A capacitance measurement circuit (10) for determining a capacitance of a guard-sense capacitive sensor (12), which sensor includes an electrically conductive sensing electrode and an electrically conductive guard electrode proximally arranged and mutually insulated from each other, the circuit being operated in a mode of measuring a displacement current caused by the presence of a grounded object, and which circuit includes a microcontroller (48). The microcontroller (48) is configured to use a combination of several synchronized PWM outputs for generating a low distortion sine wave by summing the PWM outputs and filtering the summed signal. The sine wave is used as guard voltage for the guard electrode (16) of the capacitive sensor (12). The capacitance value of an unknown capacitor (76) is measured by impinging the guard voltage on the sense electrode (14) of the capacitive sensor (12) by a modified sigma-delta modulator unit (20), wherein the reference input (30) port of the comparator (26) is driven by the guard voltage and wherein the unknown capacitor (76) is a part of the integrator unit (22) of the sigma-delta modulator unit (20). The voltage at the unknown capacitor (76) is tracked to the guard voltage by the feedback action of the sigma-delta modulator loop. The digital output of the sigma-delta modulator unit (20) is first multiplied by an XOR gate (38) before being routed into a decimator/low pass filter (36). The second input of the XOR gate (38) is driven by a square wave from a square wave generator (46) with the same frequency as the guard voltage, but with a substantially 90° phase shift. The output of the decimator/low pass filter (36) is indicative of the capacitance value of the unknown capacitor (76).

    L'invention concerne un circuit de mesure de capacité (10) pour déterminer la capacité d'un capteur capacitif de détection de garde (12), ledit capteur comprenant une électrode de détection électriquement conductrice et une électrode de garde électriquement conductrice disposées de manière proximale et mutuellement isolées l'une de l'autre, le circuit fonctionnant en mode de mesure d'un courant de déplacement provoqué par la présence d'un objet mis à la terre, ledit circuit comprenant un microcontrôleur (48). Le microcontrôleur (48) est configuré pour utiliser une combinaison de plusieurs sorties PWM synchronisées pour la génération d'une onde sinusoïdale à faible distorsion par addition des sorties PWM et par filtrage du signal additionné. L'onde sinusoïdale est utilisée comme tension de garde pour l'électrode de garde (16) du capteur capacitif (12). La valeur de capacité d'un condensateur inconnu (76) est mesurée en appliquant la tension de garde sur l'électrode de détection (14) du capteur capacitif (12) par une unité de modulateur sigma-delta modifiée (20), le port d'entrée de référence (30) du comparateur (26) étant excité par la tension de garde et le condensateur inconnu (76) faisant partie de l'unité d'intégrateur (22) de l'unité de modulateur sigma-delta (20). La tension au niveau du condensateur inconnu (76) est calée sur la tension de garde par l'action de rétroaction de la boucle de modulateur sigma-delta. La sortie numérique du modulateur sigma-delta (20) est d'abord multipliée par une porte OU exclusif (38) avant d'être acheminée dans un décimateur/filtre passe-bas (36). La seconde entrée de la porte OU exclusif (38) est excitée par une onde carrée provenant d'un générateur d'ondes carrées (46) avec la même fréquence que la tension de garde, mais avec un décalage de phase sensiblement de 90°. La sortie du décimateur/filtre passe-bas (36) est indicative de la valeur de la capacité du condensateur inconnu (76).


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    Titel :

    CAPACITANCE MEASUREMENT CIRCUIT FOR SENSE-ONLY CAPACITIVE SENSORS OPERATED IN MODE OF MEASURING A DISPLACEMENT CURRENT CAUSED BY THE PRESENCE OF A GROUNDED OBJECT


    Weitere Titelangaben:

    CIRCUIT DE MESURE DE CAPACITÉ POUR CAPTEURS CAPACITIFS UNIQUEMENT DE DÉTECTION FONCTIONNANT EN MODE DE MESURE D'UN COURANT DE DÉPLACEMENT PROVOQUÉ PAR LA PRÉSENCE D'UN OBJET MIS À LA TERRE


    Beteiligte:

    Erscheinungsdatum :

    2016-05-12


    Medientyp :

    Patent


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Englisch


    Klassifikation :

    IPC:    G01D MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE , Anzeigen oder Aufzeichnen in Verbindung mit Messen allgemein / B60R Fahrzeuge, Fahrzeugausstattung oder Fahrzeugteile, soweit nicht anderweitig vorgesehen , VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR / G01R Messen elektrischer Größen , MEASURING ELECTRIC VARIABLES