CN104350680B - 具有调节电路的梁柱探测器 - Google Patents

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Abstract

一种电路装置具有第一电容器、第二电容器和第三电容器。电容器的第一电容器片分别与第一电路节点连接。电路装置被构造为给第一电容器施加依赖于时间的第一电压、给第二电容器施加依赖于时间的第二电压、以及给第三电容器施加依赖于电压的第三电压。第一电压和第二电压被反相地定时。第二电压和第三电压被同相地定时。该电路装置具有放大器、同步解调器和比较器。放大器的输入端与第一电路节点以及与地接触部连接。同步解调器被设置为将放大器的输出信号与第一电压的时钟同步地交替地施加到比较器的两个输入端上。该电路装置被构造为根据比较器的输出值生成调节值。该电路装置还被构造为根据调节值来改变第一电压以及第三电压的幅度数值和/或第二电压的幅度数值。

Description

具有调节电路的梁柱探测器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1所述的电路装置以及根据权利要求10所述的具有这样的电路装置的梁柱探测器。
背景技术
公知的是，给电容传感器配备反馈桥电路，这例如在Larry K. Baxter的“Capacitive sensors”（IEEE Press）中予以了描述。用于追踪隐藏在墙壁中的梁柱的电容式梁柱探测器也配备有这样的反馈桥电路，这例如在DE 10 2010 028 718中予以了描述。
电容式梁柱探测器按照公知方式使用一个或多个电极，所述电极被施加电压，由此形成电场。可以给所述场分配电容。梁柱探测器的影响范围中的物体改变该电场并且导致电容的改变。
但是该电容改变与变化的电容相比是非常小的。这对探测器的电容式测量技术提出了高要求。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种电路装置，该电路装置使得能够以经改善的分辨能力识别与总电容相比小的电容改变。该任务通过具有权利要求1的特征的电路装置来解决。另外，本发明的任务是提供一种在过探测和欠探测和提高的探测深度方面具有改善的可靠性的梁柱探测器。该任务通过具有权利要求10的特征的梁柱探测器来解决。优选的改进方案在从属权利要求中予以说明。
根据本发明的电路装置包括第一电容器、第二电容器和第三电容器。在此，电容器的第一电容器片分别与第一电路节点连接。电容器片也可以被称为电容器板或者电容器电极。这三个术语在本申请的范围内同义地使用。
在此，电路装置被构造为给第一电容器施加依赖于时间的第一电压、给第二电容器施加依赖于时间的第二电压、以及给第三电容器施加依赖于电压的第三电压。在此，第一电压和第二电压被反相地定时，而第二电压和第三电压被同相地定时。此外，该电路装置包括放大器、同步解调器和比较器。放大器的输入端与第一电路节点以及与地接触部连接。同步解调器被设置为将放大器的输出信号与第一电压的时钟同步地交替地施加在比较器的两个输入端上。该电路装置还被构造为根据比较器的输出值生成调节值。此外，该电路装置被构造为根据调节值来改变第一电压以及第三电压的幅度数值和/或第二电压的幅度数值。该电路装置有利地允许以高的分辨能力探测第一电容器、第二电容器和/或第三电容器的与第一电容器、第二电容器和/第三电容器的电容的绝对值相比小的电容改变。
在该电路装置的一个改进方案中，该电路装置具有第四电容器。在此，第四电容器的第一电容器片与第一电路节点连接。在此，该电路装置被构造为给第四电容器施加依赖于时间的第四电压。该第四电压和第一电压被同相地定时。于是，有利地得出该电路装置的对称构造，该对称构造使得能够以非常高的信噪比探测电容器的小电容改变。
在该电路装置的一个实施方式中，该电路装置具有可调节的直流电流源，该直流电流源布置在地接触部与第一电容器或第二电容器或第三电容器或第四电容器的第二电容器片之间。在此，该电路装置具有电阻，该电阻布置在第二电容器片与第二电路节点之间，该第二电路节点被设置为处于相对于地接触部提高的恒定电势。在此，在直流电流源与第二电容器片之间布置有开关。该电阻于是有利地充当上拉电阻，在该上拉电阻上下降如下的电压：该电压的大小依赖于由可调节的直流电流源输出的电流强度的值。电容器被施加该电压。开关允许给该电压定时。
在该电路装置的一个改进方案中，该电路装置具有可调节的第一直流电流源、可调节的第二直流电流源、可调节的第三直流电流源、可调节的第四直流电流源、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻。在此，第一开关布置在第一电容器的第二电容器片与第一直流电流源的第一接触部之间。第一直流电流源的第二接触部与地接触部连接。第一电阻布置在第一电容器的第二电容器片与第二电路节点之间。第二开关布置在第二电容器的第二电容器片与第二直流电流源的第一接触部之间。第二直流电流源的第二接触部与地接触部连接。第二电阻布置在第二电容器的第二电容器片与第二电路节点之间。第三开关布置在第三电容器的第二电容器片与第三直流电流源的第一接触部之间。第三直流电流源的第二接触部与地接触部连接。第三电阻布置在第三电容器的第二电容器片与第二电路节点之间。第四开关布置在第四电容器的第二电容器片与第四直流电流源的第一接触部之间。第四直流电流源的第二接触部与地接触部连接。第四电阻布置在第四电容器的第二电容器片与第二电路节点之间。四个直流电流源有利地允许结合四个充当上拉电阻的电阻生成四个依赖于时间的电压，所述电压可以借助于四个开关来定时。
在该电路装置的另一改进方案中，该电路装置具有反相放大器。在此，反相放大器的反相输入端通过第一电阻与第二电容器片连接。反相放大器的同相输入端与第三电路节点连接，该第三电路节点被设置为处于如下恒定电势：该恒定电势居中地处于第二电路节点的电势与地接触部的电势之间。反相放大器的输出端通过第二电阻与反相放大器的反相输入端连接。此外，反相放大器的输出端与另外的电容器的另外的第二电容器片连接。在该电路装置的该改进方案中，所述依赖于时间的电压中的两个可以有利地用仅仅一个直流电流源来生成。在此，反相放大器的使用导致两个电压的反相定时。
在该电路装置的一个可替代的实施方式中，该电路装置具有可调节的直流电压源，该直流电压源布置在地接触部与第一电容器或第二电容器或第三电容器或第四电容器的第二电容器片之间。在此，在直流电压源与第二电容器片之间布置另外的开关，该另外的开关被构造为将第二电容器片要么与直流电压源连接、要么与地接触部连接。在该电路装置的该实施方式中，所述依赖于时间的电压之一有利地可以借助于可调节的直流电压源来生成。在此，该开关允许对施加在电容器处的电压进行定时。
在该开关装置的一个改进方案中，该电路装置具有时钟发生器，该时钟发生器被构造为生成时钟信号以及与该时钟信号倒置的推挽信号。在此，该电路装置被构造成借助于该时钟信号来操控同步解调器。此外，该电路装置被构造为借助于时钟信号对第一电压进行定时并且借助于推挽信号对第二电压进行定时。第一电压和第二电压于是有利地具有反相定时。
在该电路装置的另一可替代的实施方式中，该电路装置具有可调节的交流电流源，该交流电流源布置在地接触部与第一电容器或第二电容器或第三电容器或第四电容器的第二电容器片之间。在此，该电路装置还具有电阻，该电阻布置在第二电容器片与第二电路节点之间，该第二电路节点被设置为处于相对于地接触部提高的恒定电势。在该电路装置的该实施方式中，该电阻有利地充当上拉电阻，在所述电阻上下降依赖于由可调节的交流电流源输出的电流的电流强度的电压。该电压施加到所述电容器之一上。通过由可调节的交流电流源输出的电流的时间依赖性，也有利地保证了在电容器上下降的电压的时间依赖性。
在该电路装置的一个优选实施方式中，比较器是积分比较器或采样保持比较器。比较器于是有利地允许比较在反相定时的电压的两个时钟相位期间由放大器输出的信号。
根据本发明的梁柱探测器具有前述类型的电路装置。该梁柱探测器于是有利地允许以改善的灵敏度探测物体。由此有利地降低了误探测、即过探测和欠探测的风险。此外，有利地提高了梁柱探测器的最大探测深度。
在该梁柱探测器的一个优选实施方式中，该梁柱探测器具有第一电极和第二电极。在此，第一电极形成第一电容器的第二电容器片。第二电极形成第一电容器的第一电容器片。于是，第一电容器的电容在梁柱探测器接近物体时有利地改变。这有利地可以以高信噪比由该电路装置来探测。
在该梁柱探测器的一个改进方案中，该梁柱探测器具有第三电极。在此，第一电极和第三电极共同形成第一电容器的第二电容器片。于是有利地得出梁柱探测器的对称构造。
在梁柱探测器的一个附加的改进方案中，该电路装置被构造为具有第四电容器。在此，该梁柱探测器具有第四电极和第五电极。第四电极和第五电极共同形成第二电容器或第三电容器或第四电容器的第二电容器片。在此，第二电极形成该电容器的第一电容器片。该梁柱探测器有利地还具有对称的构造。在此，在该梁柱探测器的情况下，当梁柱探测器接近物体时两个电容的电容有利地改变。这有利地可以以高分辨能力由该电路装置来探测。
在该梁柱探测器的一个可替代的改进方案中，该梁柱探测器具有第三电极。在此，第三电极和第二电极形成第二电容器、第三电容器或第四电容器。有利地，在梁柱探测器的该实施方式中，两个电容在梁柱探测器接近物体时也改变。
在梁柱探测器的一个改进方案中，该电路装置被构造为具有四个电容器。在此，该梁柱探测器具有第四电极和第五电极。第四电极和第二电极以及第五电极和第二电极形成两个并非用第一电极和用第三电极形成的电容器。有利地在该梁柱探测器的情况下，当梁柱探测器接近物体时所有四个电容器的电容改变。
在该梁柱探测器的一个优选的实施方式中，第二电极布置在第一电极与第三电极之间。该梁柱探测器于是有利地根据电极的接线允许对梁柱探测器对物体的接近进行绝对或差分测量。
适宜的是，梁柱探测器的电路装置的并非通过电极形成的电容器被构造成固定值电容器。被构造成固定值电容器的电容器的电容于是有利地在梁柱探测器接近物体时不改变。
在梁柱探测器的一个优选实施方式中，电极被构造成金属板。例如，电极可以被构造成电路板上的金属面。于是，电极的电容在梁柱探测器接近物体时有利地改变。
附图说明
现在根据附图进一步阐述本发明。在此：
图1示出了电路装置的示意图；
图2示出了可替代的电路装置的片段；
图3示出了另一可替代的电路装置的片段；
图4示出了另一可替代的电路装置的示意图；
图5示出了原型梁柱探测器的示意图；
图6和7示出了用于利用两个被激发的电极进行绝对测量的两个梁柱探测器的示意图；
图8和9示出了具有两个用于差分测量的被激发电极的梁柱探测器的示意图；
图10示出了用于比较绝对和差分测量的图表；
图11至14示出了具有五个用于差分测量的电极的梁柱探测器的示意图；
图15至18示出了梁柱探测器的测量行为的示意图；
图19和20示出了具有五个用于绝对测量的电极的梁柱探测器的示意图；
图21和22示出了该梁柱探测器的测量行为的示意图；
图23、24和25示出了具有五个用于绝对测量的电极的另外的梁柱探测器的示意图；
图26、27和28示出了该梁柱探测器的测量行为的示意图；以及
图29至32示出了针对不同配置的梁柱探测器得出的电场。
具体实施方式
图1以示意图示出了电路装置100。电路装置100充当用于探测一个或多个电容器的电容改变的调节电路。电路装置100例如可以用在电容式探测器、尤其是电容式梁柱探测器中。
电路装置100具有第一电路节点101、第二电路节点102、以及地接触部103。第二电路节点102在电路装置100的运行中处于与地接触部103相比提高的电势，使得在第二电路节点102与地接触部103之间施加电压Vcc。此外，电路装置100包括第四电路节点104、第五电路节点105、第六电路节点106以及第七电路节点107。
电路装置100具有第一电容器110、第二电容器120、第三电容器130、以及第四电容器140。第一电容器110具有第一电容器片111和第二电容器片112。电容器片111、112也可以被称为电容器板或者电容器电极。第二电容器120具有第一电容器片121和第二电容器片122。第三电容器130具有第一电容器片131和第二电容器片132。第四电容器140具有第一电容器片141和第二电容器片142。电容器110、120、130、140的第一电容器片111、121、131、141与第一电路节点101连接。
此外，电路装置100具有第一直流电流源150、第二直流电流源160、第三直流电流源170、以及第四直流电流源180。四个直流电流源150、160、170、180是可调节的直流电流源，其被设置为输出具有可调节幅度的直流电流。第一直流电流源150具有第一接触部151、第二接触部152、以及控制接触部153。第二直流电流源160具有第一接触部161、第二接触部162、以及控制接触部163。第三直流电流源170具有第一接触部171、第二接触部172、以及控制接触部173。第四直流电流源180具有第一接触部181、第二接触部182、以及控制接触部183。直流电流源150、160、170、180的第二接触部152、162、172、182分别与地接触部103连接。通过控制接触部153、163、173、183，可以分别向直流电流源150、160、170、180分别预先给定控制值，所述控制值确定由直流电流源150、160、170、180通过其接触部151、152、161、162、171、172、181、182输出的电流强度的大小。
此外，该电流装置100包括第一开关154、第一上拉电阻155、第二开关164、第二上拉电阻 165、第三开关174、第三上拉电阻175、第四开关184以及第四上拉电阻185。第一电容器110的第二电容器片112与第四电路节点104连接。第一上拉电阻155布置在第四电路节点104与第二电路节点102之间。第一开关154布置在第四电路节点104与第一直流电流源150的第一接触部151之间。第二电容器120的第二电容器片122与第五电路节点105连接。第二上拉电阻165布置在第五电路节点105与第二电路节点102之间。第二开关164布置在第五电路节点105与第二直流电流源160的第一接触部161之间。第三电容器130的第二电容器片132与第六电路节点106连接。第三上拉电阻175布置在第六电路节点106与第二电路节点102之间。第三开关164布置在第六电路节点106与第三直流电流源170的第一接触部171之间。第四电容器140的第二电容器片142与第七电路节点107连接。第四上拉电阻185布置在第七电路节点107与第二电路节点102之间。第四开关184布置在第七电路节点107与第四直流电流源180的第一接触部181之间。
此外，该电路装置100包括时钟发生器190，该时钟发生器190具有时钟信号输出端191和推挽信号输出端192。时钟发生器190被构造为通过时钟信号输出端191输出具有所确定的频率的时钟信号。此外，时钟发生器190被构造为通过推挽时钟信号输出端192输出推挽时钟信号，该推挽时钟信号相对通过时钟信号输出端191输出的时钟信号相移180°。该电路装置100被构造为与通过时钟信号输出端191输出的时钟信号同步地开关第一开关154和第四开关184。此外，该电路装置100被构造为与通过推挽信号输出端192输出的推挽信号同步地开关第二开关164和第三开关174。
该开关节点100还包括放大器200、同步解调器210、比较器220以及调节值生成器230。放大器具有负输入端201、正输入端202和输出端203。放大器200的负输入端201与电路装置100的第一电路节点101连接。放大器200的正输入端202与地接触部103连接。同步解调器210具有信号输入端211、调制输入端212、第一输出端213和第二输出端214。同步解调器210的信号输入端211与放大器200的输出端203连接。调制输入端212与时钟发生器190的时钟信号输出端191连接。比较器220具有第一输入端221、第二输入端222和输出端223。第一输入端221与同步解调器210的第一输出端213连接。比较器220的第二输入端222与同步解调器210的第二输出端214连接。调节值生成器230具有偏差输入端231、第一控制信号输出端232、第二控制信号输出端233和调节值输出端234。偏差输入端231与比较器220的输出端223连接。第一控制信号输出端232与第一直流电流源150的控制接触部153并且与第三直流电流源170的控制接触部173连接。调节值生成器230的第二控制信号输出端233与第二直流电流源160的控制接触部163并且与第四直流电流源180的控制接触部183连接。
第一直流电流源150生成电流IA。第二直流电流源160生成电流IB。第三直流电流源170生成电流I-A。第四直流电流源180生成电流I-B。第一直流电流源150和第四直流电流源180的电流IA和I-B通过第一开关154和第四开关184以通过时钟发生器190的时钟信号输出端191输出的时钟信号的时钟被中断。第二直流电流源160和第三直流电流源170的电流IB和I-A借助于第二开关164和第三开关174以通过时钟发生器190的推挽信号输出端192输出的推挽信号的时钟被中断。在四个上拉电阻155、165、175、185处下降与电流IA、IB、I-A、I-B成比例的电压，该电压相对于第一电路节点101处的共同参考电势施加到第四电容器110、120、130、140上。第一电路节点101形成虚拟地。
在放大器200的输出端203处输出的信号通过同步解调器200与通过时钟信号输出端191输出的时钟信号时钟同步地交替施加到比较器220的两个输入端221、222处。比较器220例如可以是积分比较器或者采样保持比较器。如果比较器220被构造成积分比较器，则该比较器220将通过放大器200的输出端203输出的信号在一个时钟脉冲的第一半期间的积分与该信号在一个时钟脉冲的第二半期间的积分相比较。如果比较器220被构造成采样保持比较器，则该比较器220将通过放大器200的输出端203在一个时钟脉冲的第一半中的时刻输出的信号与在该时钟脉冲的第二半中的相应时刻的信号相比较。比较器220通过其输出端223输出依赖于该比较的比较器信号。
调节值生成器230根据通过偏差输入端231接收的比较器信号生成调节值n。为此，调节值生成器230具有比例、积分和差分部件。调节值生成器230例如可以被构造为数字的。
此外，调节值生成器230生成通过第一控制输出端232输出的第一控制信号I1、以及通过第二控制信号输出端233输出的第二控制信号I2。第一控制信号I1是偏移值I0和范围值ΙΔ的n倍之和：。第二控制信号I2是偏移值I0与范围值ΙΔ的n倍之差 ：。因此，调节值n将两个控制信号I1、I2相反地改变偏移值I0。第一控制信号I1通过调节值生成器230的第一控制信号输出端232作为控制信号被输送给第一直流电流源150和第三直流电流源170，并且确定由直流电流源150、170输出的电流IA和I-A的幅度。第二控制信号I2通过调节值生成器230的第二控制信号输出端233作为调节值被输送给第二直流电流源160和第四直流电流源180，并且确定由直流电流源160、180输出的电流IB和I-B的幅度。
通过对由直流电流源150、160、170、180输出的电流强度lA、I-A、IB、l-B的幅度的依赖于调节值n的控制，施加在放大器200的负输入端201处的信号中的时钟同步分量被调整到放大器200的正输入端202处的比较值、即调整到地接触部103的电势。根据比较器220被构造成积分比较器还是采样保持比较器，这对整个时钟脉冲都成立或者仅对采样时刻成立。由此，第一电路节点101变成虚拟地。
由于电路装置100将施加在放大器200的输入端201、202处的信号之间的差调节为零，因此放大器200可以被构造为具有高的放大因子。由此得出电路装置100的非常好的信噪比。
第一电容器110具有电容Cmess。第二电容器130具有电容Cref。第三电容器130具有电容Ckomp,mess。第四电容器140具有电容Ckomp,ref。上拉电阻155、165、175、185分别具有电阻RP。在极限情况时成立的是：
(等式1)。
只要等式1中的分母不等于零，则调节值n就是定义清楚的。但是图1的电路装置100仅当Cmess大于Ckomp,mess并且Cref大于Ckomp,ref时才调节。如果交换同步解调器210的输出端213、214到比较器220的输入端221、222的分配，则电路装置100在Cmess小于Ckomp,mess并且Cref小于Ckomp,ref时进行调节。对放大器200的输入端信号的反转也造成相同的效果。
电容Cmess和Cref是可变的，并且分别具有固定的分量Cmess,0、Cref,0以及可变的分量Δmess和Δref。因此有下式成立：
。
通过选择和，于是得出:
（等式1'）。
剩余耦合ε可以任意选择，即尤其也可以是任意小的。因此，调节值n的改变可以针对测量电容器110和参考电容器120的电容的预先给定的改变Δmess、Δref任意地预先给定、即尤其也可以是任意大的。这意味着，小的电容改变也导致充当测量值的大调节值n。
在电路装置100的情况下，可以有利地减小有效的基本电容，而在此不影响绝对电容改变。在电路装置100的情况下有效的基本电容作为（一方面）第一电容器110和第四电容器140与（另一方面）第二电容器120和第三电容器130的电容之差的和得出。通过经匹配地选择补偿电容器130、140的电容，有效的基本电容可以采取任意小的值。但是例如由于物体接近电路装置100造成的绝对电容改变始终与电容器110、120的电容的绝对值成比例。由于电容器110、120的电容可以采取任意大的值而不影响有效基本电容，因此可以在没有高成本的情况下实现由于物体影响得出的电容改变的足够大的值。
替代于补偿电容器130、140，电路装置100也可以具有任意的复阻抗，所述复阻抗例如可以被构造成LCR网络。
在电路装置100的一个简化实施方式中，由调节值生成器230生成的控制信号I1、I2仅仅依赖于调节值n。于是因此有I 1=I 0+nI Δ; I 2=I 0+常数或者I 1=I 0+常数；I 2=I 0-nI Δ成立。
测量电容器110在具有电路装置100的梁柱探测器的情况下通常被实施成一个或多个电极、例如电路板上的金属面。但是同样也可以将其余电容器120、130、140中的一个或多个实施成这样的电极。这可以尤其是在环境条件（温度、空气湿度）改变的情况下在调节值n的稳定性方面是有利的。这在后面予以更详细的阐述。
电路装置100所基于的原理可以概括如下。根据等式1，四个电容Cmess、Cref、Ckomp,mess、Ckomp,ref分别以相同的权重进入到调节值n的表达中。这在如上所述上拉电阻155、165、175、185全部具有相同的值RP并且为了操控四个直流电流源150、160、170、180分别使用相同的偏移值I0和相同的范围值IΔ时成立。但是如果允许针对上拉电阻155、165、175、185和针对偏移值I0和范围值IΔ的值不同，则应当将等式1扩展电容前的权重因子。于是得到：
(等式2)。
一般而言有成立。删除的和未删除的前因子的值仅当偏移值I0以及范围值IΔ都彼此无关地变化时才不同。
根据图2、3和4，下面阐述图1的电路装置100的另外的变型方案。在此，在图2和3中仅仅示出电路装置的与图1的电路装置100不同的部分。在所有的图2、3和4中，针对与图1的电路装置100的部件相对应的部分使用相同的附图标记。
图2示出了电路装置1100的片段。在该电路装置1100的情况下，与图1的电路装置100相比取消了第一直流电流源150、第一开关154、以及第一上拉电阻155。替代于此地，电路装置1100具有第一直流电流源1150，该第一直流电压源1150具有第一接触部1151、第二接触部1152和控制接触部1153。此外，电路装置1100具有另一开关1154。第一直流电压源1150的第二接触部1152与地接触部103连接。电路装置1100的另一开关1154用于将第四电路节点104要么与第一直流电流源1150的第一接触部1154连接、要么与地接触部103连接。第一直流电压源1150的控制接触部1153与调节值生成器230的第一控制信号输出端232连接。另一开关1154与通过时钟发生器190的时钟信号输出端191输出的时钟信号同步地开关。
因此，在图2的电路装置1100的情况下与图1的电路装置100相比，第一直流电流源150和第一上拉电阻155被第一直流电压源1150代替。第一直流电压源1150直接生成具有可调幅度的依赖于时间的直流电压，所述直流电压相对于第一电流节点101施加在第一电容器110上。电路装置100的其余的直流电压源160、170、180和上拉电阻165、175、185可以在图2的电路装置1100的情况下相应地被直流电压源代替。当允许各个直流电压源的不同偏移值I0和范围值IΔ时，等式2在电路装置1100的情况下保持其品质。
图3示出了另一电路装置1200的片段。在电路装置1200的情况下，与图1的电路装置100相比取消了第三直流电压源170、第三开关174、以及第三上拉电阻175。替代于此地，电路装置1200具有反相放大器1210，该反相放大器1210具有反相输入端1211、同相输入端1212和输出端1213。反相放大器1210的反相输入端1211通过第一电阻1220与第四电路节点104连接。反相放大器1210的输出端1213通过第二电阻1211连接。此外，反相放大器1210的输出端1213与第六电路节点106连接。反相放大器1210的同相输入端1212与第三电路节点1201连接。第三电路节点1201处于恒定电势，该恒定电势居中地处于第二电路节点102的电势与地接触部103的电势之间。在第三电路节点1201与地接触部103之间因此施加电压Vcc/2。
在电路装置1200的情况下，施加在第三电容器130处的电压因此不借助于第三直流电流源170和第三上拉电阻175生成，而是借助于反相放大器1210从由第一直流电流源150生成的电流中生成。相应地，施加在第四电容器140处的电压也可以从由第二直流电流源160生成电流中生成。相反地，施加在第一电容器110处的电压也可以从第三直流电流源170的电流中生成和/或施加在第二电容器120处的电压也可以从第四直流电流源180的电流中生成。
如果为电路装置1200的反相放大器1210和另一反相放大器选择不等于1的放大因子，则针对调节值n同样得出根据等式2的表达，该表达在电容器110、120、130、140的电容的值之前具有权重因子。所述权重因子在这种情况下从反相放大器1210的放大因子中产生。
根据图3的电路装置1200所示的概括所具有的优点是，提高了选择电容器110、120、130、140的电容值时的灵活性。如果例如参考电容器120或补偿电容器130、140的电容值结果必须非常小（例如因为测量电极的电容为小的），则可以为这些电容器电容选择权重因子<1。于是，可以使用以更精细分级和以更小公差可获得的具有较小电容的电容器。
图4示出了另一电路装置1300的示意图。在电路装置1300的情况下，与图1的电路装置100相比取消了直流电压源150、160、170、180和开关154、164、174、184 。替代于此地，设置有可调节的第一交流电流源1350、可调节的第二交流电流源1360、可调节的第三交流电流源1370和可调节的第四交流电流源1380。第一交流电流源1350具有第一接触部1351、第二接触部1352、以及控制接触部1353。第二交流电流源1360具有接触部1361、第二接触部1362、以及控制接触部1363。第三交流电流源1370具有第一接触部1371、第二接触部1372、以及控制接触部1373。第四交流电流源1380具有第一接触部1381、第二接触部1382、以及控制接触部1383。交流电流源1350、1360、1370、1380的第二接触部1352、1362、1372、1382分别与地接触部103连接。第一交流电流源1350的控制接触部1353和第三交流电流源1370的控制接触部1373与调节值生成器230的第一控制信号输出端232连接。第二交流电流源1360的控制接触部1263和第四交流电流源1380的控制接触部1383与调节值生成器230的第二控制信号输出端233连接。
第一交流电压源1350的第一接触部1351与第四电路节点104连接。第二交流电流源1360的第一接触部1361与第五电路节点105连接。第三交流电流源1370的第一接触部1371与第六电路节点106连接。第四交流电流源1380的第一接触部1381与第七电路节点107连接。
与图1的电路装置100相比，在电路装置1300的情况下取消了时钟发生器190。替代于此地，同步解调器210从与由第一交流电流源1350生成的交变电流同步的源被操控。
当将上拉电阻155、165、175、185的值、偏移值I0、范围值IΔ或者反相放大器1210的放大因子构造成可调整时，得出在图1至4的电路装置100、1100、1200、1300情况下的另一显著优点。这使得能够将等式2中的权重因子与相应测量情况相匹配并且通过这种方式将上面引入的剩余耦合ε保持在预先确定的值或调整到要合适地确定的值。
如果电路装置100、1100、1200、1300被用在电容式梁柱探测器中，则当测量电容器的电容例如在梁柱探测器接近墙壁时改变与测量电容的由于要探测物体造成的典型改变相比大的值时，这种可能性有意义。由此，墙壁影响测量信号的由于对象得出的改变，因为其导致剩余耦合ε的改变（通常为提高）。该观察方式的出发点是，墙壁不是物体，而是测量环境。剩余耦合ε的改变依赖于墙壁的特性，例如依赖于墙壁的厚度、材料和湿度。
利用所描述的调整剩余耦合ε的可能性，可以在将梁柱探测器安放在墙壁上以后将剩余耦合ε调整到预先给定的值。通过这种方式，墙壁对梁柱探测器的影响被均衡，并且要探测的物体得出测量信号（调节值n）的基本上与墙壁无关的改变。
当使参考电容器120的电容或补偿电容器130、140的电容可调整时，可以实现相同的优点。
如果剩余耦合ε变为零，则在没有要探测的物体的情况下，根据等式1'的调节值n发散。这在实际中表现为，随着剩余耦合ε减小，调节值n的噪声增加，直到在剩余耦合ε变为零的情况下，由电路装置100、1100、1200、1300执行的调节失败并且调节值n浮动。因此有利的是，通过噪声确定剩余耦合ε。因此，例如可以通过改变补偿电容的权重因子一直改变剩余耦合ε，直到噪声采取确定的值。具体而言，噪声例如可以作为测量值的有限序列的标准偏差来确定。如果该标准偏差大于预先给定的值，则提高剩余耦合ε。如果该标准偏差小于预先给定的值，则减小剩余耦合ε。这也可以迭代地进行。
对调节值n的进一步处理尤其是可以利用微控制器或微处理器来进行。
图1至4的电路装置100、1100、1200、1300可以用在电容式探测器、尤其是电容式梁柱探测器中。下面阐述具有前述类型的电路装置的不接地的电容式梁柱探测器。
不接地的梁柱探测器具有至少两个电极，其中在两个电极之一处施加激励信号（发送电极）并且在第二电极处测量电流或电压（接收电极）。如在整个申请中那样，用术语“电极”来表示电容器片，所述电容器片被构造成导电面、例如被构造成电路板上的金属面。
图5以示意图示出了原型的第一梁柱探测器300。第一梁柱探测器300具有第一电极301和第二电极302。此外，第一梁柱探测器300具有根据图1至4之一的电路装置100、1100、1200、1300。第一电极301形成第一电容器110的第二电容器片112。第一电极301因此与第四电路节点104连接。第二电极302形成第一电容器110的第一电容器片111。第二电极302因此与电路装置100的第一电路节点101连接。第二电容器120、第三电容130和第四电容器140被构造成固定值电容器。
两个电极301、302的形状、大小和相对定位遵循第一梁柱探测器300的具体应用情况。
如果第一梁柱探测器300接近物体，则由电极301、302形成的第一电容器110的电容改变，这可以由电路装置100、1100、1200、1300通过与电容器120的恒定参考电容相比较来确定。这种类型的测量可以被称为绝对测量。
由于在第一梁柱探测器300的情况下，第二电容器120的电容是恒定的，因此可以放弃第四电容器140。第二电容器120于是必须具有如下的电容Cref：该电容Cref的大小对应于第一电容器110的电容Cmess与第三电容器130的电容Ckomp,mess之差。
梁柱探测器也可以具有一个以上发送电极。下面根据图6至9、11至14、19、20和23至25来阐述具有多个发送电极的梁柱探测器。这些梁柱探测器始终具有至少一个第一电极、第二电极和第三电极。在此，第二电极始终布置在第一电极与第三电极之间。第一电极始终形成第一电容器110的第二电容器片112。第二电极始终形成接收电极，该接收电极与第一电路节点101连接。
图6示出了第二梁柱探测器310的示意图。第二梁柱探测器310具有第一电极311、第二电极312以及第三电极313。第一电极311和第三电极313共同形成第一电容器110的第二电容器片112。第二电极311形成第一电容器110的第一电容器片111。第二电容器120、第三电容130和第四电容器140被构造成固定值电容器。图6的第二梁柱探测器310有利地具有对称构造。
图7示出了第三梁柱探测器320的示意图。第三梁柱探测器320具有第一电极321、第二电极322以及第三电极323。第一电极321形成第一电容器110的第二电容器片112。第三电极323形成第四电容器140的第二电容器片142。
第二电极322形成第一电容器110的第一电容器片111以及第四电容器140的第一电容器片141。第二电容器120和第三电容130被构造成固定值电容器。
在第三梁柱探测器320的情况下，在第三梁柱探测器320接近物体时，不仅第一电容器110的电容Cmess改变，而且第四电容器140的电容Ckomp,ref也改变。在第三梁柱探测器320的情况下，第二电容器120的电容Cref因此被选择为如此大，使得第四电容器的电容Ckomp,ref在第三梁柱探测器320的所有常规应用情况中都小于第二电容器120的电容Cref。
第一电容器110的电容Cmess和第四电容器140的电容Ckomp,ref可随着固定分量Cmess,0、Ckomp,ref,0和可变分量Δmess和Δkomp,ref变化。通过选择和于是得出
。
如果Δmess等于Δkomp,ref，则调节值n有利地为线性的。此外，第三梁柱探测器320的灵敏度于是有利地依赖于调节值n的大小、即依赖于测量值的大小。
如果在第三梁柱探测器320的情况下将控制信号I1选择为恒定的并且仅仅调节第二控制信号I2，则调节值n由下式给定
。
而如果将第二信号I2选择为恒定的并且仅仅调节第一控制信号I1，则得出调节值n为
。
图8示出了第四梁柱探测器330的示意图。第四梁柱探测器330具有第一电极331、第二电极332以及第三电极333。第一电极331形成第一电容器110的第二电容器片112。第三电极333形成第二电容器120的第二电容器片122。第二电极332形成第一电容器110的第一电容器片111以及第二电容器120的第一电容器片121。第三电容器130和第四电容140被构造成固定值电容器。
因此在第四梁柱探测器330的情况下，第一电容器110的电容Cmess和第二电容器120的电容Cref是可变的。调节值n由下式给定：
。
图9示出了第五梁柱探测器340的示意图。第五梁柱探测器340的第一电极341形成第一电容器110的第二电容器片112。第五梁柱探测器340的第三电极343形成第三电容器130的第二电容器片132。第五梁柱探测器340的第二电极342形成第一电容器110的第一电容器片111以及第三电容器130的第一电容器片131。第二电容器120和第四电容140被构造成固定值电容器。
因此在第五梁柱探测器340的情况下，第一电容器110的电容Cmess和第三电容器130的电容Ckomp,mes是可变的。如果出于对称原因成立的是：两个发送电极341、343到接收电极342的耦合是同样大的，则可以通过第四电路节点104处的附加的恒定电容来保证Cmess大于Ckomp,mess。第二电容器120的电容Cref与第四电容器140的电容Ckomp,ref之差于是以该附加恒定电容的大小被选择。于是得出调节值n为：
。
如果将第一控制信号I1选择为恒定的并且仅仅调节第二控制信号I2，则调节值n由下式给定：
。
在第一梁柱探测器300、第二梁柱探测器310、第三梁柱探测器320、第四梁柱探测器330以及第五梁柱探测器340的情况下，被构造成固定值电容器的电容器也可以由电极对来形成。在此重要的仅仅是，这些固定值电容器的电容不受物体或测量环境的影响，或者该影响与对梁柱探测器300、310、320、330、340的可变电容的影响相比是非常小的。
图5的第一梁柱探测器300、图6的第二梁柱探测器310和图7的第三梁柱探测器320适于执行绝对测量。图8的第四梁柱探测器330、图9的第五梁柱探测器340适于执行差分测量。图10示出了用于阐述所述测量原理的区别的示意性测量变化曲线500。在图10的图表的水平轴上绘出了位置坐标501。在该图表的垂直轴502上示出了调节值n。位置坐标501对应于梁柱探测器300、310、320、330、340的电极并排布置的空间方向。如果物体在位置坐标501的方向上在梁柱探测器300、310、320、330、340下方移动穿过，则在第一梁柱探测器300的情况下、在第二梁柱探测器310的情况下以及在第三梁柱探测器320的情况下根据绝对测量510得出调节值n的变化曲线。在第四梁柱探测器330的情况下以及在第五梁柱探测器340的情况下，根据差分测量520得出调节值n的变化曲线。
调节值n对电容器110、120、130、140的电容改变的依赖性表示如下：如果第一电容器110的第一电容器片111与第二电容器片112之间的电容耦合提高，则在第一阶段中有更多的电流流动并且调节值n减小。如果第二电容器120的第一电容器片121与第二电容器片122之间的电容耦合提高，则在第二阶段期间有更多的电流流动并且调节值n增加。如果第三电容器130的第一电容器片131与第二电容器片132之间的电容耦合提高，则在第一阶段期间有更少的电流流动并且调节值n增加。如果第四电容器140的第一电容器片141与第二电容器片142之间的电容耦合提高，则在第二阶段期间有更少的电流流动并且调节值n减少。
图11至14示出了适于执行差分测量的梁柱探测器的另外的示例。图19、20、23、24和25示出了适于执行绝对测量的梁柱探测器的另外的示例。所有这些梁柱探测器具有总共五个电极。在此还成立的是，第二电极布置在第一电极与第三电极之间。在这些梁柱探测器的情况下，附加地将第四电极布置在第一电极与第二电极之间。第五电极布置在第二电极与第三电极之间。
图11示出了第六梁柱探测器350的示意图。第一电极351形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极354形成第四电容器140的第二电容器片142。第五电极355形成第三电容器130的第二电容器片132。第三电极353形成第二电容器120的第二电容器片122。第二电极352形成第一电容器110的第一电容器片111、第二电容器120的第一电容器片121、第三电容器130的第一电容器片131以及第四电容器140的第一电容器片141。
图12示出了第七梁柱探测器360的示意图。第一电极361形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极364形成第三电容器130的第二电容器片132。第五电极365形成第四电容器140的第二电容器片142。第三电极363形成第二电容器120的第二电容器片122。第二电极362形成电容器110、120、130、140的第一电容器片111、121、131、141。
图13示出了第八梁柱探测器370的示意图。第一电极371形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极374形成第四电容器140的第二电容器片142。第五电极375形成第二电容器120的第二电容器片122。第三电极373形成第三电容器130的第二电容器片132。第二电极372形成四个电容器110、120、130、140的第一电容器片111、121、131、141。
图14示出了第九梁柱探测器380的示意图。第一电极381形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极384形成第二电容器120的第二电容器片122。第五电极385形成第四电容器140的第二电容器片142。第三电极383形成第三电容器130的第二电容器片132。第二电极382形成四个电容器110、120、130、140的第一电容器片111、121、131、141。
图15至18以示意图示出了图11至14的梁柱探测器350、360、370、380的不同电极的影响范围。
图15示出了图11的第七梁柱探测器350的第一测量行为600。第一影响范围601示意性地表示第一电极351的影响范围。位于第一影响范围601中的物体减小调节值n。位于第三电极353的第二影响范围602中的物体提高调节值n。位于第四电极354的第三影响范围603中的物体减小调节值n。位于第六梁柱探测器350的第五电极355的第四影响范围604中的物体提高调节值n。
图16示出了第七梁柱探测器360的第二测量行为610。位于第一电极361的第一影响范围611中的物体减小调节值n。位于第三电极363的第二影响范围612中的物体提高调节值n。位于第四电极364的第三影响范围613中的物体同样提高调节值n。位于第五电极365的第四影响范围614中的物体减小调节值n。
图17以示意图示出了第八梁柱探测器370的第三测量行为620。位于第一电极371的第一影响范围621中的物体减小调节值n。位于第三电极373的第二影响范围622中的物体提高调节值n。位于第四电极374的第三影响范围623中的物体减小调节值n。位于第五电极375的第四影响范围624中的物体提高调节值n。
图18以示意图示出了图14的第九梁柱探测器380的第四测量行为630。位于第一电极381的第一影响范围631中的物体减小调节值n。位于第三电极383的第二影响范围632中的物体提高调节值n。位于第四电极384的第三影响范围633中的物体同样提高调节值n。位于第五电极385的第四影响范围634中的物体减小调节值n。
图19以示意图示出了第十梁柱探测器390。第一电极391形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极394形成第二电容器120的第二电容器片122。第五电极395形成第三电容器130的第二电容器片132。第三电极393形成第四电容器140的第二电容器片142。第二电极392形成四个电容器110、120、130、140的第一电容器片111、121、131、141。
图20以示意图示出了第十一梁柱探测器400。第一电极401形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极404形成第三电容器130的第二电容器片132。第五电极405形成第二电容器120的第二电容器片122。第三电极403形成第四电容器140的第二电容器片142。第二电极402形成四个电容器110、120、130、140的第一电容器片111、121、131、141。
图21以示意图示出了图19的第十梁柱探测器390的第五测量行为640。在第一电极391和第三电极393的外部影响范围641中，调节值n在物体侵入时下降。如果物体到达第四电极394和第五电极395的内部影响范围642中，则调节值n升高。
图22示出了图20的第十一梁柱探测器400的示意性的第六测量行为650。如果物体到达第一电极401和第三电极403的外部影响范围651中，则调节值n下降。如果物体到达第四电极404和第五电极405的内部影响范围652中，则调节值n升高。
图23示出了第十二梁柱探测器410的示意图。第一电极411和第三电极413共同形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极414和第五电极415共同形成第四电容器140的第二电容器片142。第二电极412形成第一电容器110的第一电容器片111以及第四电容器140的第一电容器片141。第二电容器120和第三电容130被构造成固定值电容器。
图24示出了第十三梁柱探测器420的示意图。第一电极421和第三电极423共同形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极424和第五电极425共同形成第二电容器120的第二电容器片122。第二电极422形成第一电容器110的第一电容器片111以及第二电容器120的第一电容器片121。第三电容器130和第四电容140被构造成固定值电容器。
图25示出了第十四梁柱探测器430的示意图。第一电极431和第三电极433共同形成第一电容器110的第二电容器片112。第四电极434和第五电极435共同形成第三电容器130的第二电容器片132。第二电极432形成第一电容器110的第一电容器片111以及第三电容器130的第一电容器片131。第二电容器120和第四电容140被构造成固定值电容器。
图26以示意图示出了图23的第十二梁柱探测器410的第七测量行为660。如果物体到达第一电极411和第三电极413的外部影响范围661中，则调节值n下降。如果物体到达第四电极414和第五电极415的内部影响范围662中，则调节值n同样下降。
图27示出了第十三梁柱探测器420的第八测量行为670。如果物体到达第一电极421和第三电极423的外部影响范围671中，则调节值n下降。如果物体到达第四电极424和第五电极425的内部影响范围672中，则调节值n升高。
图28示出了图25的第十四梁柱探测器430的示意性的第九测量行为680。如果物体到达第一电极431和第三电极433的外部影响范围681中，则调节值n下降。如果物体到达第四电极434和第五电极435的内部影响范围682中，则调节值n升高。
图11至14、19、20和23至25中所示的梁柱探测器350、360、370、380、390、400、410、420、430可以在四种情况下在施加到电极处的电极方面减小。图29至32示出了在这四种情况下得出的电场700。分别示出了第一电极701、第二电极702、第三电极703、第四电极704和第五电极705。五个电极701、702、703、704、705沿着第一空间坐标706并排布置，其中第一电极701、第四电极704、第二电极702、第五电极705和第三电极703以该顺序相继跟随。第二空间坐标707垂直于第一空间坐标706并且被定向为垂直于电极701、702、703、704、705的平面。
图29中所示的第一电势分布710在所有四个发送电极701、704、705、703处施加相同电势的情况下得出。这种情况可以理解成经典的绝对测量。
图30中所示的第二电势分布720在如下情况下得出：在接收电极702左边的发送电极701、704和接收电极702右边的发送电极705、703处分别施加相同电势，但是左边的对701、704和右边的对705、703之间的符号不同。这种情况可以理解成经典的差分测量。
图31中所示的第三电势分布730在如下情况下得出：在外部发送电极701、703和内部发送电极704、705处分别施加相同电势，但是在外部的对701、703和内部的对704、705之间的符号不同。这种情况可以理解成累加的绝对测量。
图32中所示的第四电势分布740在如下情况下得出：一方面在发送电极701、704或705、703之间、以及在外部发送电极701、703之间和在内部发送电极704、705之间的电势的符号不同。这种情况可以理解成累加的差分测量。
第三电势分布730和第四电势分布740允许调节值n的改变的符号依赖于物体垂直于梁柱探测器的间距。电场700的所示走向分别具有在其处电场700消除的点。与梁柱探测器的距离——在该距离中出现调节值n的改变的这种符号变换——可以通过电极的几何结构以及通过施加在电极处的电压来影响。在通过符号变换表征的距离处，梁柱探测器是盲的。在电容式梁柱探测器中，该特性可以被有利地用于使梁柱探测器对确定的干扰更加稳健。属于此的有墙壁材料的不均匀性和梁柱探测器在墙壁表面上的不经意的倾斜，这例如可能由于用户方面的持握不够、由于粗糙的墙壁表面或者出于其它原因而出现。由此，梁柱探测器的可靠性可以与现有技术相比明显地得到改善。

Claims (18)

1.电路装置，
具有第一电容器（110）、第二电容器（120）和第三电容器（130），
其中第一电容器（110）、第二电容器（120）和第三电容器（130）的第一电容器片（111，121，131）分别与第一电路节点（101）连接，其中电路装置被构造为给第一电容器（110）施加依赖于时间的第一电压、给第二电容器（120）施加依赖于时间的第二电压、以及给第三电容器（130）施加依赖于时间的第三电压，
其中第一电压和第二电压被反相地定时，
其中第二电压和第三电压被同相地定时，
其中电路装置包括放大器（200）、同步解调器（210）和比较器（220），
其中放大器（200）的输入端（201，202）与第一电路节点（101）以及与地接触部（103）连接，
其中同步解调器（210）被设置为将放大器（200）的输出信号与第一电压的时钟同步地交替地施加到比较器（220）的两个输入端（221，222）上，
其中电路装置被构造为根据比较器（220）的输出值生成调节值，
其中电路装置还被构造为根据所述调节值来改变第一电压以及第三电压的幅度数值和/或第二电压的幅度数值。
2.根据权利要求1所述的电路装置，
其中电路装置具有第四电容器（140），
其中第四电容器（140）的第一电容器片（141）与第一电路节点（101）连接，
其中电路装置被构造为给第四电容器（140）施加依赖于时间的第四电压，
其中第一电压和第四电压被同相地定时。
3.根据权利要求1或2所述的电路装置，
其中电路装置具有可调节的直流电流源（150，160，170，180），所述直流电流源（150，160，170，180）布置在地接触部（103）与第一电容器（110）或第二电容器（120）或第三电容器（130）或第四电容器（140）的第二电容器片（112，122，132，142）之间，
其中电路装置具有电阻（155，165，175，185），所述电阻（155，165，175，185）布置在第二电容器片（112，122，132，143）与第二电路节点（102）之间，
其中第二电路节点（102）被设置为处于相对于地接触部（103）提高的恒定电势，
其中在直流电流源（150，160，170，180）与所述第二电容器片（112，122，132，142）之间布置有开关（154，164，174，184）。
4.根据权利要求2所述的电路装置，
其中电路装置包括可调节的第一直流电流源（150）、可调节的第二直流电流源（160）、可调节的第三直流电流源（170）、可调节的第四直流电流源（180）、第一开关（154）、第二开关（164）、第三开关（174）、第四开关（184）、第一电阻（155）、第二电阻（165）、第三电阻（175）和第四电阻（185），
其中第一开关（154）布置在第一电容器（110）的第二电容器片（112）与第一直流电流源（150）的第一接触部（151）之间，
其中第一直流电流源（150）的第二接触部（152）与地接触部（103）连接，
其中第一电阻布置在第一电容器（110）的第二电容器片（112）与第二电路节点（102）之间，
其中第二开关（164）布置在第二电容器（120）的第二电容器片（122）与第二直流电流源（160）的第一接触部（161）之间，
其中第二直流电流源（160）的第二接触部（162）与地接触部（103）连接，
其中第二电阻布置在第二电容器（120）的第二电容器片（122）与第二电路节点（102）之间，
其中第三开关（174）布置在第三电容器（130）的第二电容器片（132）与第三直流电流源（170）的第一接触部（171）之间，
其中第三直流电流源（170）的第二接触部（172）与地接触部（103）连接，
其中第三电阻（175）布置在第三电容器（130）的第二电容器片（132）与第二电路节点（102）之间，
其中第四开关（184）布置在第四电容器（140）的第二电容器片（142）与第四直流电流源（180）的第一接触部（181）之间，
其中第四直流电流源（180）的第二接触部（182）与地接触部（103）连接，
其中第四电阻（185）布置在第四电容器（140）的第二电容器片（142）与第二电路节点（102）之间。
5.根据权利要求3所述的电路装置，
其中电路装置具有反相放大器（1210），
其中反相放大器（1210）的反相输入端（1211）通过第五电阻（1220）与第一电容器（110）的第二电容器片（112）连接，
其中反相放大器（1210）的同相输入端（1212）与第三电路节点（1201）连接，
其中第三电路节点（1201）被设置为处于恒定电势，所述恒定电势居中地处于第二电路节点（102）的电势与地接触部（103）的电势之间，
其中反相放大器（1210）的输出端（1213）通过第六电阻（1230）与反相放大器（1210）的反相输入端（1211）连接，
其中反相放大器（1210）的输出端（1213）与第三电容器（130）的第二电容器片（132）连接。
6.根据权利要求1或2所述的电路装置，
其中电路装置具有可调节的直流电压源（1150），所述直流电压源（1150）布置在地接触部（103）与第一电容器（110）或第二电容器（120）或第三电容器（130）或第四电容器（140）的第二电容器片（112，122，132，142）之间，
其中在直流电压源（1150）与第二电容器片（112，122，132，142）之间布置有另外的开关（1154），所述另外的开关（1154）被构造为将第二电容器片（112，122，132，142）要么与直流电压源（1150）连接、要么与地接触部（103）连接。
7.根据权利要求1或2所述的电路装置,
其中电路装置具有时钟发生器（190），所述时钟发生器（190）被构造为生成时钟信号以及与所述时钟信号倒置的推挽信号，
其中电路装置被构造成借助于所述时钟信号来操控同步解调器（210），
其中电路装置还被构造为借助于所述时钟信号对第一电压进行定时并且借助于所述推挽信号对第二电压进行定时。
8.根据权利要求1或2所述的电路装置，
其中电路装置具有可调节的交流电流源（1350，1360，1370，1380），所述交流电流源（1350，1360，1370，1380）布置在地接触部（103）与第一电容器（110）或第二电容器（120）或第三电容器（130）或第四电容器（140）的第二电容器片（112，122，132，142）之间，
其中电路装置具有电阻（155，165，175，185），所述电阻（155，165，175，185）布置在第二电容器片（112，122，132，142）与第二电路节点（102）之间，
其中第二电路节点（102）被设置为处于相对于地接触部（103）提高的恒定电势。
9.根据权利要求1或2所述的电路装置,
其中比较器（220）是积分比较器或采样保持比较器。
10.具有根据前述权利要求之一所述的电路装置的梁柱探测器（300, 310, 320，330，340，350，360，370，380，390，400，410，420，430）。
11.根据权利要求10所述的梁柱探测器（300, 310, 320，330，340，350，360，370，380，390，400，410，420，430），
其中所述梁柱探测器具有第一电极（301，311，321，331，341，351，361，371，381，391，401，411，421，431）和第二电极（302，312，322，332，342，352，362，372，382，392，402，412，422，432），
其中第一电极形成第一电容器（110）的第二电容器片（112），
其中第二电极形成第一电容器（110）的第一电容器片（111）。
12.根据权利要求11所述的梁柱探测器（310，410，420，430），
其中梁柱探测器（310，410，420，430）具有第三电极（313，413，423，433），
其中第一电极（311，411，421，431）和第三电极（313，413，423，433）共同形成第一电容器（110）的第二电容器片（112）。
13.根据权利要求12所述的梁柱探测器（410，420，430），
其中电路装置是根据权利要求2构造的，
其中梁柱探测器（410，420，430）具有第四电极（414，424，434）和第五电极（415，425，435），
其中第四电极（414，424，434）和第五电极（415，425，435）共同形成第二电容器片（122，132，142），
其中第二电极（412，422，432）形成所述第二电容器（120）或第三电容器（130）或第四电容器（140）的第一电容器片（121，131，141）。
14.根据权利要求11所述的梁柱探测器（320，330，340，350，360，370，380，390，400），
其中梁柱探测器（320，330，340，350，360，370，380，390，400）具有第三电极（323，333，343，353，363，373，383，393，403），
其中第三电极和第二电极（322，332，342，352，362，372，382，392，402）形成第二电容器（120）、第三电容器（130）或第四电容器（140）。
15.根据权利要求14所述的梁柱探测器（350，360，370，380，390，400），
其中电路装置是根据权利要求2构造的，
其中梁柱探测器（350，360，370，380，390，400）具有第四电极（354，364，374，384，394，404）和第五电极（355，365，375，385，395，405），
其中第四电极和第二电极（352，362，372，382，392，402）以及第五电极和第二电极形成两个并非用第一电极（351 , 361 , 371 , 381 , 391 , 401）和用第三电极（353，363，373，383，393，403）形成的电容器（120，130，140）。
16.根据权利要求12至15之一所述的梁柱探测器（310，320，330，340，350，360，370，380，390，400, 410, 420, 430），
其中第二电极布置在第一电极与第三电极之间。
17.根据权利要求11至15之一所述的梁柱探测器（300，310，320，330，340，350，360，370，380，390，400，410，420，430），
其中电路装置的并非由电极形成的电容器被构造成固定值电容器。
18.根据权利要求13所述的梁柱探测器（300，310，320，330，340，350，360，370，380，390，400，410，420，430），
其中所述第一、第二、第三、第四或第五电极被构造成金属板。
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