二开关位置中将分别所分配的传感器元件与所述至少一个积聚电容器连接用于转移电荷。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定多个电容性传感器元件的电容的电路装置。
技术介绍
用于分析电容性接近开关的电路装置通常使用电容性传感器元件，所述传感器元件的电容与操作有关地改变。该电容变化被分析以便确定操作状态。在按照所谓的开关电容(Switched-Capaci tor)原理工作的电路装置的情况下,通常经由开关装置给电容性传感器元件施加充电电压，由此根据其电容和充电电压将确定的电荷转移到电容性传感器元件上。在充电时间之后，借助于开关装置将传感器元件与充电电压分开并且经由另ー开关装置与已知电容的參考电容器或积聚电容器连接，由此实现从传感器元件到积聚电容器的电荷转移。充电和接着的再充电的过程被重复预定数量的循 环，由此积聚电容器的电荷达到确定的值，所述值尤其通过传感器元件的电容的值确定。积聚电容器的电荷或由此得出的电压因此是传感器元件的待測量电容的尺度。通过分析积聚电容器的电压可以推断出接近开关的操作状态。在电压分析之后，通常对积聚电容器以定义的方式进行放电并且可以接着新的測量循环。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是提供一种用于按照开关电容原理确定多个电容性传感器元件的电容的电路装置，所述电路装置通过分析电容或电容变化保证在所有运行条件下可靠地确定操作状态，可以成本低地被制造并且相对于EMV和HF干扰是不灵敏的。本专利技术通过具有权利要求I的特征的电路装置来解决该任务。本专利技术的有利的以及优选的扩展方案是其他权利要求的主题并且在下面进ー步予以阐述。权利要求书的字句通过明确地引用而成为说明书的内容。用于确定数量η个电容性传感器元件的电容的电路装置，其中所述电容性传感器元件的相应的电容与操作有关地改变，包括至少ー个积聚电容器，优选地具有已知电容；參考电压源，尤其是用于产生时间恒定的參考电压或參考电位，其可以与供应电压或地电位一致；与至少ー个积聚电容器电连接的分析装置，例如具有集成A/D转换器的微处理器，所述分析装置或所述微处理器分析在至少ー个积聚电容器处存在的电压用于确定相应的传感器元件的电容；和控制单元，例如同样是同样可以构成分析装置的微处理器，用于产生至少ー个控制信号；和至少ー个集成回路，其与參考电压源和至少ー个积聚电容器电连接并且施加有至少ー个控制信号。至少ー个集成回路包括数量k个换向开关，也称为转换开关、换向器或模拟2通道多路复用器/解复用器，其中k优选地大于1，其中相应的换向开关分别被分配给数量η个传感器元件之一，相应的换向开关的开关位置与至少ー个控制信号有关并且相应的换向开关在第一开关位置中将分别所分配的传感器元件与參考电压源连接，这对应于开关电容原理的充电循环，并且相应的换向开关在第二开关位置中将分别所分配的传感器元件与至少ー个积聚电容器连接用于转移电荷，这对应于开关电容原理的电荷转移循环。由于换向开关集装在所述ー个或多个集成回路中并且由于通向參考电压源和通向所述ー个或多个积聚电容器的线路主要敷设在集成回路内的事实，所需要的组件的数量和布局耗费可以被減少，由此所述电路装置相比于具有分立开关装置或转换开关的解决方案可以成本更低地来制造并且相对于EMV和HF干扰是更不灵敏的。在一种改进方案中，电容性传感器元件的数量η是集成回路的可操控的换向开关的数量k的整数多倍。例如单个集成回路的可操控的换向开关的数量k可以为3并且可以使用总共4个集成回路，使得可以分析总共n=12=3*4个电容性传感器元件。在一种改进方案中，分别给每个集成回路分配恰好ー个积聚电容器，其中产生多个不同的控制信号，其等于相应的集成回路中的换向开关的数量k。可替代地，给所有集成回路共同地分配多个积聚电容器，其等于在相应的集成回路中换向开关的数量，其中产生多个不同的控制信号，其等于集成回路的数量。在一种改进方案中，设置至少ー个充电电路，所述充电电路被构造用于在开始测量之前对至少ー个积聚电容器充电，其中參考电压源被构造用于输出地电压或将至少ー个 积聚电容器与地电位连接。充电电路例如可以被构造为开关装置，所述开关装置将积聚电容器与电压源连接用于充电。这些特征和其他特征除了由权利要求得知之外也从说明书和附图中得知，其中在本专利技术的实施形式中和在其他领域中分别单独地或多个地以子组合的方式实现各个特征并且可以表示有利的以及本身有保护能力的实施方案，对其而言这里要求保护。将本申请划分成各个段落以及中间标题在其一般有效性方面不限制在其之下所进行的陈述。附图说明本专利技术的有利的实施形式在附图中示意性地示出并且下面予以描述。在此情况下 图I示出用于确定数量η个电容性传感器元件的电容的电路装置的第一实施形式的原理电路图， 图2示出用于确定数量η个电容性传感器元件的电容的电路装置的另ー实施形式的原理电路图， 图3示出用于确定数量η个电容性传感器元件的电容的电路装置的另ー实施形式的原理电路图，和 图4示出用于确定数量η个电容性传感器元件的电容的电路装置的另ー实施形式的原理电路图。具体实施例方式图I示出用于确定数量η个电容性传感器元件SEl至SEn的电容的电路装置的第ー实施形式的原理电路图。数量η例如可以为12。电容性传感器元件SEl至SEn分别形成电容器，其中第一电容器板通常可以通过未示出的导电的、尤其是平坦的和平面的层构成，所述层例如可以布置在未示出的灶台的玻璃陶瓷板下方。第二电容器板例如通过操作者的未示出的手指或通过操作者本身构成。玻璃陶瓷板形成两个电容器板之间的电介质。电路装置包括数量m个集成回路ICl至ICm,其中m例如是4。集成回路例如可以具有类型HCT 4053。此外，设置參考电压源RQ，其例如提供具有+5VDC的參考电压。控制单元MC产生数量k个控制信号SSl至SSk，其中k例如是3。集成回路ICl至ICm如所示分别与參考电压源UR并且与已知电容的所属的积聚电容器CSl至CSm电连接。控制信号SSl至SSk施加在集成回路ICl至ICm的相应的输入端处。此外，集成回路ICl至ICm的输入端Vss、GND和EN与地GND连接。此外也參照关于类型HCT 4053的数据书。集成回路ICl至ICm分别包括数量k个换向开关WSl至WSk，其中集成回路ICl至ICm的相应的换向开关WSl至WSk分别被分配给数量η个传感器元件SEl至SEn之一。相应的换向开关WSl至WSk的开关位置取决于控制信号SSl至SSk。相应的换向开关WSl至WSk在第一开关位置中将分别所分配的传感器元件SEl至SEn与參考电压源UR连接并且在 第二开关位置中将分别所分配的传感器元件SEl至SEn与集成回路ICl至ICm的所属的积聚电容器CSl至CSm连接用于转移电荷。与积聚电容器CSl至CSm电连接的分析装置AE分析在积聚电容器CSl至CSm处存在的电压用于确定相应的传感器兀件SEl至SEn的电容。放电电路ESl至ESn用于在开始测量之前以定义的方式对积聚电容器CSl至CSm放电。放电电路ESl至ESn例如分别可以被构造为开关装置，所述开关装置将积聚电容器CSl至CSm与地GND连接用于放电。接着示范性地描述测量循环。在确定或測量循环开始时，这样产生控制信号SSl至SSk，使得所有传感器元件SEl至SEn与參考电压源UR连接。放电电路ESl至ESn对积聚电容器CSl至CSm放电。现在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.29 DE 102010001377.31.用于确定数量η个电容性传感器元件(SEl-SEn)的电容的电路装置，所述电容性传感器元件的相应的电容与操作有关地改变，所述电路装置具有 -至少一个积聚电容器(CSl-CSm ；CSl-CSk), -参考电压源(RQ)， 与所述至少一个积聚电容器电连接的分析装置(AE)，所述分析装置分析在所述至少一个积聚电容器处存在的电压用于确定相应的传感器元件的电容， -控制单元(MC)，用于产生至少一个控制信号(SSl-SSk ;SSl-SSm)，和 -至少一个集成回路(ICl-ICm)，所述至少一个集成回路与所述参考电压源和所述至少一个积聚电容器电连接并且被施加至少一个控制信号，其中所述至少一个集成回路包括 -数量k个换向开关(WSl-WSk)，其中 -相应的换向开关分别被分配给数量η个传感器元件之一， -相应的换向开关的开关位置取决于所述至少一个控...
【专利技术属性】
技术研发人员：R克劳斯，
申请(专利权)人：EGO电气设备制造股份有限公司，
类型：
国别省市：
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