CN116745582A - 使用ctmu的增强阻抗测量 - Google Patents

Abstract

一种用于测量未知阻抗的方法和装置。该装置包括第一输入，该第一输入用于接收由传感器电路的第一部分生成的第一信号，该第一部分包括未知阻抗和第一已知电阻，该未知阻抗基于待由传感器电路测量的现象而变化。该装置还包括第二输入，该第二输入用于接收由传感器电路的第二部分生成的第二信号，该传感器电路的第二部分包括已知阻抗和第二已知电阻。并且该装置包括控制逻辑部件，该控制逻辑部件用于基于在第一输入和第二输入中的每一者达到参考电压的时间差来确定传感器电路的测量结果。

Description

使用CTMU的增强阻抗测量

本申请要求于2021年6月24日提交的美国临时专利申请序列号63/214,599的优先权，该美国临时专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本申请涉及阻抗测量和仪器，并且更具体地涉及使用充电时间测量单元(CTMU)的增强阻抗测量。

背景技术

使用未知阻抗的CTMU的现有测量可以使用绝对测量。由于测量条件的变化，这些方法无法很容易地确定阻抗值。

发明内容

本公开的示例包括一种用于测量未知阻抗的装置。该装置包括第一输入，该第一输入用于接收由传感器电路的第一部分生成的第一信号，该第一部分包括未知阻抗和第一已知电阻，该未知阻抗基于待由传感器电路测量的现象而变化。该装置还包括第二输入，该第二输入用于接收由传感器电路的第二部分生成的第二信号，该传感器电路的第二部分包括已知阻抗和第二已知电阻。并且该装置包括控制逻辑部件，该控制逻辑部件用于基于在第一输入和第二输入中的每一者达到参考电压的时间差来确定传感器电路的测量结果。

在某些示例中，为了基于第一输入和第二输入中的每一者达到参考电压的时间差来确定传感器电路的测量结果，控制逻辑部件将：基于第二输入已经达到参考电压的确定，向参考电容器施加电流源或电流宿；基于第一输入已经达到参考电压的确定，从参考电容器移除电流源或电流宿；以及在向参考电容器施加然后移除电流源或电流宿之后，基于参考电容器的电压来确定传感器电路的测量结果。在某些示例中，为了基于第一输入和第二输入中的每一者达到参考电压的时间差来确定传感器电路的测量结果，控制逻辑部件将使得模数转换器测量参考电容器的电压。在某些示例中，用于确定参考电容器的电压的保持时间与电流源或电流宿施加到参考电容器的时间无关。在某些示例中，未知阻抗是具有基于待测量的现象而变化的未知电容的可变电容器；第一已知电阻耦合到地线(ground)；已知阻抗是具有固定电容的参考电容器；以及第二已知电阻耦合到地线。在某些示例中，第一输入和第二输入中的每一者达到参考电压的时间差基于未知电容和固定电容的差。在某些示例中，控制逻辑部件将向传感器电路发出传感器输入电压，以使得第一信号和第二信号变化以达到参考电压。在某些示例中，控制逻辑部件将向传感器电路发出传感器输入电压，以使得传感器电路开始对可变电容器进行充电或放电，以生成第一信号；并且开始对传感器参考电容进行充电或放电，以生成第二信号。

本公开的示例包括一种用于测量未知且可变的阻抗的方法，该方法包括：接收由传感器电路的第一部分生成的第一信号，该第一部分包括未知阻抗和第一已知电阻，该未知阻抗基于待测量的现象而变化；接收由传感器电路的第二部分生成的第二信号，该第二部分包括已知阻抗和第二已知电阻；基于第一信号和第二信号中的每一者达到参考电压的时间差来确定传感器电路的测量结果。

在该方法的某些示例中，当第一信号或第二信号中的任一者达到参考电压时，开始将具有已知电流的电流源施加到具有已知电容的定时电容器；并且当第一信号或第二信号中的另一者达到参考电压时，终止向定时电容器施加电流源；其中确定传感器电路的测量结果的步骤是基于定时电容器的所得到的电压。在某些示例中，该方法还包括测量定时电容器的电压，以便基于第一输入和第二输入中的每一者达到参考电压的时间差来确定传感器电路的测量结果。在该方法的某些示例中，用于测量定时电容器的电压的保持时间与电流源施加到定时电容器的时间无关。在该方法的某些示例中，未知阻抗是具有未知电容的可变电容器，该可变电容器基于待测量的现象而变化；第一已知电阻耦合到地线；已知阻抗是具有固定电容的参考电容器；以及第二已知电阻耦合到地线。在该方法的某些示例中，第一输入和第二输入中的每一者达到参考电压的时间差基于未知电容和固定电容的差。在某些示例中，该方法还包括向传感器电路发出传感器输入电压，以使得第一信号和第二信号变化以达到参考电压。在该方法的某些示例中，未知阻抗是具有未知电容的可变电容器，该可变电容器基于待测量的现象而变化。在这些示例中，该方法还包括开始对可变电容器进行充电或放电，以生成第一信号，该可变电容器基于待由传感器电路测量的现象而变化；并且开始对传感器参考电容进行充电或放电，以生成第二信号。

本公开的示例包括用于测量现象的感测装置。该装置包括用于接收输入直流(DC)电压的电压输入；和电桥传感器电路。该电桥传感器电路还包括：第一电桥臂电路，该第一电桥臂电路包括可变阻抗部件，该可变阻抗部件包括基于该现象而变化的未知阻抗，该可变阻抗部件在第一输出耦合到与该可变阻抗部件串联连接的第一参考电阻；和第二电桥臂电路，该第二电桥臂电路包括参考阻抗部件，该参考阻抗部件包括在第二输出耦合到与该参考阻抗部件串联连接的第二参考电阻的参考阻抗。该装置还包括第一比较器，该第一比较器耦合到第一输出和参考电压；和第二比较器，该第二比较器耦合到第二输出和参考电压；其中第一比较器的输出和第二比较器的输出的组合表示现象的测量结果。

在某些示例中，可变阻抗部件是可变电容器，第一参考电阻串联连接在可变电容器与地线之间，参考阻抗部件是参考电容器，以及第二参考电阻串联连接在参考电容器与地线之间。在某些示例中，第一比较器的输出耦合到定时电路，第二比较器的输出耦合到定时电路，以及定时电路测量两个比较器输出中的一者的第一变化与两个比较器输出中的另一者的第二变化之间的时间，其中该时间表示现象的测量结果。

本公开的示例包括具有电桥配置并且将两个电压提供到CTMU的传感器。CTMU可以基于来自传感器的两个电压用电流源对参考电容器进行充电。参考电容器的电荷可以用于确定由传感器感测到的信号。

附图说明

图1是根据本公开的示例的用于使用CTMU进行阻抗测量的示例性系统的图示。

图2是根据本公开的示例的用于使用CTMU进行阻抗测量的示例性传感器的图示。

图3是根据本公开的示例的CTMU的更详细图示。

图4是根据本公开的示例的系统的测量的时序图。

图5是根据本公开的示例的系统的测量的另一时序图。

图6是示出根据本公开的示例的电容相对于使用传感器测量的相对湿度的变化的时序图。

图7是根据本公开的示例的用于确定传感器的20pF电容的系统的测量的时序图。

图8是根据本公开的示例的用于确定传感器的20pF电容的系统的测量的更详细的时序图，示出了ADC采样时间。

图9是根据本公开的示例的用于确定传感器的1pF电容的系统的测量的时序图。

图10是根据本公开的示例的用于确定测量结果的方法的图示。

图11是根据本公开的示例的用于确定测量结果的方法的图示。

具体实施方式

图1是根据本公开的示例的用于使用CTMU进行阻抗测量的示例性系统的图示。该示例性系统提供了一种用于使用成本效益好的部件在简单电路中对未知电抗元件进行高精度测量的解决方案。特别地，该系统使用激励功能来驱动具有未知电抗元件的电路并且驱动具有已知电抗元件的第二电路。每个电路将开始以指示电路的电抗的速率改变电压。一旦任一电路达到参考电压，示例性系统就开始对定时电容器进行充电或放电。一旦两个电路中的另一者达到参考电压，示例性系统就停止对定时电容器进行充电或放电。然后，使用CTMU来测量累积电荷并确定未知电抗元件的电抗。

传感器可以提供待由微控制器测量的阻抗。阻抗可以是任何合适的形式，诸如电阻、电容、电感或它们的组合。传感器可以测量任何合适的现象，诸如环境传感器感测湿度。现象的变化可以与传感器的阻抗的变化或绝对值相关。微控制器可以从传感器的阻抗的变化或绝对值确定待测量的现象。在一个示例中，电感式接近传感器可以呈现指示传感器接近例如金属物体的变化电感。在另一示例中，电感式位置传感器可以呈现指示金属物体相对于位置传感器的位置的变化电感。在另一示例中，电位计可以呈现指示滑块的位置或旋钮的旋转的变化电阻。传感器

微控制器可以包括任何合适数量和种类的端口或销。这些可以用于与仪器、传感器或其他元件连接。例如，微控制器可以包括通用输入和输出(GPIO)端口。微控制器可以包括任何合适数量的模拟输入或输出(AN)端口。微控制器可以连接到参考电容器端口或可以包括参考电容器端口，以连接到参考电容器。参考电容器的值可以是22pF并且可以被称为CCTMU。微控制器可以连接到参考电阻器端口或可以包括参考电阻器端口，以连接到参考电阻器。参考电阻器的值可以是33千欧姆，具有1％的变化。

微控制器可以包括CTMU电路。CTMU电路可以是微控制器的外围设备，其中CTMU电路一旦以操作参数启动便独立于处理器操作。CTMU电路可以由模拟电路、数字电路、由处理器执行的指令或它们的组合来实现。

CTMU电路可以包括控制逻辑部件以执行各种任务。CTMU电路可以操作电流源或电流宿(未示出)。电流源在被启用时可以对电容器进行充电。可以停用电流源并且停止对此类电容器进行充电。CTMU电路可以在开始接着停止对电容器的充电之后测量电容器的电荷。CTMU电路可以在进行此类测量之后对电容器进行放电。对电容器进行充电的时间长度可以根据传感器提供的阻抗信号来确定。阻抗信号可以由模拟电压信号来表示。可以将模拟电压信号与参考电压进行比较，以确定何时开始和停止对电容器进行充电。在此类开始和停止之后，电容器上的电荷因此可以与传感器的阻抗信号成比例或以其他方式指示传感器的阻抗信号，这又可以反映待由传感器测量的现象。

可以对任何合适的电容器进行充电。例如，可以对模数(AD)转换(ADC)电容器(C_AD)进行充电。此外，参考电容器C_CTMU可以并联连接到C_AD，以提供待充电的较大电容值。在此示例中，C_AD和C_CTMU可以并联连接并且充当其电容已知的单个较大参考电容器。

在一个示例中，CTMU电路可以将电流源施加到C_AD、C_CTMU和参考电阻器，以精确地确定这些部件的阻抗的值。这可以在例如校准模式中完成。这可以在启动时周期性地执行，或者由微控制器、其中的软件或其用户按需执行。

在未示出的一些示例中，可以使用电流宿而不是电流源。在此类示例中，电流宿可以放置于参考电容器与地线之间，并且恒定电压源施加到参考电容器。

图2是根据本公开的示例的用于使用CTMU进行阻抗测量的示例性传感器的图示。

可以接收来自微控制器的GPIO端口的方脉冲波形式的电压源。该方波脉冲可以施加到传感器的电压输入。

该传感器可以包括第一支路和第二支路的电桥配置。每个支路可以包括电容器和随后的电阻器的串联电路。可以从每个支路的中点产生电压输出。例如，可以从每个支路产生AN_x和AN_y。可以将AN_x和AN_y提供给CTMU或仪器。

每个支路的电阻器可以具有相同的设计电阻。基于制造公差和变化，两个电阻器之间可能存在变化。

第一支路可以包括已知值的参考电容器。参考电容器可以被称为C_x。

第二支路可以包括具有可变电容的传感器电容器。传感器电容器可以被称为C_SENSE。C_SENSE的电容可以根据所测量的现象(诸如湿度)而变化。例如，C_SENSE的电容在5％相对湿度下可以是0pF或更小，并且在100％相对湿度下可以是30pF。

在未示出的一些示例中，可以使用电流宿而不是电流源。在此类示例中，第二支路中的C_SENSE和对应电阻器的位置可以颠倒。类似地，第一支路中的参考电容器和相应电阻器的位置可以颠倒。在未示出的一些示例中，电阻器R_X可以耦合到除地线之外的公共电位，其中GPIO端口作为电流宿而不是源来操作。

图3是根据本公开的示例的CTMU的更详细图示。

AN_x信号和AN_y信号可以在比较器C₁和C₂处接收。比较器C₁和C₂可以在传感器中、在微控制器、在CTMU中、在传感器与微控制器或CTMU之间的仪器中或在任何其他合适的位置中实现。C₁和C₂中的每一者可以分别将AN_x和AN_y与参考电压进行比较。可以选择任何合适的参考电压。参考电压可以在微控制器或CTMU内部产生，或可以提供到微控制器或CTMU。

基于AN_x和AN_y与参考电压的比较，CTMU(或其中或微控制器中的控制逻辑部件)可以选择性地施加电流源，以对C_CTMU和C_AD的组合进行充电。这在图4中更详细地示出。

图4是根据本公开的示例的系统的测量的时序图。

在时间0处，GPIO信号可以是逻辑一，从而将V_DD(诸如3.3V)提供到传感器的电压输入。其中的C_X和C_SENSE可以开始充电。当它们开始充电并且开始充满时，越来越少的电流流过相应电流。因此，AN_x和AN_y处的电压变得越来越小。在某一点处，电压AN_x和ANy中的每一者可以小于参考电压。因为C_X的电容是固定的，并且C_SENSE是不同的电容并且是可变的，所以电压AN_X和AN_Y中的每一者下降到参考电压以下的时间可以不同。电压AN_x和AN_y中的每一者下降到参考电压以下的时间与每一者的电容有关。因此，电压AN_x和AN_y中的每一者下降到参考电压以下的时间之间的差(给定为Δt)可以基于C_X和C_SENSE的电容差。由于C_SENSE随待测量的现象而变化，因此Δt可以基于待测量的现象。

CTMU电路可以测量该Δt并因此测量C_X与C_SENSE之间的电容差，并且因此测量待测量的现象本身。CTMU电路可以通过使用Δt来启用及停用对电容器C_CTMU和C_AD进行的充电来测量该Δt。在此时间段期间由C_CTMU和C_AD收集的电荷量可以导致由ADC测量的电压。所测量的电压可以表示Δt并且因此表示现象。

图5是根据本公开的示例的系统的测量的另一时序图。图5示出了当C₁指示AN_x已下降到参考电压以下时，可以启用电流源，并且开始对电容器进行充电。当C₂随后指示AN_y已下降到参考电压以下时，可以停用电流源，并且可以停止对电容器进行充电。此后，存储在电容器中的电荷可以由CTMU电路测量。这可被称为ADC转换时间。

图6是示出根据本公开的示例的电容相对于使用传感器测量的相对湿度的变化的时序图。

图7是根据本公开的示例的用于确定传感器的20pF电容的系统的测量的时序图。GPIO激励的方波触发电压AN_x和AN_y的变化。一旦AN_x跨过虚线表示的参考电压，CTMU电容器(CTMU Cap)的电压便开始上升，并且一旦AN_y跨过虚线表示的参考电压，CTMU电容器的电压便停止上升。

图8是根据本公开的示例的用于确定传感器的20pF电容的系统的测量的更详细的时序图，示出了ADC采样时间。

图9是根据本公开的示例的用于确定传感器的1pF电容的系统的测量的时序图。

因此，待测量的阻抗元件是无源电桥电路的一部分。电桥在上侧具有所有电抗元件。纯电阻元件位于下部电桥臂上(朝向接地连接)，以便允许系统精确地测量电桥的电阻元件的实际值(因此最大化测量精度)。激励是数字脉冲或其他类型的波(例如，正弦波)。通过使用已知激励(例如，已知脉冲宽度)来精确地测量电桥的参考电抗元件。由于系统精确地测量了所有其他电桥元件，所以以比现有方法更高的精度来测量未知阻抗。

本公开的示例使用新型无源电路布置(电抗元件朝向激励定位而电阻元件朝向接地连接定位)，该新型无源电路布置允许系统测量适当位置中的电阻元件的实际真实值，并且进而精确地确定电路中的电抗元件。它们还使用电桥测量方法以避免绝对测量，并且使用更适合于精确结果的差分相对测量方法。

本公开的示例是非常低的功率并且为传感器提供非常高的精度。CTMU电路可以触发ADC操作。CTMU电路可以经由参考电阻器通过多路复用器的控制而使得电容器放电或短路。

C_X和C_SENSE之间的差在0％湿度下可以是160pF，并且在100％湿度下可以是195pF(即35pF差分扩散)。160pF本身是相对大的值。为了精确地测量为35pF的该跨度，我们使用在湿度传感器的基线值附近的C_X。例如，大约150pF。我们能够测量从150至195开始的所有电容值，这扩展了测量的动态范围。可以不需要测量基准值，而是测量差。

传感器的电阻器可以是约100千欧姆。

时间差可以与C_X和C_SENSE之间的电容差成比例。时间差Δt可以是近似100纳秒或最多几微秒。这种定时难以在普通微控制器内高精度地测量。然而，本公开的示例可能能够通过C_CTMU的充电值以高精度测量该非常小的时间差。

当C_X和C_SENSE几乎相同时，最低时间差Δt可以是10ns等。在C_SENSE范围的上限，Δt可能需要3微秒。CAD的值可以用于扩展充电电容以匹配CTMUI的ADC的输入范围。

ADC转换可以由CTMU电路控制逻辑部件触发。微控制器的CPU可以被中断并获得结果。

ADC转换时间可以比Δt长，诸如1微秒。值得注意的是，微控制器很难直接测量160ns的上升时间。相反，可以相对较慢地执行ADC转换。采样时间和ADC转换时间因此可以与上升时间无关。无论电容差如何，微控制器都不需要做更多的工作，因为电容变化更小，并且因此上升时间更快。

由于传感器的电阻器可能是不精确的，所以它们可以由微控制器在校准模式中表征。AN_x信号或AN_y信号可以连接到电流源。可以测量该电阻器上的电压。因此，可以确定每个支路中的R_x的真实值，无论是根据绝对电阻还是相对电阻，这可以用于精细地调整所得到的测量结果。

图10是根据本公开的示例的用于确定测量结果的方法的图示。方法1000开始于用于从传感器电路接收第一信号的框1005。框1005可以在微控制器输入处从具有未知阻抗的外部传感器电路输入电压。方法1000以用于从传感器电路接收第二信号的框1010继续。框1010可以在第二微控制器输入处从具有已知电阻和已知阻抗的第二外部电路输入电压。微控制器可以向第二外部电路施加电流源或电流宿。方法1000以用于确定未知阻抗的测量结果的框1015继续。框1015可以是对第二外部电路的电压进行采样以确定电流源或电流宿具有多长时间。

图11是根据本公开的示例的用于确定测量结果的方法的图示。

系统可以以任何合适的方式实施，诸如通过设备、管芯、芯片、模拟电路、数字电路、由处理器执行的指令或它们的任何组合来实施。系统可以通过例如微控制器和传感器来实施。尽管系统的一些部分在本文中描述为由微控制器实施，但此类部分可以替代地由传感器实施或由耦合微控制器与传感器的仪器实施。类似地，尽管系统的一些部分在本文中描述为由传感器实施，但此类部分可以替代地由微控制器实施或由耦合微控制器与传感器的仪器实施。此外，代替微控制器，系统可以由服务器、计算机、膝上型计算机或任何其他合适的电子设备或系统实施。

尽管上文已描述了示例实施方案，但在不脱离这些实施方案的实质和范围的情况下，可由本公开进行其他变型和实施方案。

Claims (20)

1.一种装置，所述装置包括：

第一输入，所述第一输入用于接收由传感器电路的第一部分生成的第一信号，所述第一部分包括未知阻抗和第一已知电阻，所述未知阻抗基于待由所述传感器电路测量的现象而变化；

第二输入，所述第二输入用于接收由所述传感器电路的第二部分生成的第二信号，所述传感器电路的所述第二部分包括已知阻抗和第二已知电阻；和

控制逻辑部件，所述控制逻辑部件用于基于所述第一输入和所述第二输入中的每一者达到参考电压的时间差来确定所述传感器电路的测量结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其中为了基于所述第一输入和所述第二输入中的每一者达到所述参考电压的所述时间差来确定所述传感器电路的所述测量结果，所述控制逻辑部件将：

基于所述第一输入或所述第二输入中的任一者已经达到所述参考电压的确定，向参考电容器施加电流源或电流宿；

基于所述第一输入或所述第二输入中的另一者已经达到所述参考电压的确定，从所述参考电容器移除所述电流源或电流宿；以及在向所述参考电容器施加然后移除所述电流源或电流宿之后，基于所述参考电容器的电压来确定所述传感器电路的所述测量结果。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述控制逻辑部件将使得模数转换器测量所述参考电容器的所述电压，以便基于所述第一输入和所述第二输入中的每一者达到所述参考电压的所述时间差来确定所述传感器电路的所述测量结果。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的装置，其中用于确定所述参考电容器的所述电压的保持时间与所述电流源或电流宿施加到所述参考电容器的时间无关。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中：

所述未知阻抗是具有基于所述待测量的现象而变化的可变电容器的传感器；

所述第一已知电阻耦合到公共电位；

所述已知阻抗是具有固定电容的参考电容器；并且

所述第二已知电阻耦合到所述公共电位。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一输入和所述第二输入中的每一者达到所述参考电压的所述时间差基于所述可变电容和所述固定电容的差。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述控制逻辑部件将向所述传感器电路发出传感器输入电压，以使得所述第一信号和所述第二信号变化以达到所述参考电压。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述控制逻辑部件将向所述传感器电路发出所述传感器输入电压，以使得所述传感器电路：

开始对所述未知阻抗进行充电或放电，以生成所述第一信号；以及

开始对已知阻抗进行充电或放电，以生成所述第二信号。

9.一种用于测量未知且可变的阻抗的方法，所述方法包括：

接收由传感器电路的第一部分生成的第一信号，所述第一部分包括未知阻抗和第一已知电阻，所述未知阻抗基于待测量的现象而变化，

接收由所述传感器电路的第二部分生成的第二信号，所述第二部分包括已知阻抗和第二已知电阻，以及

基于所述第一信号和所述第二信号中的每一者达到参考电压的时间差来确定所述传感器电路的测量结果。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：

当所述第一信号或所述第二信号中的任一者达到所述参考电压时，开始将具有已知电流的电流源或电流宿施加到具有已知电容的定时电容器；以及

当所述第一信号或所述第二信号中的另一者达到所述参考电压时，终止向所述定时电容器施加所述电流源或电流宿；

其中确定所述传感器电路的测量结果的所述步骤基于所述定时电容器的所得到的电压。

11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：

测量所述定时电容器的电压，以便确定所述传感器电路的所述测量结果。

12.根据权利要求11所述的方法，其中用于测量所述定时电容器的所述电压的所述保持时间与所述电流源施加到所述定时电容器的时间无关。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中：

所述未知阻抗是湿度传感器，所述湿度传感器具有基于其周围的空气的湿度而变化的可变电容；

所述第一已知电阻耦合到公共电位；

所述已知阻抗是具有固定电容的参考电容器；并且

所述第二已知电阻耦合到所述公共电位。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一输入和所述第二输入中的每一者达到所述参考电压的所述时间差基于所述可变电容和所述固定电容的差。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，所述方法还包括向所述传感器电路发出传感器输入电压，以使得所述第一信号和所述第二信号变化以达到所述参考电压。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述未知阻抗是具有基于所述待测量的现象而变化的可变电容的传感器，所述方法还包括：

开始对所述可变电容器进行充电或放电，以生成所述第一信号，所述可变电容器基于待由所述传感器电路测量的所述现象而变化；以及

开始对传感器参考电容进行充电或放电，以生成所述第二信号。

17.一种用于测量现象的感测装置，所述感测装置包括：

电压输入，所述电压输入用于接收脉冲输入直流(DC)电压；电桥传感器电路，所述电桥传感器电路包括：

第一电桥臂电路，所述第一电桥臂电路包括可变阻抗部件，所述可变阻抗部件包括基于所述现象而变化的阻抗，所述可变阻抗部件在第一输出耦合到与所述可变阻抗部件串联连接的第一参考电阻，和

第二电桥臂电路，所述第二电桥臂电路包括参考阻抗部件，所述参考阻抗部件在第二输出耦合到与所述参考阻抗部件串联连接的第二参考电阻；

第一比较器，所述第一比较器耦合到所述第一输出和参考电压；和

第二比较器，所述第二比较器耦合到所述第二输出和所述参考电压；

其中所述第一比较器的输出和所述第二比较器的输出的组合表示所述现象的测量结果。

18.根据权利要求17所述的装置，其中：

所述可变阻抗部件是可变电容器；

所述第一参考电阻串联连接在所述可变电容器和地线之间；

所述参考阻抗部件是参考电容器；并且

所述第二参考电阻串联连接在所述参考电容器和所述地线之间。

19.根据权利要求17至18中任一项所述的装置，其中：

所述第一比较器的所述输出耦合到定时电路；

所述第二比较器的所述输出耦合到所述定时电路；并且

所述定时电路用于测量所述两个比较器输出中的一者的第一变化与所述两个比较器输出中的另一者的第二变化之间的时间，其中所述时间表示所述现象的测量结果。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的装置，其中：

所述第一比较器的所述输出耦合到定时电路；

所述第二比较器的所述输出耦合到所述定时电路；并且

所述定时电路用于测量所述两个比较器输出中的一者的第一变化与所述两个比较器输出中的另一者的第二变化之间的时间，其中

所述时间表示所述现象的测量结果。