CN118159814A - 载荷检测装置 - Google Patents

Abstract

载荷检测装置(4)具备：载荷传感器(1)，具备静电容对应于载荷而变化的元件部；第1检测电路(20)，对元件部的一个电极进行给定电压的充电以及充电电压的放电，并输出充电期间中的所述元件部的电压；第2检测电路(30)，与第1检测电路(20)中的充电以及放电并行地，对元件部的另一个电极进行从给定电压起的放电以及给定电压的充电，并输出放电期间中的元件部的电压；和控制电路(3)，基于差动电压来检测元件部的静电容，其中，该差动电压通过将使从第2检测电路(30)输出的第2检测电压在给定电压与接地之间反转而得到的电压加在从第1检测电路(20)输出的第1检测电压上来获得。

Description

载荷检测装置

技术领域

本发明涉及基于静电容的变化来检测载荷的载荷检测装置。

背景技术

载荷传感器在产业设备、机器人以及车辆等领域中广泛利用。近年来，伴随基于计算机的控制技术的发展以及设计性的提升，正在推进人型的机器人以及汽车的内装品等这样的丰富地使用自由曲面的电子设备的开发。与此相匹配地，谋求在各自由曲面装备高性能的载荷传感器。

在以下的专利文献1中，记载了检测静电容型传感器的静电容的装置。在该装置中，经由电阻对传感器元件施加充电电压。基于充电电压施加后的电阻后级的电压的变化来检测传感器元件的静电容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2019/187516号

发明内容

发明要解决的课题

在上述那样的结构中，例如若在传感器元件的周围存在金属、电介质，有时就会在电阻后级的电压上叠加噪声。在该情况下，有可能因叠加的噪声而不能精度良好地检测静电容。

鉴于相关的课题，本发明的目的在于，提供能精度良好地检测与载荷相应的静电容的载荷检测装置。

用于解决课题的手段

本发明的主要的方式所涉及的载荷检测装置具备：载荷传感器，具备静电容对应于载荷而变化的元件部；第1检测电路，对所述元件部的一个电极进行给定电压的充电以及充电电压的放电，并输出充电期间中的所述元件部的电压；第2检测电路，与所述第1检测电路中的充电以及放电并行地，对所述元件部的另一个电极进行从所述给定电压起的放电以及所述给定电压的充电，并输出放电期间的所述元件部的电压；和控制电路，基于差动电压来检测所述静电容，所述差动电压通过将使从所述第2检测电路输出的第2检测电压在所述给定电压与接地之间反转而得到的电压加在从所述第1检测电路输出的第1检测电压上来获得。

根据本方式所涉及的载荷检测装置，通过将使从第2检测电路输出的第2检测电压在给定电压与接地之间反转而得到的电压加在从第1检测电路输出的第1检测电压上，分别叠加在第1检测电压以及第2检测电压上的噪声就抵消。因此，由此取得的差动电压抑制了噪声。因而，能基于该差动电压来精度良好地检测与元件部的载荷相应的静电容。

发明效果

如以上那样，根据本发明，能提供能更加精度良好地检测与载荷相应的静电容的载荷检测装置。

本发明的效果或意义会通过以下所示的实施方式的说明而更加明确。其中，以下所示的实施方式只是将本发明实施化时的一个例示，本发明并不受到以下的实施方式记载的内容的任何限制。

附图说明

图1的(a)是示意表示实施方式所涉及的基底构件和设置于基底构件的上表面的导电弹性体的立体图。图1的(b)是示意表示实施方式所涉及的在图1的(a)的构造体设置导体线的状态的立体图。

图2的(a)是示意表示实施方式所涉及的在图1的(b)的构造体设置丝线的状态的立体图。图2的(b)是实施方式所涉及的在图2的(a)的构造体设置片状构件的状态的立体图。

图3的(a)以及图3的(b)分别是示意表示实施方式所涉及的载荷传感器的截面的图。

图4是示意表示实施方式所涉及的载荷传感器的内部的结构的俯视图。

图5是表示实施方式所涉及的检测电路的结构的电路图。

图6是表示实施方式所涉及的载荷检测装置的结构的框图。

图7是表示实施方式所涉及的准备期间中的第1检测电路、第2检测电路、第1切换电路以及第2切换电路的状态的图。

图8是表示实施方式所涉及的检测期间中的第1检测电路、第2检测电路、第1切换电路以及第2切换电路的状态的图。

图9是表示实施方式所涉及的放电期间中的第1检测电路、第2检测电路、第1切换电路以及第2切换电路的状态的图。

图10的(a)是表示实施方式所涉及的第1检测电路中的第1供给电压以及第1检测电压的时间的变化的时序图。图10的(b)是表示实施方式所涉及的第2检测电路中的第2供给电压以及第2检测电压的时间的变化的时序图。

图11的(a)是示意表示实施方式所涉及的在第1检测电压上叠加了噪声的状态的时序图。图11的(b)是示意表示实施方式所涉及的在第2检测电压上叠加了噪声的状态的时序图。

图12的(a)～图12的(d)是表示实施方式所涉及的通过第1检测电压以及第2检测电压生成差动电压的处理的一例的时序图。

图13的(a)～图13的(c)是表示变更例1所涉及的使用第2检测电压来检测元件部的异常的方法的时序图。

图14是表示变更例1所涉及的用于检测元件部的异常的处理的流程图。

图15是表示变更例2所涉及的载荷检测处理的流程图。

其中，附图专门用于说明，并不限定本发明的范围。

具体实施方式

本发明所涉及的载荷检测装置能运用于对应于所赋予的载荷进行处理的管理系统等。在这样的管理系统中，例如为了在更广阔的范围内检测载荷，会使用多个载荷传感器。

作为管理系统，例如能举出库存管理系统、驾驶员监视系统、指导管理系统、安全管理系统、护理/育儿管理系统等。

在库存管理系统中，例如，通过设于库存货架的载荷传感器来检测所装载的库存的载荷，从而检测存在于库存货架的商品的种类和商品的数量。由此，在店铺、工厂、仓库等中，能效率良好地管理库存，并且能实现省人力化。此外，通过设置于冷藏库内的载荷传感器来检测冷藏库内的食品的载荷，从而检测冷藏库内的食品的种类和食品的数量、分量。由此，能自动提案利用了冷藏库内的食品的菜谱。

在驾驶员监视系统中，例如，通过设于操舵装置的载荷传感器来监视驾驶员对操舵装置的载荷分布(例如握持力、握持位置、踏力)。此外，通过设于车载座椅的载荷传感器来监视就坐状态下的驾驶员对车载座椅的载荷分布(例如重心位置)。由此，能反馈驾驶员的驾驶状态(困倦、心理状态等)。

在指导管理系统中，例如通过设于鞋子的底的载荷传感器来监视脚掌的载荷分布。由此，能向适当的步行状态、跑行状态进行矫正或引导。

在安全管理系统中，例如通过设于地板的载荷传感器在人通过时检测载荷分布，从而检测体重、步幅、通过速度以及鞋底图案等。由此，通过将这些检测信息与数据进行比对，能确定通过的人物。

在护理/育儿管理系统中，例如通过设于寝具、便座的载荷传感器来监视人体对寝具以及便座的载荷分布。由此，推定在寝具、便座的位置，人要采取怎样的行动，能防止跌倒、滚落。

以下的实施方式的载荷检测装置例如运用于上述那样的管理系统。以下的实施方式的载荷检测装置具备：用于检测载荷的载荷传感器；和与载荷传感器组合的检测电路。以下的实施方式的载荷传感器是静电容型载荷传感器。这样的载荷传感器也有时被称作“静电容型感压传感器元件”、“电容性压力检测传感器元件”、“压敏开关元件”等。另外，以下的实施方式是本发明的一实施方式，本发明并不受到以下的实施方式的任何限制。

以下，参考附图来说明本发明的实施方式。为了方便，在各图中附记相互正交的X、Y、Z轴。Z轴方向是载荷传感器1的高度方向。

参考图1的(a)～图4来说明载荷传感器1。

图1的(a)是示意表示基底构件11、和设置于基底构件11的上表面(Z轴正侧的面)的导电弹性体12的立体图。

基底构件11是具有弹性的绝缘性的平板状的构件。基底构件11在俯视观察下具有矩形的形状。基底构件11的厚度是固定的。基底构件11的厚度例如为0.01mm～2mm。在基底构件11的厚度小的情况下，基底构件11有时也被称作片构件或膜构件。基底构件11由非导电性的树脂材料或非导电性的橡胶材料构成。

基底构件11中所用的树脂材料例如是从由苯乙烯系树脂、硅酮系树脂(例如聚二甲基聚硅氧烷(PDMS)等)、丙烯酸系树脂、轮烷系树脂、以及聚氨酯系树脂等构成的群中选择的至少1种树脂材料。基底构件11中所用的橡胶材料例如是从由硅酮橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、聚异丁烯、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯、丙烯酸橡胶、氟橡胶、表氯醇橡胶、聚氨酯橡胶、以及天然橡胶等构成的群中选择的至少1种橡胶材料。

导电弹性体12配置于基底构件11的上表面(Z轴正侧的面)。在图1的(a)中，在基底构件11的上表面配置有3个导电弹性体12。导电弹性体12是有弹性的导电性的构件。各导电弹性体12具有Y轴方向长的带状的形状。3个导电弹性体12在X轴方向上空开给定的间隔而排列配置。在各导电弹性体12的Y轴负侧的端部设置有与导电弹性体12电连接的线缆12a。

导电弹性体12在基底构件11的上表面通过丝网印刷、凹版印刷、苯胺印刷、胶版印刷以及凹版胶版印刷等印刷工法而形成。根据这些印刷工法，能在基底构件11的上表面以0.001mm～0.5mm程度的厚度形成导电弹性体12。

导电弹性体12由树脂材料和分散于其中的导电性填料、或橡胶材料和分散于其中的导电性填料构成。

导电弹性体12中所用的树脂材料与上述的基底构件11中所用的树脂材料同样，例如是从由苯乙烯系树脂、硅酮系树脂(聚二甲基聚硅氧烷(例如PDMS)等)、丙烯酸系树脂、轮烷系树脂以及聚氨酯系树脂等构成的群中选择的至少1种树脂材料。

导电弹性体12中所用的橡胶材料与上述的基底构件11中所用的橡胶材料同样，是从由硅酮橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、聚异丁烯、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯、丙烯酸橡胶、氟橡胶、表氯醇橡胶、聚氨酯橡胶以及天然橡胶等构成的群中选择的至少1种橡胶材料。

导电弹性体12中所用的导电性填料例如是从由Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)、C(碳)、ZnO(氧化锌)、In₂O₃(氧化铟(III))以及SnO₂(氧化锡(IV))等金属材料、PEDOT：PSS(即，由聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)和聚苯乙烯磺酸(PSS)构成的复合物)等导电性高分子材料、金属涂层有机物纤维、金属线(纤维状态)等导电性纤维构成的群中选择的至少1种材料。

图1的(b)是示意表示在图1的(a)的构造体设置导体线13的状态的立体图。

导体线13具有线形状，重叠配置于图1的(a)所示的导电弹性体12的上表面。在本实施方式中，3个导体线13重叠配置于3个导电弹性体12的上表面。3个导体线13与导电弹性体12交叉地沿着导电弹性体12的长边方向(Y轴方向)空开给定的间隔排列配置。各导体线13跨越3个导电弹性体12地在X轴方向上延伸配置。

导体线13例如是带被覆的铜线。导体线13由线状的导电构件、和形成于该导电构件的表面的电介质构成。关于导体线13的结构，随后参考图3的(a)、(b)进行说明。

图2的(a)是示意表示在图1的(b)的构造体设置丝线14的状态的立体图。

在如图1的(b)那样配置导体线13后，各导体线13以能在导体线13的长边方向(X轴方向)上移动的方式通过丝线14与基底构件11连接。在图2的(a)所示的示例中，12个丝线14在导电弹性体12和导体线13重叠的位置以外的位置将导体线13连接到基底构件11。丝线14由化学纤维、天然纤维或这些的混合纤维等构成。

图2的(b)是示意表示在图2的(a)的构造体设置有基底构件15的状态的立体图。

从图2的(a)所示的构造体的上方(Z轴正侧)设置基底构件15。基底构件15是绝缘性的构件。基底构件15例如是从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯以及聚酰亚胺等构成的群中选择的至少1种树脂材料。基底构件15可以由与基底构件11相同的材料构成。基底构件15具有与X-Y平面平行的平板形状，在俯视观察下具有与基底构件11相同的大小以及形状。基底构件15的Z轴方向的厚度例如为0.01mm～2mm。

基底构件15的外周四边利用硅酮橡胶系粘接剂、丝线等与基底构件11的外周四边连接。由此，在基底构件11固定基底构件15。导体线13被导电弹性体12和基底构件15夹持。如此地，如图2的(b)所示那样，载荷传感器1完成。载荷传感器1能在从图2的(b)的状态起表背反转的状态下使用。

图3的(a)以及图3的(b)是示意表示在导电弹性体12的X轴方向的中央位置以与Y-Z平面平行的面切断载荷传感器1时的载荷传感器1的截面的图。图3的(a)表示未施加载荷的状态，图3的(b)表示施加载荷的状态。

如图3的(a)、(b)所示那样，导体线13由导电构件13a、和形成于导电构件13a的电介质13b构成。导电构件13a是有导电性的线状的构件。电介质13b将导电构件13a的表面被覆。导电构件13a例如由铜构成。导电构件13a的直径例如为约60μm。

电介质13b具有电绝缘性，例如由树脂材料、陶瓷材料、金属氧化物材料等构成。电介质13b可以是从由聚丙烯树脂、聚酯树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂)、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等构成的群中选择的至少1种树脂材料，也可以是从由Al₂O₃以及Ta₂O₅等构成的群中选择的至少1种金属氧化物材料。

如图3的(a)所示那样，在未施加载荷的情况下，施加在导电弹性体12与导体线13之间的力、以及施加在基底构件15与导体线13之间的力大致为零。如图3的(b)所示那样，若从该状态起对基底构件11的Z轴负侧的面施加载荷，则导电弹性体12以及基底构件11就通过导体线13发生变形。

如图3的(b)所示那样，导体线13通过载荷的赋予而靠近导电弹性体12，以使得被导电弹性体12包裹。与此相伴，导体线13与导电弹性体12的接触面积增加。由此，导电构件13a与导电弹性体12之间的静电容发生变化。通过检测导电构件13a与导电弹性体12之间的静电容，来取得赋予给该区域的载荷。

图4是示意表示载荷传感器1的内部的结构的俯视图。在图4中，为了方便，省略丝线14以及基底构件15的图示。

如图4所示那样，在3个导电弹性体12与3个导体线13相交的位置形成静电容对应于载荷而变化的元件部A11、A12、A13、A21、A22、A23、A31、A32、A33。各元件部包含导电弹性体12与导体线13的交点近旁的导电弹性体12以及导体线13。

在各元件部中，导体线13构成静电容的一个极(例如阳极)，导电弹性体12构成静电容的另一个极(例如阴极)。即，导体线13内的导电构件13a(参考图3的(a)、(b))构成载荷传感器1(静电容型载荷传感器)的一个电极，导电弹性体12构成载荷传感器1(静电容型载荷传感器)的另一个电极，导体线13中所含的电介质13b(参考图3的(a)、(b))在载荷传感器1(静电容型载荷传感器)中与规定静电容的电介质对应。

若对各元件部在Z轴方向上施加载荷，则导体线13就被导电弹性体12包入。由此，导体线13与导电弹性体12的接触面积发生变化，该导体线13与该导电弹性体12之间的静电容发生变化。导体线13的X轴负侧的端部以及设置于导电弹性体12的线缆12a的Y轴负侧的端部与参考图5后述的检测电路2连接。

若对元件部A11施加载荷，则在元件部A11中，隔着电介质13b，导体线13的导电构件13a与导电弹性体12的接触面积增加。在该情况下，通过检测最靠X轴负侧的导电弹性体12与最靠Y轴正侧的导体线13之间的静电容，能算出在元件部A11施加的载荷。同样地，在其他元件部中，也能通过检测在该其他元件部相交的导电弹性体12与导体线13之间的静电容，来算出赋予给该其他元件部的载荷。

图5是表示检测各元件部的静电容的检测电路2的结构的电路图。在图5中，为了方便，作为载荷传感器1的结构而仅图示导体线13和导电弹性体12，导电弹性体12图示为线状。

检测电路2具备第1检测电路20、第2检测电路30、第1切换电路40和第2切换电路50。检测电路2是用于对载荷传感器1检测导体线13与导电弹性体12的交叉位置的静电容的变化的电路。

第1检测电路20具备开关21、电阻22、等电位生成部23、开关24、25、电阻26和电压测定端子27。

开关21的一个端子与后述的载荷检测装置4的VCC电源供给线路连接，开关21的另一个端子与电阻22连接。电阻22配置于开关21与多个导体线13之间。在电阻22的下游侧端子连接有供给线路L11。

供给线路L11与第1切换电路40、等电位生成部23、电阻26以及电压测定端子27连接。等电位生成部23的输出侧端子与供给线路L12连接。等电位生成部23是运算放大器，输出侧端子和输入侧的负端子相互连接。等电位生成部23生成与供给线路L11的电位(电阻22的下游侧的电位)相等电位的抑制电压。

供给线路L12与等电位生成部23以及第2切换电路50连接。开关24是包含介插于供给线路L12与接地线路L13之间的电阻分量的电气元件。在图5中，为了方便，将开关24的切换功能示出为开关部24a，将开关24的电阻分量图示为电阻部24b。若开关部24a被设定为接通状态，则供给线路L12经由电阻部24b与接地线路L13连接。

开关25介插于供给线路L11与接地线路L13之间。若开关25被设定为接通状态，则供给线路L11经由电阻26与接地线路L13连接。电压测定端子27与后述的控制电路3连接。

第2检测电路30是与第1检测电路20同样的结构。第2检测电路30具备开关31、电阻32、等电位生成部33、开关34、35、电阻36和电压测定端子37。

供给线路L21与第2切换电路50、等电位生成部33、电阻36以及电压测定端子37连接。等电位生成部33的输出侧端子与供给线路L22连接。等电位生成部33是运算放大器，生成与供给线路L21的电位(电阻32的下游侧的电位)相等电位的抑制电压。

供给线路L22与等电位生成部23以及第1切换电路40连接。开关34是包含介插于供给线路L22与接地线路L23之间的电阻分量的电气元件。为了方便，将开关34的切换功能示出为开关部34a，将开关34的电阻分量图示为电阻部34b。若开关部34a被设定为接通状态，则供给线路L12经由电阻部34b与接地线路L23连接。

开关35介插于供给线路L21与接地线路L23之间。若开关35被设定为接通状态，则供给线路L21经由电阻36与接地线路L23连接。电压测定端子37与后述的控制电路3连接。

第1切换电路40将用于供给电阻22的下游侧的电位的供给线路L11以及用于供给抑制电压的供给线路L22的任一者选择性地与多个导体线13(导电构件13a)连接。

具体地，第1切换电路40具备3个多路复用器41。3个多路复用器41分别与3个导体线13(导电构件13a)对应地设置。在各多路复用器41的输出侧端子连接导体线13的导电构件13a。各多路复用器41的输入侧端子设有2个。在一个输入侧端子连接供给线路L11，对该输入侧端子经由供给线路L11以及电阻22从VCC电源供给线路施加电压。多路复用器41的另一个输入侧端子与供给线路L22连接，对该输入侧端子经由供给线路L22从等电位生成部23施加抑制电压。

第2切换电路50将用于供给抑制电压的供给线路L12以及用于供给电阻32的下游侧的电位的供给线路L21的任一者选择性地与导电弹性体12(线缆12a)连接。

具体地，第2切换电路50具备3个多路复用器51。3个多路复用器51分别与3个导电弹性体12(线缆12a)对应地设置。在各多路复用器51的输出侧端子连接有与导电弹性体12连接的线缆12a。各多路复用器51的输入侧端子设有2个。在一个输入侧端子连接供给线路L12，对该输入侧端子经由供给线路L12从等电位生成部23施加抑制电压。对多路复用器51的另一个输入侧端子经由供给线路L21供给电阻32的下游侧的电位。

开关21、31、开关部24a、34a、开关25、35以及多路复用器41、51的切换如后述那样由控制电路3(参考图6)控制。

图6是表示载荷检测装置4的结构的框图。

载荷检测装置4除了载荷传感器1以及检测电路2以外还具备控制电路3。

控制电路3具备微型计算机、CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等运算处理电路、和保持这些运算处理电路所执行的程序的存储器。存储器还作为程序执行时的工作区域而利用。控制电路3可以包含多个运算处理电路，此外，也可以包含FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)。

控制电路3控制图5所示的第1检测电路20以及第2检测电路30的开关21、24、25、31、34、35、和第1切换电路40以及第2切换电路50的多路复用器41、51。此外，控制电路3依次取得经由第1检测电路20以及第2检测电路30的电压测定端子27、37而取得的各元件部的电位信号，对所取得的电位信号进行AD变换来生成电位数据。

进而，控制电路3基于各元件部的电位数据来算出载荷传感器1的各元件部的静电容。然后，控制电路3基于各元件部的静电容来取得赋予给各元件部的载荷。然后，控制电路3将所取得的各元件部的载荷随时发送到管理装置等上位装置。

图7～图9是表示载荷检测时的第1检测电路20、第2检测电路30、第1切换电路40以及第2切换电路50的状态的图。

在图7～图9中，将图7所示的元件部A11设为检测对象。在针对1个元件部的静电容的检测中，控制电路3执行准备期间、检测期间以及放电期间的各期间中的控制。准备期间、检测期间以及放电期间按该顺序连续。若准备期间、检测期间以及放电期间的1循环结束，就重复执行下一循环。

图7表示准备期间中的第1检测电路20、第2检测电路30、第1切换电路40以及第2切换电路50的状态。

在准备期间中，第1检测电路20的开关21、24、25开放。此外，第2检测电路30的开关31闭合，开关34、35开放。在此，由于元件部A11是检测对象，因此，第1切换电路40仅将最上侧的多路复用器41与供给线路L11连接，将其他多路复用器41与供给线路L22连接。此外，第2切换电路50仅将最左侧的多路复用器51与供给线路L21连接，将其他多路复用器51与供给线路L12连接。

图8表示检测期间中的第1检测电路20、第2检测电路30、第1切换电路40以及第2切换电路50的状态。

在从准备期间过渡到检测期间的定时，第1检测电路20的开关21闭合。此外，第2检测电路30的开关31开放，开关35闭合。第1切换电路40以及第2切换电路50维持准备期间的状态。

图9表示放电期间中的第1检测电路20、第2检测电路30、第1切换电路40以及第2切换电路50的状态。

在从检测期间过渡到放电期间的定时，第1检测电路20的开关21开放，开关24、25闭合。第2检测电路30的开关31、35维持图8的检测期间的状态，开关34闭合。第1切换电路40以及第2切换电路50维持准备期间以及检测期间的状态。

若放电期间结束，就将元件部A12作为检测对象而过渡到下一准备期间。这时，第1检测电路20的开关21、24、25以及第2检测电路30的开关31、34、35设定为图7的状态。进而，伴随检测对象过渡到元件部A12，在第2切换电路50中，中央的多路复用器51与供给线路L21连接，其他多路复用器51与供给线路L12连接。

在之后的检测期间以及放电期间中，进行与上述同样的控制。然后，在接着该放电期间的下一循环的准备期间中，第2切换电路50将最右侧的多路复用器51与供给线路L21连接，将其他多路复用器51与供给线路L12连接。之后，针对最上侧的导体线13与最右侧的导电弹性体12的交叉位置的元件部(元件部A13)，执行与上述同样的控制。

如此地，若针对最上侧的导体线13与3个导电弹性体12的交叉位置的元件部(元件部A11～A13)的控制完成，就过渡到针对中央的导体线13与3个导电弹性体12的交叉位置的元件部(元件部A21～A23)的控制。

在该情况下，从图7～图9的状态起仅变更第1切换电路40的状态。即，第1切换电路40将中央的多路复用器41与供给线路L11连接，将其他多路复用器41与供给线路L22连接。该切换在针对中央的导体线13与最左侧的导电弹性体12的交叉位置(元件部A21)的准备期间执行。在该状态下，与上述同样，进行针对中央的导体线13与3个导电弹性体12的交叉位置的元件部(元件部A21～A23)的控制。

之后，对最下侧的导体线13与3个导电弹性体12的交叉位置的元件部(元件部A31～A33)执行同样的控制。若该控制完成，就回到图7的状态，进行针对最上侧的导体线13与3个导电弹性体12的交叉位置的元件部(元件部A11～A13)的控制。之后的控制与上述同样。

图10的(a)是表示第1检测电路20的紧接开关21之后的电压(第1供给电压)、和电压测定端子27中呈现的电压(第1检测电压)的时序图。在图10的(a)的上层示出第1供给电压的时间的变化，在图10的(a)的下层示出第1检测电压的时间的变化。

图10的(b)是表示第2检测电路30的紧接开关31之后的电压(第2供给电压)、和电压测定端子37中呈现的电压(第2检测电压)的时序图。在图10的(b)的上层表示第2供给电压的时间的变化，在图10的(b)的下层表示第2检测电压的时间的变化。

在图10的(a)、(b)中，期间T11、T12、T13分别是上述的准备期间、检测期间以及放电期间。在图10的(a)、(b)中，在放电期间T13接续下一循环中的准备期间T21以及检测期间T22。到时刻t1为止是准备期间T11，时刻t1～t2是检测期间T12，时刻t2～t3是放电期间T13。此外，时刻t3～t4是下一循环的准备期间T21，时刻t4～t5是下一循环的检测期间T22。

在此，准备期间T11、检测期间T12以及放电期间T13在检测对象的元件部是元件部A11的情况下设定，准备期间T21以及检测期间T22在检测对象的元件部是元件部A12的情况下设定。

如图7所示那样，在准备期间T11中，第1检测电路20的开关21开放，开关24、25也开放。因此，如图10的(a)所示那样，在准备期间T11中，紧接开关21之后的第1供给电压为零电平，电压测定端子27的第1检测电压也为零电平。

另一方面，在准备期间T11中，如图7所示那样，第2检测电路30的开关31闭合，开关34、35开放。因此，在准备期间T11中，如图10的(b)所示那样，紧接开关31之后的第2供给电压为电压VCC，电压测定端子37的第2检测电压也为电压VCC。

在接着准备期间T11的检测期间T12中，如图8所示那样，第1检测电路20的开关21闭合，开关24、25开放。因此，在检测期间T12中，如图10的(a)所示那样，紧接开关21之后的第1供给电压为电压VCC。

此外，通过开关21闭合，经由检测对象的元件部A11的导体线13进行针对该元件部A11的充电。这时，对位于与元件部A11相同的行的其他2个元件部A12、A13的导电弹性体12从等电位生成部23施加与供给线路L11相同的电位。因此，不发生针对其他2个元件部A12、A13的充电。由此，如图10的(a)所示那样，检测期间T12中电压测定端子27中呈现的第1检测电压以由电阻22和检测对象的元件部A11的静电容规定的时间常数逐渐增加。

另一方面，在检测期间T12中，如图8所示那样，第2检测电路30的开关31开放，开关35闭合。因此，在检测期间T12中，如图10的(b)所示那样，紧接开关31之后的第2供给电压为零。此外，通过开关35闭合，检测对象的元件部A11的导电弹性体12经由开关35以及电阻36与接地连接。由此，经由元件部A11的导电弹性体12进行针对该元件部A11的放电。这时，对位于与元件部A11相同的列的其他2个元件部(最左侧的导电弹性体12与中央以及最下侧的导体线13的交叉位置的元件部)的导体线13从等电位生成部33施加与供给线路L21相同的电位。因此，不发生针对其他2个元件部A12、A13的放电。由此，如图10的(b)所示那样，检测期间T12中在电压测定端子37中呈现的第2检测电压以由电阻36和检测对象的元件部A11的静电容规定的时间常数逐渐减少。

在此，第1检测电路20的电阻22和第2检测电路30的电阻36设定为相同值。因此，第1检测电路20中的充电时的时间常数和第2检测电路30中的放电时的时间常数大致相同。因此，如图10的(a)、(b)所示那样，第1检测电压从零增加至VCC的期间与第2检测电压从VCC减少至零的期间大致相同。

在接着检测期间T12的放电期间T13中，如图9所示那样，第1检测电路20的开关21开放，开关24、25闭合。

因此，在放电期间T13中，如图10的(a)所示那样，紧接开关21之后的第1供给电压下降到零电平。此外，通过开关25闭合，检测对象的元件部A11的导体线13经由开关25以及电阻26与接地连接。由此，经由导体线13进行针对该元件部A11的放电。这时，针对与元件部A11相同的行的其他2个元件部A12、A13，也经由最上侧的导体线13进行放电。

在此，电阻26的电阻值设定得比电阻22的电阻值显著小。因此，该放电时的时间常数变小。由此，如图10的(a)所示那样，在放电期间T13的开始后，第1检测电压瞬时下降到零电平。

另一方面，在放电期间T13中，如图9所示那样，第2检测电路30的开关31、35维持图8的状态，开关34闭合。因此，在放电期间T13中，如图10的(b)所示那样，第2供给电压维持在零电平，第2检测电压也维持在零电平。

之后，过渡到下一元件部A12的准备期间T21。由此，第1检测电路20的开关21、24、25设定为图7的状态。因此，如图10的(a)所示那样，准备期间T21中的第1供电电压以及第1检测电压维持在零电平。

另一方面，伴随从放电期间T13向准备期间T21的过渡，第2检测电路30的开关31、34、35设定为图7的状态。此外，在第2切换电路50中，中央的多路复用器51与供给线路L21连接，其他多路复用器51与供给线路L12连接。因此，在准备期间T21中，如图10的(b)所示那样，紧接开关31之后的第2供给电压上升到电压VCC。此外，通过开关31闭合，经由下一检测对象的元件部A12的导电弹性体12进行针对该元件部A12的充电。这时，对位于与元件部A12相同的列的其他2个元件部(中央的导电弹性体12与中央以及最下侧的导体线13的交叉位置的元件部)的导体线13从等电位生成部33施加与供给线路L21相同的电位。因此，不发生针对这些其他元件部A12、A13的充电。

在此，电阻32的电阻值设定得比电阻36的电阻值显著小。因此，该充电时的时间常数变小。由此，如图10的(b)所示那样，在准备期间T21的开始后，第2检测电压瞬时上升到电压VCC。以后，对第1检测电路20以及第2检测电路30从控制电路3进行与上述同样的控制。

在此，如上述那样，元件部A11的静电容成为与赋予给元件部A11的载荷相应的大小。另一方面，在检测期间T12中，第1检测电压以与电阻22和元件部A11的静电容相应的时间常数进行变化，第2检测电压以与电阻36和元件部A11的静电容相应的时间常数进行变化。因此，例如，从检测期间T12的开始时刻t1起经过一定时间ΔT的时刻t11的第1检测电压的电压值V1成为与元件部A11的静电容相应的值。同样地，时刻t11的第2检测电压的电压值V2成为与元件部A11的静电容相应的值。

因而，例如，能根据时刻t11的第1检测电压的电压值V1和第1检测电路20的电阻22的电阻值来算出元件部A11的静电容的值。此外，能从所算出的静电容的值取得赋予给元件部A11的载荷的大小。针对元件部A12，也同样能根据时刻t41的第1检测电压的电压值来算出元件部A12的静电容，能取得赋予给元件部A12的载荷。

但是，例如若在载荷传感器1的周围存在金属、电介质，则有时就会在电阻22后级的第1检测电压上叠加噪声。在该情况下，若基于第1检测电压并通过上述的处理来检测静电容，就有可能因叠加的噪声而不能精度良好地检测各元件部的静电容。

图11的(a)是示意表示在从第1检测电路20的电压测定端子27输出的第1检测电压上叠加了噪声的状态的时序图。图11的(b)是示意表示在从第2检测电路30的电压测定端子37输出的第2检测电压上叠加了噪声的状态的时序图。

如图11的(a)所示那样，若在静电容的检测定时即时刻t11在第1检测电压上叠加噪声，则时刻t11的第1检测电压的电压值从正规的电压值V1起发生变动。因此，不能基于第1检测电压适当地算出元件部A11的静电容，结果，赋予给元件部A11的载荷的检测精度会降低。

为了消除这样的问题，在本实施方式中，将第2检测电压同第1检测电压一起使用，来进行针对各元件部的静电容的算出。具体地，控制电路3基于差动电压来检测各元件部的静电容，其中，该差动电压通过将使从第2检测电路30输出的第2检测电压在电压VCC与接地之间反转而得到的电压加在从第1检测电路20输出的第1检测电压上来获得。

图12的(a)～图12的(d)是表示通过第1检测电压以及第2检测电压来生成差动电压的处理的一例的时序图。

如图12的(a)、(b)所示那样，因存在于载荷传感器1的周围的金属、电介质而产生的噪声在第1检测电压以及第2检测电压中以大致相同的定时以及大致相同的波形产生。

控制电路3使从第2检测电路30的电压测定端子27输入的第2检测电压降低电压VCC来生成补正电压。如图12的(c)所示那样，关于补正电压，成为与第2检测电压相同的波形在负的范围内变化的波形。控制电路3进行从第1检测电压减去补正电压的处理来算出差动电压。通过该减法运算，补正电压向正侧反转，并加在第1检测电压上。由此，在第1检测电压上叠加的噪声和在第2检测电压上叠加的噪声抵消，如图12的(d)所示那样，差动电压成为具有第1检测电压的2倍的电压值的波形。

控制电路3基于这样生成的差动电压来算出各元件部的静电容。具体地，控制电路3取得在静电容的检测定时(例如时刻t11)的差动电压的电压值(例如V3)上乘以1/2而得到的值，作为与检测对象的元件部的静电容相应的电压值。进而，控制电路3根据所取得的电压值和第1检测电路20的电阻22的电阻值来算出该元件部的静电容。然后，控制电路3基于所算出的静电容来取得赋予给该元件部的载荷。

另外，取得图12的(d)所示的差动电压的方法并不限于上述的方法。例如，也可以取代补正电压而使第2检测电压在接地与电压VCC之间反转来算出电压，并将该电压加在第1检测电压上来取得差动电压。

此外，在图12的(a)～(d)中，为了说明方便，针对准备期间、检测期间以及放电期间的全部，图示了第1检测电压、第2检测电压、补正电压以及差动电压的波形，但控制电路3也可以不必一定针对全部期间进行差动电压的生成，至少在静电容的检测定时进行差动电压的生成即可。

例如，控制电路3也可以仅在静电容的检测定时进行差动电压的生成。在该情况下，控制电路3从静电容的检测定时(例如时刻t11)的第2检测电压的电压值减去电压VCC来算出补正电压的电压值，从该检测定时(例如时刻t11)的第1检测电压的电压值减去所算出的电压值，来取得该检测定时(例如时刻t11)的差动电压的电压值。然后，控制电路3取得在所取得的差动电压的电压值上乘以1/2而得到的值，作为与检测对象的元件部的静电容相应的电压值，进而，根据所取得的电压值、和第1检测电路20的电阻R22的电阻值来算出该元件部的静电容。控制电路3基于这样算出的静电容来取得赋予给该元件部的载荷。

<实施方式的效果>

根据本实施方式，起到以下的效果。

如图5所示那样，载荷检测装置4具备：第1检测电路20，对元件部的一个电极(导体线13的导电构件13a)进行给定电压(VCC)的充电以及充电电压的放电，并输出充电期间(检测期间T12)中的元件部的电压(第1检测电压)；和第2检测电路30，与第1检测电路20中的充电以及放电并行地对元件部的另一个电极(导电弹性体12)进行从给定电压(VCC)起的放电以及给定电压(VCC)的充电，并输出放电期间(检测期间T12)中的元件部的电压。然后，如图12的(a)～图12的(d)所示那样，控制电路3基于差动电压来检测元件部的静电容，其中，该差动电压通过将使从第2检测电路30输出的第2检测电压在给定电压(VCC)与接地之间反转而得到的电压加在从第1检测电路20输出的第1检测电压上来获得。由此，分别叠加在第1检测电压以及第2检测电压上的噪声抵消，如图12的(d)所示那样，差动电压抑制了噪声。因而，能基于该差动电压来精度良好地检测与元件部的载荷相应的静电容，结果，能精度良好地检测赋予给各元件部的载荷。

如图3的(a)、(b)以及图4所示那样，元件部A11～A33具备：导电弹性体12；线状的导电构件13a；和介于导电弹性体12与导电构件13a之间的电介质13b。此外，如图8以及图10的(a)、(b)所示那样，第1检测电路20针对导电弹性体12以及导电构件13a(导体线13)的一者输出检测期间T12(充电期间)中的第1检测电压，第2检测电路30针对导电弹性体12以及导电构件13a(导体线13)的另一者输出检测期间T12(放电期间)中的第2检测电压。由此，从第1检测电路20以及第2检测电路30输出图10的(a)、(b)所示的波形的第1检测电压以及第2检测电压。因而，通过对这些波形进行图12的(a)～(d)所示的处理，能生成将噪声抵消的差动电压，能精度良好地检测与各元件部的载荷相应的静电容。

如图8所示那样，在载荷传感器1配置有多个元件部，第1检测电路20以及第2检测电路30对给检测对象的元件部A11中的第1检测电压以及第2检测电压的变化带来影响的其他元件部(与元件部A11相同的行以及相同的列中所含的元件部)的导电弹性体12以及导电构件13a(导体线13)施加用于抑制针对第1检测电压以及第2检测电压的变化的影响的电压(从等电位生成部23、33输出的电压)。由此，能使与检测对象的元件部A11的静电容相应的第1检测电压以及第2检测电压从第1检测电路20以及第2检测电路30分别适当地输出，能精度良好地检测元件部A11的静电容。

<变更例1>

在上述实施方式中，如图12的(a)～(d)所示那样，第2检测电压为了噪声的抑制而使用。与此相对，在变更例1中，第2检测电压为了进一步检测元件部的异常而使用。

图13的(a)～图13的(c)是表示使用第2检测电压来检测元件部的异常的方法的时序图。

如上述那样，由于第1检测电路20的电阻22和第2检测电路30的电阻32的电阻值相同，因此，针对检测对象的元件部的基于第1检测电路20的充电时的时间常数、和针对该元件部的基于第2检测电路30的放电时的时间常数相互大致相同。因此，如图13的(a)、(b)所示那样，第1检测电压以及第2检测电压的波形成为除放电期间T13以外关于表示电压VCC的半值的直线大致对称的形状。

因此，若在除放电期间T13以外的各时刻算出第1检测电压与第2检测电压的中间值，则如图13的(c)所示那样，该中间值成为电压VCC的半值附近的值。但例如若在构成元件部的电极的导电弹性体12以及导电构件13a的一者或两者产生不良状况，则第1检测电压以及第2检测电压的波形相对于表示电压VCC的半值的直线的对称性就会破坏。在该情况下，第1检测电压与第2检测电压的中间值从电压VCC的半值偏离。因此，通过检测该偏离，能检测到在导电弹性体12或导电构件13a中产生了某些异常。

在变更例1中，基于这样的原理来检测元件部的异常。

图14是表示用于检测元件部的异常的处理的流程图。

控制电路3在除放电期间以外的期间在以固定的时间间隔设定的检测定时算出第1检测电压与第2检测电压的中间值(S11)，判定中间值是否从基准值Vt偏离(S12)。在此，基准值Vt设定为电压VCC的半值。此外，在步骤S12，在中间值与基准值Vt的差分处于会在正常动作时产生的容许范围以内的情况下，判定成为“否”，若差分从容许范围脱离，则判定成为“是”。

在步骤S12的判定为“是”的情况下，控制电路3将错误标志设定为1(S13)，将处理前进到步骤S15。另一方面，在步骤S12的判定为“否”的情况下，控制电路3将错误标志设定为0(S14)，将处理前进到步骤S11，进行下一检测定时的处理。

在步骤S15，控制电路3判定错误标志为1的状态是否连续给定次数。在此，给定次数设定为能防止噪声导致的误判定的次数。即，给定次数设定成与比能设想的噪声的期间长的期间对应，以使得在中间值因噪声而突发地从基准值Vt偏离的情况下，不将其判定为元件部的异常。

在步骤S15的判定为“否”的情况下，控制电路3将处理前进到步骤S11，进行下一检测定时的处理。另一方面，在步骤S15的判定为“是”的情况下，控制电路3判定为在元件部(元件部中交叉的导电弹性体12或导电构件13a)中发生了异常，将表示这一情况的信号发送到上位装置(S16)。之后，控制电路3将载荷的测量处理结束(S17)。

根据变更例2的结构，如图13的(a)～(c)所示那样，基于第1检测电压与第2检测电压的关系是否正常，即，基于第1检测电压以及第2检测电压的波形是否除放电期间以外关于表示电压VCC的半值的直线为对称，来检测元件部的异常。由此，能适当地检测元件部的异常，能避免在异常的状态下继续检测载荷。

此外，如图14所示那样，控制电路3比较第1检测电压与第2检测电压的中间值、和给定的基准值Vt，来判定元件部的异常。由此，能简单且顺畅地判定元件部的异常。

另外，判定第1检测电压与第2检测电压的关系是否正常的方法并不限于上述方法。例如，也可以在使第2检测电压在电压VCC与接地之间反转而得到的电压与第1检测电压的差分除放电期间以外超过0附近的给定的容许范围的情况下，判定为第1检测电压与第2检测电压的关系成为异常。

<变更例2>

在上述实施方式中，使用从第1检测电压以及第2检测电压生成的差动电压来检测各元件部的静电容。与此相对，在变更例2中，对应于在第1检测电压上叠加的噪声的状态来切换第1模式和第2模式，其中，在第1模式中，通过与上述实施方式同样的处理来检测各元件部的静电容，在第2模式中，仅使第1检测电路20以及第2检测电路30当中的第1检测电路20动作，来从第1检测电压检测各元件部的静电容。

图15是表示变更例2所涉及的载荷检测处理的流程图。

控制电路3判定当前的状况是否处于易于对第1检测电压叠加给静电容的检测带来影响的噪声的状况(S21)。

步骤S21的判定例如使用配置于载荷传感器1的元件部当中的最初设为检测对象的元件部(例如元件部A11)来进行。控制电路3对该元件部仅使第1检测电路20动作来进行1循环(准备期间、检测期间、放电期间)的虚设处理。然后，控制电路3基于在虚设处理的放电期间从第1检测电路20输出的第1检测电压的状态来判定当前的噪声的状况。

即，若在放电期间的第1检测电压上叠加有噪声，则本来处于零电平的放电期间的第1检测电压对应于噪声而变动。控制电路3从放电期间的第1检测电压多次(例如数十次)取得电压值，基于所取得的电压值来判定当前的状况是否是易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况。

例如，控制电路3算出从放电期间取得的第1检测电压的电压值群的平均值，在该平均值超过给定的阈值的情况下，判定为当前的状况处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况。或者，控制电路3在这些电压值群当中的超过给定阈值的电压值的数量超过阈值次数的情况下，判定为当前的状况处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况。或者，控制电路3在上述电压值群的最大值超过给定的阈值的情况下，判定为当前的状况处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况。

在步骤S21，控制电路3例如通过这些判定方法的1个或组合来判定当前的状况是否处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况。

在使用某1个判定方法的情况下，控制电路3通过该判定方法，在当前的状况处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况的情况下，将接着步骤S21的步骤S22的判定设为“是”，在这以外的情况下，将步骤S22的判定设为“否”。

此外，在将这些判定方法组合多个来使用的情况下，控制电路3例如通过至少1个判定方法，在当前的状况处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况的情况下，将步骤S22的判定设为“是”，在这以外的情况下，将步骤S22的判定设为“否”。

如此地，控制电路3通过利用了1个元件部的虚设处理来判定当前的状况是否处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况(S22)。然后，控制电路3在当前的状况处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况的情况下(S22：“是”)，将载荷检测的模式设定为第1模式(S23)，在当前的状况并未处于易于在第1检测电压上叠加高的噪声的状况的情况下(S22：“否”)，将载荷检测的模式设定为第2模式(S24)。

在设定了第1模式的情况下，控制电路3与上述实施方式同样，使第1检测电路20以及第2检测电路30动作，基于差动电压来检测检测对象的元件部的静电容。另一方面，在设定了第2模式的情况下，控制电路3仅使第1检测电路20以及第2检测电路30当中的第1检测电路20动作，基于第1检测电压来检测检测对象的元件部的静电容(S22)。

在第2模式的处理中，例如如图10的(a)所示那样，基于从检测期间的开始时起经过了一定时间ΔT的时间点的第1检测电压的电压值V1、和第1检测电路20的电阻22的电阻值，来算出检测对象的元件部的静电容。

控制电路3通过这样设定的模式对最初设为检测对象的元件部(例如元件部A11)进行静电容的检测处理(S25)。进而，控制电路3基于检测到的静电容来取得检测对象的元件部的载荷(S26)。然后，控制电路3对配置于载荷传感器1的全部元件部判定是否进行了静电容的检测和载荷的取得(S27)。在步骤S27的判定为“否”的情况下，控制电路3将检测对象的元件部变更为下一元件部(例如元件部A12)(S28)，对该元件部进行步骤S25以后的处理。在该情况下，也维持由虚设处理设定的模式(第1模式或第2模式)。

如此地，若对配置于载荷传感器1的全部元件部进行了静电容的检测和载荷的取得(S27：“是”)，则控制电路3就判定载荷的测量处理是否结束(S29)。在载荷的测量处理未结束的情况下(S29：“否”)，控制电路3使处理回到步骤S21，执行同样的处理。控制电路3在直至载荷的测量结束为止的期间(S29：“否”)，重复执行步骤S21～S28的处理。之后，若载荷的测量结束(S29：“是”)，则控制电路3就结束图15的处理。

根据变更例2的结构，基于在第1检测电压上叠加的噪声的状况来选择性地执行第1模式以及第2模式。即，在当前的状况处于易于在第1检测信报上叠加高的噪声的状况的情况下(S22：“是”)，执行使第1检测电路20以及第2检测电路30动作来检测各元件部的静电容以及载荷的第1模式，在当前的状况并未处于易于在第1检测信报上叠加高的噪声的状况的情况下(S22：“否”)，执行仅使第1检测电路20动作来检测各元件部的静电容以及载荷的第2模式。由此，能在抑制载荷检测装置4的消耗电力的同时合适地检测各元件部的载荷。

<其他变更例>

在上述实施方式中，第1检测电路20对元件部的一个电极即导电构件13a进行充电以及放电，第2检测电路30对元件部的另一个电极即导电弹性体12进行充电以及放电，但也可以构成检测电路2，以使得第1检测电路20对导电弹性体12进行充电以及放电，第2检测电路30对导电构件13a进行充电以及放电。

此外，在上述实施方式中，3列以及3行排列的9个元件部配置于载荷传感器1，但载荷传感器1中的元件部的配置并不限于此。例如，也可以以3列以及3行以外的列以及行的数量将多个元件部配置于载荷传感器1，还可以仅在1个行配置多个元件部。此外，也可以在载荷传感器1仅配置1个元件部。

此外，第1检测电路20以及第2检测电路30的结构并不限于图5所示的结构。只要能在并行进行针对元件部的一个电极的充电以及放电、和针对元件部的另一个电极的放电以及充电的同时，分别输出针对一个电极的受电时的该电极的电压以及针对另一个电极的放电时的该电极的电压，第1检测电路20以及第2检测电路30的结构就能适宜变更。

此外，第1切换电路40以及第2切换电路50由多路复用器41、51构成，但第1切换电路40以及第2切换电路50也可以由多路复用器以外的切换电路构成。

此外，在上述实施方式中，导体线13由带被覆的铜线构成，但并不限于此，也可以由以铜以外的物质形成的线状的导电构件、和将该导电构件被覆的电介质构成。此外，导电构件也可以由绞线构成。

此外，在上述实施方式中，仅在基底构件11的Z轴正侧的面设有导电弹性体12，但也可以还在基底构件15的Z轴负侧的面设置导电弹性体。在该情况下，基底构件15侧的导电弹性体与基底构件11侧的导电弹性体12同样地构成，配置成俯视观察下将导体线13夹持地与导电弹性体12重叠。并且，从基底构件15侧的导电弹性体引出的线缆与从在Z轴方向上对置的导电弹性体12引出的线缆12a连接。如此地，若相对于导体线13上下设置导电弹性体，则元件部中的静电容的变化就与上下的导电弹性体对应地成为大致2倍，因此，能提高对元件部施加的载荷的检测灵敏度。

此外，在上述实施方式中，被覆导电构件13a的外周地对导电构件13a形成电介质13b，但也可以取而代之，将电介质13b形成于导电弹性体12的上表面。在该情况下，对应于载荷的赋予，导电构件13a相对于导电弹性体12以及电介质13b被包裹地陷入，导电构件13a与导电弹性体12之间的接触面积发生变化。由此，与上述实施方式同样，能检测赋予给元件部的载荷。

此外，在上述实施方式中，通过导电弹性体12与导体线13交叉来构成元件部，但元件部的结构并不限于此。例如，也可以通过由半球状的导电弹性体和平板状的电极夹持电介质的结构来构成元件部。在该情况下，电介质可以形成于与导电弹性体对置的电极的表面，也可以形成于半球状的导电弹性体的表面。

此外，在变更例1中，在除放电期间以外的期间对中间值和基准值进行比较来判定元件部的异常，但为了判定元件部的异常而比较中间值和基准值的期间并不限于此。例如，也可以仅在检测期间比较中间值和基准值，来判定元件部的异常。

此外，在变更例2中，通过针对1个元件部的虚设处理来判定噪声的状况，但也可以不进行虚设处理，基于实际动作时的第1检测电压来判定噪声的状况。例如，也可以在实际动作时的给定的判定定时，参考放电期间的第1检测电压，基于所参考的第1检测电压的变化状态来判定这时的噪声的状况。在该情况下，对应于所判定的噪声的状况来选择性地设定第1模式和第2模式，之后，在直至在下一判定定时再设定模式为止的期间，在所设定的模式下检测各元件部的静电容。

此外，在变更例2中，第2模式下的静电容的检测使用第1检测电压来进行，但第2模式下的静电容的检测也可以使用第2检测电压来进行。在该情况下，在第2模式下，仅使第1检测电路以及第2检测电路当中的第2检测电路动作，来从第2检测电压检测元件部的静电容。

除此以外，本发明的实施方式能在权利要求书所示的技术思想的范围内适宜进行各种变更。

附图标记的说明

1载荷传感器

3控制电路

4载荷检测装置

12导电弹性体(电极)

13a导电构件(电极)

20第1检测电路

30第2检测电路

A11～A16元件部。

Claims (6)

1.一种载荷检测装置，具备：

载荷传感器，具备静电容对应于载荷而变化的元件部；

第1检测电路，对所述元件部的一个电极进行给定电压的充电以及充电电压的放电，并输出充电期间中的所述元件部的电压；

第2检测电路，与所述第1检测电路中的充电以及放电并行地，对所述元件部的另一个电极进行从所述给定电压起的放电以及所述给定电压的充电，并输出放电期间的所述元件部的电压；和

控制电路，基于差动电压来检测所述静电容，所述差动电压通过将使从所述第2检测电路输出的第2检测电压在所述给定电压与接地之间反转而得到的电压加在从所述第1检测电路输出的第1检测电压上来获得。

2.根据权利要求1所述的载荷检测装置，其中，

所述元件部具备导电弹性体、线状的导电构件、和介于所述导电弹性体与所述导电构件之间的电介质，

所述第1检测电路针对所述导电弹性体以及所述导电构件的一者输出所述充电期间中的所述第1检测电压，

所述第2检测电路针对所述导电弹性体以及所述导电构件的另一者输出所述放电期间中的所述第2检测电压。

3.根据权利要求2所述的载荷检测装置，其中，

配置多个所述元件部，

所述第1检测电路以及所述第2检测电路对给检测对象的所述元件部中的所述第1检测电压以及所述第2检测电压的变化带来影响的其他所述元件部的所述导电弹性体以及所述导电构件施加用于抑制针对所述第1检测电压以及所述第2检测电压的变化的影响的电压。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的载荷检测装置，其中，

所述控制电路基于所述第1检测电压与所述第2检测电压的关系是否正常来判定所述元件部的异常。

5.根据权利要求4所述的载荷检测装置，其中，

所述控制电路对所述第1检测电压与所述第2检测电压的中间值、和给定的基准值进行比较，来判定所述元件部的异常。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的载荷检测装置，其中，

所述控制电路具备：

第1模式，基于所述差动电压来检测所述元件部的静电容；和

第2模式，仅使所述第1检测电路以及所述第2检测电路当中的所述第1检测电路动作，来从所述第1检测电压检测所述元件部的静电容，

所述控制电路判定所述第1检测电压的叠加的噪声的状况，基于该判定结果来选择性地执行所述第1模式以及所述第2模式。