DE102018207546A1 - Electronic measuring circuit arrangement for generating a response signal to an excitation signal at an output of the electronic measuring circuit arrangement, electronic measuring device for detecting a capacitive measuring signal and method for detecting a capacitive measuring signal to an electronic measuring device - Google Patents

Electronic measuring circuit arrangement for generating a response signal to an excitation signal at an output of the electronic measuring circuit arrangement, electronic measuring device for detecting a capacitive measuring signal and method for detecting a capacitive measuring signal to an electronic measuring device Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine elektronische Messschaltungsanordnung (1) zum Erzeugen eines Antwortsignals (3) auf ein Anregungssignal (2; 2a; 2b) an einem Ausgang (A) der elektronischen Messschaltungsanordnung (1), umfassend eine Taktgebereinrichtung (4), mittels welcher eine zeitlicheTaktung (t) für das Anregungssignal (2) vorgebbar ist; eine Anregungseinrichtung (5; 5a; 5b), welche mit der Taktgebereinrichtung (4) verbunden ist, und mittels welcher das Anregungssignal (2; 2a; 2b) gemäß der zeitlichen Taktung (t) erzeugbar ist; zumindest einen ersten und einen zweiten elektronischen Messkanal (MK1; MK2), welche mit der Anregungseinrichtung (5; 5a; 5b) verbunden sind und welche jeweils eine Kapazitätsbrücke (KB) umfassen, wobei die Kapazitätsbrücke (KB) einen ersten Messkondensator (C1Ma; C1Mb), einen zweiten Messkondensator (C2Ma; C2Mb), einen ersten Referenzkondensator (C1Ra; C1Rb) und einen zweiten Referenzkondensator (C2Ra; C2Rb) umfasst, wobei der erste Messkondensator (C1Ma; C1Mb) und der zweite Messkondensator (C2Ma; C2Mb) in deren Kapazität durch einen äußeren Einfluss variabel sind und der erste Referenzkondensator (C1Ra; C1Rb) und der zweite Referenzkondensator (C2Ra; C2Rb) eine konstante Kapazität aufweisen, und wobei der erste und der zweite Messkanal (MK1; MK2) ein erstes und ein zweites Teilsignal (3a; 3b) aus dem Anregungssignal (2) erzeugen, wobei alle Teilsignale zum Bilden des Antwortsignals (3) am Ausgang (A) überlagerbar sind.The present invention provides an electronic measuring circuit arrangement (1) for generating a response signal (3) on an excitation signal (2; 2a; 2b) at an output (A) of the electronic measuring circuit arrangement (1), comprising a clock device (4) by means of which a temporal clocking (t) for the excitation signal (2) can be predetermined; an excitation device (5; 5a; 5b) which is connected to the clock device (4) and by means of which the excitation signal (2; 2a; 2b) can be generated according to the temporal clocking (t); at least one first and one second electronic measuring channel (MK1; MK2), which are connected to the excitation device (5; 5a; 5b) and which each comprise a capacitance bridge (KB), wherein the capacitance bridge (KB) comprises a first measuring capacitor (C1Ma; C1Mb ), a second measuring capacitor (C2Ma; C2Mb), a first reference capacitor (C1Ra; C1Rb) and a second reference capacitor (C2Ra; C2Rb), wherein the first measuring capacitor (C1Ma; C1Mb) and the second measuring capacitor (C2Ma; Capacitance are variable by an external influence and the first reference capacitor (C1Ra; C1Rb) and the second reference capacitor (C2Ra; C2Rb) have a constant capacitance, and wherein the first and second measuring channels (MK1; MK2) have a first and a second partial signal ( 3a, 3b) from the excitation signal (2), all sub-signals for forming the response signal (3) being superimposable at the output (A).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Messschaltungsanordnung zum Erzeugen eines Antwortsignals auf ein Anregungssignal an einem Ausgang der elektronischen Messschaltungsanordnung, eine elektronische Messvorrichtung zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals und ein Verfahren zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals an einer elektronischen Messvorrichtung.The present invention relates to an electronic measuring circuit arrangement for generating a response signal to an excitation signal at an output of the electronic measuring circuit arrangement, to an electronic measuring device for detecting a capacitive measuring signal and to a method for detecting a capacitive measuring signal at an electronic measuring device.

Stand der TechnikState of the art

Bei Sensorvorrichtungen wird meist eine Ermittlung eines Messsignals angestrebt, welche möglichst wenig Störeinflüsse, etwa ein geringes Rauschen im Signal, bei der Messung mit sich zieht. Insbesondere betreffend das Internet der Dinge sowie mobile Anwendungen werden Sensoren benötigt, welche eine hohe Genauigkeit aufweisen und energiesparend sind. Für solche Anwendungen sind kapazitive Sensoren besonders gut geeignet, da das Messprinzip selbst keinen Strom zum Messbetrieb erfordert. Des Weiteren wird es ermöglicht Energie einzusparen, indem die Sensoren in einem gepulsten Betrieb betrieben werden. In einem gepulsten Betrieb mit einer pulsförmigen Spannung, etwa mit rechteckigen Profilen, zum Auslesen der Messkapazität des Sensors kann dieser allerdings breitbandig zu mechanischen Schwingungen angeregt werden, wodurch sich ein Einschwingrauschen auf dem Messsignal ergeben kann.When sensor devices, a determination of a measurement signal is usually sought, which attracts as little interference, such as a low noise in the signal in the measurement with it. Particularly regarding the Internet of Things and mobile applications, sensors are required which have high accuracy and are energy-saving. Capacitive sensors are particularly well suited for such applications since the measuring principle itself does not require any current for measuring operation. Furthermore, it is possible to save energy by operating the sensors in a pulsed mode. In a pulsed operation with a pulsed voltage, such as with rectangular profiles, for reading the measuring capacity of the sensor, however, this broadband can be excited to mechanical vibrations, which can result in a settling noise on the measurement signal.

In der DE 10 2016 107 299 A1 werden ein Messverfahren, eine Messschaltung sowie eine Messvorrichtung beschrieben, wobei mittels eines Zufallsjitters auf einem Abtastsignal eine Signalermittlung erfolgt. Ein Messverfahren umfasst das Erzeugen eines Antwortsignals als Antwort auf ein Anregungssignal mit einem Sensor. Das Verfahren umfasst auch das Erzeugen eines Abtasttaktsignals gemäß einem Pseudozufallsjitter und das Abtasten des Antwortsignals gemäß dem Abtasttaktsignal, um eine Vielzahl digitaler Abtastungen zu bestimmen. Das Verfahren umfasst auch das Kombinieren der Vielzahl digitaler Abtastungen, um eine Messabtastung zu bilden.In the DE 10 2016 107 299 A1 For example, a measuring method, a measuring circuit and a measuring device are described, wherein a signal is determined by means of a random jitter on a scanning signal. A measuring method comprises generating a response signal in response to an excitation signal with a sensor. The method also includes generating a sampling clock signal in accordance with a pseudorandom jitter and sampling the response signal in accordance with the sampling clock signal to determine a plurality of digital samples. The method also includes combining the plurality of digital samples to form a measurement sample.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft eine elektronische Messschaltungsanordnung zum Erzeugen eines Antwortsignals auf ein Anregungssignal an einem Ausgang der elektronischen Messschaltungsanordnung nach Anspruch 1, eine elektronische Messvorrichtung zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals nach Anspruch 9 und ein Verfahren zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals an einer elektronischen Messvorrichtung nach Anspruch 11.The present invention provides an electronic measuring circuit arrangement for generating a response signal to an excitation signal at an output of the electronic measuring circuit arrangement according to claim 1, an electronic measuring device for detecting a capacitive measuring signal according to claim 9 and a method for detecting a capacitive measuring signal to an electronic measuring device according to claim 11 ,

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred developments are subject of the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine zeitversetzte Anregung von Messkanälen in einer Messschaltungsanordnung, etwa einer Sensorvorrichtung, in deren Anregungssignal zu erzeugen, welches zur Messaktivität der Sensorvorrichtung, insbesondere der Messschaltungsanordnung, benötigt wird. Durch die zeitversetzte Anregung kann das Signalrauschen eines Ausgangssignals der Messschaltungsanordnung, etwa das Eigenschwingungsrauschen auf dem Messsignal dieser, verringert werden.The idea on which the present invention is based is to generate a time-delayed excitation of measuring channels in a measuring circuit arrangement, for example a sensor device, in its excitation signal, which is required for the measuring activity of the sensor device, in particular the measuring circuit arrangement. The time-offset excitation can reduce the signal noise of an output signal of the measuring circuit arrangement, for example the natural oscillation noise on the measuring signal of the latter.

Erfindungsgemäß umfasst die elektronische Messschaltungsanordnung zum Erzeugen eines Antwortsignals auf ein Anregungssignal an einem Ausgang der elektronischen Messschaltungsanordnung eine Taktgebereinrichtung, mittels welcher eine zeitliche Taktung für das Anregungssignal vorgebbar ist; eine Anregungseinrichtung, welche mit der Taktgebereinrichtung verbunden ist, und mittels welcher das Anregungssignal gemäß der zeitlichen Taktung erzeugbar ist. Des Weiteren umfasst die Messschaltungsanordnung zumindest einen ersten und einen zweiten elektronischen Messkanal, welche mit der Anregungseinrichtung verbunden sind und welche jeweils eine Kapazitätsbrücke umfassen, wobei die Kapazitätsbrücke einen ersten Messkondensator, einen zweiten Messkondensator, einen ersten Referenzkondensator und einen zweiten Referenzkondensator umfasst, wobei der erste Messkondensator und der zweite Messkondensator in deren Kapazität durch einen äußeren Einfluss variabel sind und der erste Referenzkondensator und der zweite Referenzkondensator eine konstante Kapazität aufweisen, und wobei der erste und der zweite Messkanal ein erstes und ein zweites Teilsignal aus dem Anregungssignal erzeugen, wobei alle Teilsignale zum Bilden des Antwortsignals am Ausgang überlagerbar sind.According to the invention, the electronic measuring circuit arrangement for generating a response signal to an excitation signal at an output of the electronic measuring circuit arrangement comprises a clock device, by means of which a temporal clocking for the excitation signal can be predetermined; an excitation device which is connected to the clock device, and by means of which the excitation signal according to the temporal clocking can be generated. Furthermore, the measuring circuit arrangement comprises at least a first and a second electronic measuring channel, which are connected to the excitation device and which each comprise a capacitance bridge, wherein the capacitance bridge comprises a first measuring capacitor, a second measuring capacitor, a first reference capacitor and a second reference capacitor, wherein the first Measuring capacitors and the second measuring capacitor in the capacitance are variable by an external influence and the first reference capacitor and the second reference capacitor having a constant capacitance, and wherein the first and the second measuring channel generate a first and a second partial signal from the excitation signal, wherein all the partial signals for Forming the response signal are superimposed on the output.

Das Antwortsignal umfasst vorteilhaft eine Information über einen an dem ersten Messkondensator und an dem zweiten Messkondensator vorliegenden und zu messenden Zustand, beispielsweise einen dort vorherrschenden Druck, auf welchen durch momentanen Kapazitäten (Änderungen der Kapazität) der Messkondensatoren relativ zu den Referenzkondensatoren rückgeschlossen werden kann. Die Messung erfolgt durch eine Ansteuerung der Messkondensatoren mit dem Anregungssignal, wobei der erste und der zweite Messkanal jeweils ein Antwortsignal als Teilsignale erzeugen. Durch ein zeitlich variables Anregungssignal kann in jedem der Messkanäle ein Einschwingrauschen erzeugt werden. Das gesamte Einschwingrauschen der ganzen Messschaltungsanordnung wird vorteilhaft durch eine Überlagerung der Teilsignale verringert, wobei sich die mechanisch schwingungsbedingten dynamischen Teile der Teilsignale destruktiv auslöschen, während sich die statischen Teile der Teilsignale konstruktiv aufaddieren. Durch eine derartige Verringerung des Rauschens auf dem Antwortsignal, kann eine höhere Messauflösung, insbesondere bei MEMS-Sensoren, erzielt werden.The response signal advantageously comprises information about a state present and to be measured at the first measuring capacitor and at the second measuring capacitor, for example a pressure prevailing there, which can be deduced by current capacitances (changes in the capacitance) of the measuring capacitors relative to the reference capacitors. The measurement is carried out by a control of the measuring capacitors with the excitation signal, wherein the first and the second measuring channel respectively generate a response signal as partial signals. By a time-variable excitation signal, a transient noise can be generated in each of the measurement channels. The entire transient noise of the whole Measuring circuit arrangement is advantageously reduced by a superimposition of the sub-signals, wherein the mechanical vibration-related dynamic parts of the sub-signals destructively cancel, while adding up the static parts of the sub-signals constructively. By such a reduction of the noise on the response signal, a higher measurement resolution, in particular with MEMS sensors, can be achieved.

Es ist hierbei vorteilhaft möglich, dass die Messkondensatoren und/oder die Referenzkondensatoren jeweils oder vereinzelt nur einen Kondensator oder eine Mehrzahl parallel geschalteter Kondensatoren oder Kapazitäten umfassen.In this case, it is advantageously possible that the measuring capacitors and / or the reference capacitors in each case or occasionally comprise only one capacitor or a plurality of capacitors or capacitors connected in parallel.

Die beiden oder mehrere Messkanäle können vorteilhaft gleich aufgebaut sein, oder verschiedene Bauelemente oder Verschaltungsarten aufweisen. Die Anregungseinrichtung sendet das in ihrer Form und Dauer sowie in charakteristischen Zeitskalen und im Oszillationsverhalten/frequenzen (Variationsverhalten, zeitliche Taktung) durch die Taktgebereinrichtung vorherbestimmte Anregungssignal an die Messkanäle. Hierbei können alle Messkanäle mit zeitlich zueinander versetzten, jedoch ansonsten gleichen Anregungssignalen oder mit verschiedenen Anregungssignalen angesteuert werden.The two or more measuring channels can be advantageously constructed the same, or have different components or Verschaltungsarten. The excitation device transmits the excitation signal predetermined in terms of shape and duration as well as in characteristic time scales and oscillation behavior / frequencies (variation behavior, temporal clocking) to the measurement channels by the clock generator device. In this case, all measuring channels can be controlled with excitation signals offset in time but otherwise identical or with different excitation signals.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltungsanordnung umfasst jede Kapazitätsbrücke einen ersten Brückenabschnitt, in welchem der erste Messkondensator und der erste Referenzkondensator angeordnet sind; und einen zweiten Brückenabschnitt, in welchem der zweite Messkondensator und der zweite Referenzkondensator angeordnet sind.According to a preferred embodiment of the measuring circuit arrangement, each capacitance bridge comprises a first bridge section, in which the first measuring capacitor and the first reference capacitor are arranged; and a second bridge portion in which the second measurement capacitor and the second reference capacitor are arranged.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltungsanordnung umfassen der erste Brückenabschnitt und der zweite Brückenabschnitt einen gemeinsamen ersten Eingangsknoten und einen gemeinsamen zweiten Eingangsknoten, in welchem diese verbunden sind.According to a preferred embodiment of the measuring circuit arrangement, the first bridge section and the second bridge section comprise a common first input node and a common second input node, in which these are connected.

Die Brückenabschnitte können innerhalb eines Messkanals oder einer Kapazitätsbrücke vom ersten gemeinsamen Eingangsknoten aus gesehen hin zum zweiten gemeinsamen Eingangsknoten, in welchen die beiden Brückenabschnitte miteinander verschaltet sind, die gleiche Reihenfolge der Anordnung von Messkondensator und Referenzkondensator oder eine unterschiedliche Reihenfolge umfassen. Die Anregungseinrichtung kann vorteilhaft sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten gemeinsamen Eingangsknoten verschaltet sein und die Kapazitätsbrücke über diese Eingangsknoten ansteuern. Innerhalb eines Brückenabschnitts kann zwischen dem Messkondensator und dem Referenzkondensator ein erstes oder zweites Teilsignal entnommen und zum Ausgang geführt werden und mit den Teilsignalen vom anderen Brückenabschnitt und vom weiteren Messkanal überlagert werden.The bridge sections can, within a measurement channel or a capacity bridge, seen from the first common input node toward the second common input node, in which the two bridge sections are interconnected, comprise the same order of the measurement capacitor and reference capacitor arrangement or a different order. The excitation device can advantageously be connected both to the first and to the second common input node and to drive the capacitance bridge via this input node. Within a bridge section, a first or second sub-signal can be taken between the measuring capacitor and the reference capacitor and fed to the output and superimposed with the sub-signals from the other bridge section and from the further measuring channel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltungsanordnung sind der erste und der zweite Messkondensator druckempfindlich, wobei eine Kapazität des ersten und des zweiten Messkondensators auf eine Änderung eines äußeren Einflusses stärker variiert als eine Kapazität des ersten und des zweiten Referenzkondensators.According to a preferred embodiment of the measuring circuit arrangement, the first and the second measuring capacitor are pressure-sensitive, wherein a capacitance of the first and the second measuring capacitor varies more strongly to a change of an external influence than a capacitance of the first and the second reference capacitor.

Bei dem äußeren Einfluss kann es sich um eine Druckänderung handeln.The external influence can be a pressure change.

Durch die stärkere Variation kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass es sich bei den Messkondensatoren um jene Bauelemente handelt, mittels welcher der Druck gemessen wird.The greater variation can advantageously ensure that the measuring capacitors are those components by means of which the pressure is measured.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltungsanordnung umfasst die Kapazitätsbrücke eine Wheatstone-Brücke.According to a preferred embodiment of the measuring circuit arrangement, the capacitance bridge comprises a Wheatstone bridge.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltungsanordnung umfassen die Messkanäle alle eine gleiche Kapazität und die Messkondensatoren eine gleiche mechanische Eigenfrequenz.According to a preferred embodiment of the measuring circuit arrangement, the measuring channels all have an equal capacitance and the measuring capacitors have the same mechanical natural frequency.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltungsanordnung umfasst die Anregungsvorrichtung eine erste Anregungsvorrichtung und eine zweite Anregungsvorrichtung, wobei die erste Anregungsvorrichtung mit dem ersten elektronischen Messkanal und die zweite Anregungsvorrichtung mit dem zweiten elektronischen Messkanal verbunden sind und von diesen mit dem Anregungssignal und einem zeitlich verzögerten Anregungssignal ansteuerbar sind.According to a preferred embodiment of the measurement circuit arrangement, the excitation device comprises a first excitation device and a second excitation device, the first excitation device being connected to the first electronic measurement channel and the second excitation device being connected to the second electronic measurement channel and being drivable by the latter with the excitation signal and a time-delayed excitation signal ,

Die beiden Anregungseinrichtungen können vorteilhaft bereits von der Taktgebereinrichtung mit unterschiedlichen Taktsignalen angesteuert werden und auf dieser Basis zeitversetzte Anregungssignale erzeugen.The two excitation devices can be advantageously already controlled by the clock device with different clock signals and generate time-shifted excitation signals on this basis.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Messschaltungsanordnung umfasst diese eine zeitliche Verzögerungseinrichtung für das Anregungssignal, mittels welcher ein zeitlich verzögertes Anregungssignal erzeugbar ist, wobei der erste elektronische Messkanal oder der zweite elektronische Messkanal mit der Verzögerungseinrichtung verschaltet ist.According to a preferred embodiment of the measuring circuit arrangement, this comprises a time delay device for the excitation signal, by means of which a time-delayed excitation signal can be generated, wherein the first electronic measuring channel or the second electronic measuring channel is connected to the delay device.

Die Verzögerungseinrichtung kann innerhalb des Messkanals verschaltet sein oder diesem an einem Eingangsknoten vorgeschaltet sein, derart, dass vorteilhaft nur genau dieser eine Messkanal mit dem zeitlich verzögerten Anregungssignal angesteuert wird. Bei der Verzögerungseinrichtung kann es sich beispielsweise um ein RC-Glied handeln.The delay device may be interconnected within the measuring channel or be connected upstream of this at an input node, such that advantageously only this one measuring channel with the time-delayed excitation signal is activated. The delay device may be, for example, an RC element.

Erfindungsgemäß umfasst die elektronische Messvorrichtung zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals eine erfindungsgemäße elektronische Messschaltungsanordnung; eine Signalverstärkereinrichtung, welche mit dem Ausgang der Messschaltung verbunden ist, und welche dazu eingerichtet ist das Antwortsignal vom Ausgang zu empfangen; eine Analog-Digital-Wandlereinrichtung, welche der Signalverstärkereinrichtung nachgeschaltet ist; und eine Filtereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Signal der Analog-Digital-Wandlereinrichtung zu empfangen, und welche dazu eingerichtet ist, ein digitales Ausgabesignal als kapazitives Messsignal zu erzeugen.According to the invention, the electronic measuring device for detecting a capacitive measuring signal comprises an electronic measuring circuit arrangement according to the invention; a signal amplifier means connected to the output of the measurement circuit and adapted to receive the response signal from the output; an analog-to-digital converter device, which is connected downstream of the signal amplifier device; and a filter device configured to receive a signal from the analog-to-digital converter device and configured to generate a digital output signal as a capacitive measurement signal.

Das kapazitive Messsignal kann vorteilhaft bereits in einer solchen Form ausgegeben werden, dass es von einer digitalen Einrichtung, beispielsweise einer Digitalschaltung, einem Steuergerät oder einem Computer, weiterverarbeitet oder zumindest ausgelesen werden kann.The capacitive measuring signal can advantageously already be output in such a form that it can be further processed or at least read out by a digital device, for example a digital circuit, a control device or a computer.

Die Signalverstärkereinrichtung kann vorteilhaft das Antwortsignal mit einer Abtastfrequenz abtasten und die Filtereinrichtung kann das Signal über mehrere Pulse hinweg mitteln.Advantageously, the signal amplifier means may sample the response signal at a sampling frequency, and the filtering means may average the signal over a plurality of pulses.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Messvorrichtung, ist diese als Drucksensor, Mikrophon, Beschleunigungssensor oder Drehratensensor ausgebildet.According to a preferred embodiment of the electronic measuring device, this is designed as a pressure sensor, microphone, acceleration sensor or yaw rate sensor.

Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals an einer elektronischen Messvorrichtung in einem Verfahrensschritt S1 ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen elektronischen Messvorrichtung. In einem weiteren Verfahrensschritt S2 erfolgt ein Vorgeben einer zeitlichen Taktung an einer Taktgebereinrichtung und ein Erzeugen eines Anregungssignals mit einer Anregungsvorrichtung basierend auf der zeitlichen Taktung. In einem Verfahrensschritt S3 erfolgt ein Ansteuern von zumindest einem ersten und einem zweiten elektronischen Messkanal mit dem Anregungssignal, welche jeweils eine Kapazitätsbrücke umfassen, wobei die Kapazitätsbrücke einen ersten Messkondensator, einen zweiten Messkondensator, einen ersten Referenzkondensator und einen zweiten Referenzkondensator umfasst, wobei der erste Messkondensator und der zweite Messkondensator in deren Kapazität durch einen äußeren Einfluss variabel sind und der erste Referenzkondensator und der zweite Referenzkondensator eine konstante Kapazität aufweisen, und wobei der erste Messkanal ein erstes Teilsignal und der zweite Messkanal ein zweites Teilsignal aus dem Anregungssignal erzeugen. In einem weiteren Verfahrensschritt S4 erfolgt ein zeitliches Verzögern des Anregungssignals an einem der Messkanäle gegenüber einem übrigen der Messkanäle; und in einem Verfahrensschritt S5 ein Überlagern der Teilsignale zu einem Antwortsignal an einem Ausgang. In einem weiteren Verfahrensschritt S6 erfolgt ein Ansteuern einer Signalverstärkereinrichtung, einer Analog-Digital-Wandlereinrichtung, und einer Filtereinrichtung, mit dem Antwortsignal und ein Erzeugen eines digitalen Ausgabesignals als kapazitives Messsignal aus dem Antwortsignal.According to the invention, in the method for detecting a capacitive measuring signal at an electronic measuring device takes place in a method step S1 a provision of an electronic measuring device according to the invention. In a further process step S2 there is a predetermining of a time clocking on a clock generator device and generating an excitation signal with an excitation device based on the time clocking. In one process step S3 a driving of at least a first and a second electronic measuring channel with the excitation signal, each comprising a capacitance bridge, wherein the capacitance bridge comprises a first measuring capacitor, a second measuring capacitor, a first reference capacitor and a second reference capacitor, wherein the first measuring capacitor and the second measuring capacitor in whose capacity are variable by an external influence and the first reference capacitor and the second reference capacitor have a constant capacitance, and wherein the first measuring channel, a first partial signal and the second measuring channel generate a second partial signal from the excitation signal. In a further process step S4 there is a time delay of the excitation signal at one of the measuring channels with respect to a remaining one of the measuring channels; and in one process step S5 a superposition of the sub-signals to a response signal at an output. In a further process step S6 there is a driving of a signal amplifier device, an analog-digital converter device, and a filter device, with the response signal and generating a digital output signal as a capacitive measurement signal from the response signal.

Das Verfahren zeichnet sich vorteilhaft durch die in Verbindung mit der Messschaltungsanordnung und der Messvorrichtung beschriebenen Merkmale und Vorteile aus und umgekehrt.The method is advantageously characterized by the features and advantages described in connection with the measuring circuit arrangement and the measuring device, and vice versa.

Das Anregungssignal wird nach einer Zeitversetzung, vorteilhaft mehrmals versetzt bezüglich mehreren Messkanälen, an mehrere Messkanäle angelegt und deren Antworten als Teilsignale dann zu einem gemeinsamen Antwortsignal überlagert. Mit anderen Worten kann ein erster Messkanal mit einem unverzögerten Anregungssignal angesteuert werden, und ein zweiter Messkanal mit einem um eine konstante Zeitperiode verschobenen jedoch ansonsten identischen Anregungssignal, oder unterschiedlichen Anregungssignal, angesteuert werden. Ein dritter Messkanal kann um wiederum die gleiche konstante Zeitperiode verschobenen jedoch ansonsten identischen Anregungssignal, oder unterschiedlichen Anregungssignal, angesteuert werden und ebenso können weitere Messkanäle um ganzzahlige Vielfache der konstanten Zeitperiode verschoben sein.The excitation signal is applied after a time offset, advantageously several times offset with respect to a plurality of measurement channels, to a plurality of measurement channels and then superimposed their answers as partial signals to a common response signal. In other words, a first measurement channel can be driven with an undelayed excitation signal, and a second measurement channel can be driven with an excitation signal, which is shifted by a constant time period but otherwise identical, or different excitation signal. A third measuring channel can in turn be driven by the same constant time period but otherwise identical excitation signal, or different excitation signal, and also other measuring channels can be shifted by integral multiples of the constant time period.

Des Weiteren kann betreffend die Messkondensatoren und Referenzkondensatoren sowie weiterer Bauteile im zweiten Messkanal, sowie in weiteren später angesteuerten Messkanälen, vorteilhaft die Größe der Messkondensatoren und/oder Referenzkondensatoren und/oder weiterer Bauteile derart angepasst werden, vorteilhaft von vornherein, dass eine Dämpfung der jeweils früher angesteuerten Messkanals/Messkanäle, oder nur des unmittelbar vorher angesteuerten Messkanals bei dem oder den später angesteuerte(n) Messkanal/Messkanäle, ausgeglichen wird. Alternativ dazu kann auch die Amplitude des zeitversetzten zweiten Anregungssignals gegenüber dem ersten Anregungssignal angepasst werden, um eine Dämpfung der vom ersten Anregungssignal ausgelösten Schwingung zu kompensieren.Furthermore, with regard to the measuring capacitors and reference capacitors as well as further components in the second measuring channel, as well as in other subsequently controlled measuring channels, advantageously the size of the measuring capacitors and / or reference capacitors and / or further components can be adjusted in such a way, advantageously from the outset, that attenuation of each earlier controlled measuring channels / measuring channels, or only the immediately previously controlled measuring channel at the or the later controlled (n) measuring channel / measuring channels, is compensated. Alternatively, the amplitude of the time-shifted second excitation signal relative to the first excitation signal can also be adapted in order to compensate for an attenuation of the oscillation triggered by the first excitation signal.

Betreffend die Messkondensatoren ist die Eigenschaft und Größe deren schwingfähiger Membran (Elektrode) vorteilhaft bekannt, woher das Resonanzschwingverhalten vorteilhaft herleitbar ist und die restlichen Bauelemente zum Erzielen einer destruktiven Überlagerung für das Eigenschwingungsrauschen vorteilhaft bestimmt und ausgeführt oder bereitgestellt werden können. Durch die vorteilhaft bekannten Größen und Parameter der Messkondensatoren kann folglich einfach, etwa nach Abgleich mit Referenzkondensatoren, auf den Druck am Messkondensator rückgeschlossen werden.Concerning the measuring capacitors, the property and size of their vibrating membrane (electrode) is advantageously known, from where the resonance vibration behavior can be derived advantageously and the remaining components for achieving a destructive superposition for the natural vibration noise can advantageously be determined and carried out or provided. Due to the advantageously known sizes and parameters of the measuring capacitors can therefore be easily deduced, for example after comparison with reference capacitors, on the pressure at the measuring capacitor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens erzeugt im Verfahrensschritt S2 die Taktgebereinrichtung eine erste zeitliche Taktung und eine dazu zeitversetzte zweite zeitliche Taktung, wobei die erste zeitliche Taktung an eine erste Anregungsvorrichtung und die zweite zeitliche Taktung an eine zweite Anregungsvorrichtung weitergegeben wird, wobei die erste Anregungsvorrichtung mit dem ersten elektronischen Messkanal und die zweite Anregungsvorrichtung mit dem zweiten elektronischen Messkanal verbunden ist und im Verfahrensschritt S4 an den ersten elektronischen Messkanal das Anregungssignal und an den zweiten elektronischen Messkanal ein zeitlich verzögertes Anregungssignal weitergegeben wird.According to a preferred embodiment of the method produced in the method step S2 the clock means having a first timing and a time delayed second timing, wherein the first timing is passed to a first excitation device and the second timing to a second excitation device, wherein the first excitation device with the first electronic measurement channel and the second excitation device with the second electronic measuring channel is connected and in the process step S4 the excitation signal is transmitted to the first electronic measuring channel and a time-delayed excitation signal is transmitted to the second electronic measuring channel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden die erste zeitliche Taktung und die zweite zeitliche Taktung um einen konstanten Zeitunterschied zeitverschoben.According to a preferred embodiment of the method, the first time clock and the second time clock are time-shifted by a constant time difference.

Der Zeitunterschied, um welchen die Taktungen, vorteilhaft kann dies auch entsprechend für mehr als zwei Taktungen erfolgen, zeitversetzt werden, erfolgt vorteilhaft äquidistant pro Messkanal. Hierbei bedeutet äquidistant vorteilhaft um konstante Zeitabschnitte innerhalb mindestens einer Periodendauer tres einer Eigenschwingung. Hierbei gilt vorteilhaft für den möglichen äquidistanten Zeitversatz annähernd ein quantitativer Wert dt(quant) etwa gleich dt(quant)~m*tres+tres/n ist, wobei tres der Zeitdauer entspricht, welche die Messschaltungsanordnung (alle n Messkanäle) zum Erzeugen aller Anregungssignale oder des Antwortsignals benötigt. Somit ergibt sich eine Menge von Möglichen Werten für den Zeitversatz dt als
dt={dtmin; dtmin+1×dt(quant); ...; dtmax= dtmin+(n-1)×dt(quant)} mit ganzen Zahlen m und n, wobei m so gewählt werden muss, dass
dtmax<< t(Pulslänge). Beispielsweise nimmt für m=0 und n=5 dt(quant)~tres/5 an; für dtmin=0 ergeben sich dt={0; 1×tres/5; 2×tres/5; 3×tres/5; 4×tres/5}. Das Verfahren ist robust, solange für eine Abweichung δ von dt(quant) gilt: | δ | < < dtres/ 2 n 2 .

Figure DE102018207546A1_0001
The time difference by which the clocks, advantageously this can be done correspondingly for more than two clocks, are time offset, is advantageously carried out equidistantly per measuring channel. In this case, equidistantly means constant time segments within at least one period of a natural oscillation. Advantageously, for the possible equidistant time offset, approximately a quantitative value dt (quant) is approximately equal to dt (quant) ~ m * tres + tres / n, where tres corresponds to the time duration which the measuring circuit arrangement (all n measuring channels) generates to generate all the excitation signals or the response signal needed. This results in a set of possible values for the time offset dt as
dt = {dtmin; dtmin + 1 * dt (quant); ...; dtmax = dtmin + (n-1) × dt (quant)} with integers m and n, where m must be chosen such that
dtmax << t (pulse length). For example, for m = 0 and n = 5, dt (quant) ~ tres / 5 increases; for dtmin = 0, dt = {0; 1 × tres / 5; 2 × tres / 5; 3 × tres / 5; 4 × tres / 5}. The method is robust as long as for a deviation δ of dt (quant): | δ | < < dtres / 2 n 2 ,
Figure DE102018207546A1_0001

Das Auslesesignal wird nach dem Anregen aller Messkanäle erfasst, also nach dtmax.The read-out signal is detected after the excitation of all measuring channels, ie after dtmax.

Eine derartige Gleichverteilung von Anregungssignalen, vorteilhaft von Pulsen des Anregungssignals, über einen Phasenraum bewirkt vorteilhaft, dass eine destruktive Überlagerung der Eigenschwingungen der Messkanäle im Antwortsignal erfolgt, wodurch sich ein wesentlich glatteres Antwortsignal mit reduziertem Eigenschwingungsrauschen ergibt.Such an equal distribution of excitation signals, advantageously of pulses of the excitation signal, over a phase space advantageously causes a destructive superposition of the natural oscillations of the measurement channels in the response signal, resulting in a much smoother response signal with reduced intrinsic vibration noise.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens erfolgt das zeitliche Verzögern im Verfahrensschritt S4 mittels einer Verzögerungseinrichtung, welche im ersten elektronischen Messkanal oder im zweiten elektronischen Messkanal verschaltet ist.According to a preferred embodiment of the method, the time delay takes place in the method step S4 by means of a delay device which is connected in the first electronic measuring channel or in the second electronic measuring channel.

Durch ein gepulstes Signal (Ausleseverfahren) kann eine Sensorvorrichtung, insbesondere eine kapazitive Sensorvorrichtung, in deren Energiesparsamkeit verbessert werden. Durch ein rechteckförmig gepulstes Anregungssignal können die Messschaltung und deren Bauelemente (ungezielt) zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Bei einem Kondensator, etwa bei dem Messkondensator, entstehen durch die gepulste Spannung elektrische Potentialdifferenzen zwischen dessen beiden Elektroden, was zu einer relativen Anziehungskraft führt, wodurch mechanische Eigenschwingungsmoden angeregt werden. Auf diese Weise überlagert sich dem eigentlichen statischen Messsignal ein kleiner dynamischer Rauschanteil. Dieser Effekt kann allerdings auch bei anderen zeitlich variablen Anregungssignalmustern auftreten. Beispielsweise kann eine Grundmode der mechanischen Eigenschwingungen zu einem elektrisch messbaren Schwingverhalten der Messkapazitäten, insbesondere der Messkondensatoren, führen, was in einem Schwingverhalten (Rauschen) eines Antwortsignals am Ausgang führt. Eine Abklingzeit der Messschaltungsanordnung, vorteilhaft der Kapazitätsbrücke als mechanisch schwingendem System, wird durch dessen Dämpfungsverhalten bzw. durch dessen Güte bestimmt. Bei kapazitiven Sensorvorrichtungen umfassen solche mechanischen Schwingkomponenten vorteilhaft eine niedrige mechanische Schwinggüte bezüglich des Anregungssignals auf. Drucksensoren sind allerdings meist Hochgütesysteme.By means of a pulsed signal (readout method), a sensor device, in particular a capacitive sensor device, can be improved in its energy-saving efficiency. By a rectangular pulsed excitation signal, the measuring circuit and its components (untargeted) can be excited to mechanical vibrations. In a capacitor, such as the measuring capacitor, caused by the pulsed voltage electrical potential differences between the two electrodes, resulting in a relative attractive force, whereby natural mechanical vibration modes are excited. In this way, a small dynamic noise component is superimposed on the actual static measurement signal. However, this effect can also occur with other time-variable excitation signal patterns. For example, a fundamental mode of the mechanical natural oscillations can lead to an electrically measurable oscillation behavior of the measuring capacitors, in particular of the measuring capacitors, resulting in a vibration behavior (noise) of a response signal at the output. A decay time of the measuring circuit arrangement, advantageously the capacitance bridge as a mechanically oscillating system, is determined by its damping behavior or by its quality. In the case of capacitive sensor devices, such mechanical oscillating components advantageously comprise a low mechanical vibration quality with respect to the excitation signal. However, pressure sensors are usually high-quality systems.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawing.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer elektronischen Messvorrichtung mit einer elektronischen Messschaltungsanordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer elektronischen Messvorrichtung mit einer elektronischen Messschaltungsanordnung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer Abfolge von Verfahrensschritten gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Show it:
  • 1 a schematic representation of an electronic measuring device with an electronic measuring circuit arrangement according to an embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic representation of an electronic measuring device with an electronic measuring circuit arrangement according to another embodiment of the present invention; and
  • 3 a schematic representation of a sequence of method steps according to an embodiment of the present invention.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.In the figures, like reference numerals designate the same or functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektronischen Messvorrichtung mit einer elektronischen Messschaltungsanordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of an electronic measuring device with an electronic measuring circuit arrangement according to an embodiment of the present invention.

Die elektronische Messvorrichtung 10 zum Erfassen eines kapazitiven Messsignal S umfasst eine elektronische Messschaltungsanordnung 1, wobei eine Signalverstärkereinrichtung 7 mit dem Ausgang A der Messschaltungsanordnung 1 verschaltet ist und das aus mehreren Teilsignalen 3a und 3b überlagerte Antwortsignal 3 von der Messschaltungsanordnung 1 empfangen kann. Vom Ausgang A weg kann der Signalverstärkereinrichtung 7 nachfolgend eine Analog-Digital-Wandlereinrichtung 8 nachgeschaltet sein, welcher wiederum eine Filtereinrichtung 9 nachgeschaltet sein kann, welche aus dem Antwortsignal 3 ein kapazitives Messsignal S als digitales Ausgabesignal der Messvorrichtung 10 erzeugen kann. Das kapazitive Messsignal S kann selbst auch aus zumindest zwei Teilsignalen bestehen, welche jeweils von den überlagerten Signalen der ersten Brückenabschnitte KB11 und KB21 stammen, oder aus einem überlagerten Gesamtsignal. In der elektrischen Messschaltungsanordnung 1 erzeugt eine Taktgebereinrichtung 4 eine zeitliche Taktung t, welche einer ersten zeitlichen Taktung t1 entsprechen kann und eine um einen konstanten Zeitunterschied dt verzögerte zweite Taktung t2 umfassen kann. Mit der Taktgebereinrichtung 4 kann eine erste Anregungseinrichtung 5a und eine zweite Anregungseinrichtung 5b verbunden sein, wobei ein Taktsignal mit der ersten Taktung t1 an die erste Anregungseinrichtung 5a weitergeleitet wird und ein Taktsignal mit der zweiten Taktung t2 an die zweite Anregungseinrichtung 5b weitergeleitet wird. Die erste Anregungseinrichtung 5a erzeugt, basierend auf der ersten Taktung t1, ein erstes Anregungssignal 2a und die zweite Anregungseinrichtung 5b erzeugt, basierend auf der zweiten Taktung t2, ein zweites Anregungssignal 2b. Die erste Anregungseinrichtung 5a erzeugt ein Anregungssignal 2a, beispielsweise einen rechteckförmigen Auslesespannungspuls, mit welcher ein erster elektronischer Messkanal MK1 angesteuert wird. Der erste elektronische Messkanal MK1 kann einen gemeinsamen ersten Eingangsknoten X1 umfassen, in welchem ein erster Brückenabschnitt KB11 und ein zweiter Brückenabschnitt KB12 des ersten Messkanals MK1 verschaltet sind. Hierbei umfasst der erste Messkanal MK1 eine Kapazitätsbrücke KB1, mit dem ersten und dem zweiten Brückenabschnitt KB11 und KB12. Die Kapazitätsbrücke KB1 kann weiterhin einen zweiten gemeinsamen Eingangsknoten Y1 umfassen, in welchem die beiden Brückenabschnitte KB11 und KB12 miteinander verschaltet sind. Ebenso wie der erste Eingangsknoten X1 ist auch der zweite Eingangsknoten Y1 mit der ersten Anregungseinrichtung 5a verschaltet und empfängt das Anregungssignal 2a. Der erste Brückenabschnitt KB11 umfasst einen ersten Messkondensator C1Ma und einen ersten Referenzkondensator C1Ra, welche im ersten Brückenabschnitt KB11 miteinander in Reihe geschaltet sind. Der zweite Brückenabschnitt KB11 umfasst einen zweiten Messkondensator C2Ma und einen zweiten Referenzkondensator C2Ra, welche im zweiten Brückenabschnitt KB12 miteinander in Reihe geschaltet sind, jedoch bezüglich der beiden Eingangsknoten X1 und Y1 in umgekehrter Reihenfolge als die Kondensatoren im ersten Brückenabschnitt KB11. In jedem der Brückenabschnitte wird das Signal zwischen dem Messkondensator und dem Referenzkondensator zum Ausgang A hin geführt. So ergibt sich im ersten Messkanal MK1 ein Signalpfad für ein Teilsignal 3a vom ersten und vom zweiten Brückenabschnitt.The electronic measuring device 10 for detecting a capacitive measuring signal S includes electronic measurement circuitry 1 wherein a signal amplifier means 7 with the exit A the measuring circuit arrangement 1 is interconnected and that consists of several sub-signals 3a and 3b superimposed response signal 3 from the measurement circuitry 1 can receive. From the exit A away, the signal amplifier device 7 below an analog-to-digital converter device 8th be downstream, which in turn a filter device 9 can be connected downstream, which from the response signal 3 a capacitive measuring signal S as a digital output signal of the measuring device 10 can generate. The capacitive measuring signal S may itself also consist of at least two partial signals, each of which is based on the superimposed signals of the first bridge sections KB11 and KB21 come from a superimposed total signal. In the electrical measuring circuit arrangement 1 generates a clock device 4 a temporal clocking t , which a first temporal clocking t1 and a second timing delayed by a constant time difference dt t2 may include. With the clock device 4 may be a first excitation device 5a and a second excitation means 5b be connected, wherein a clock signal with the first clock t1 to the first excitation device 5a is forwarded and a clock signal with the second clocking t2 to the second excitation device 5b is forwarded. The first excitation device 5a generated based on the first timing t1 , a first excitation signal 2a and the second excitation means 5b generated based on the second timing t2 , a second excitation signal 2 B , The first excitation device 5a generates an excitation signal 2a , For example, a rectangular readout voltage pulse, with which a first electronic measuring channel MK1 is controlled. The first electronic measuring channel MK1 may have a common first input node X1 in which a first bridge section KB11 and a second bridge section KB12 of the first measuring channel MK1 are interconnected. In this case, the first measuring channel comprises MK1 a capacity bridge KB1 with the first and second bridge sections KB11 and KB12 , The capacity bridge KB1 can still have a second common input node Y1 include, in which the two bridge sections KB11 and KB12 interconnected with each other. Like the first entrance node X1 is also the second entrance node Y1 with the first excitation device 5a connects and receives the excitation signal 2a , The first bridge section KB11 includes a first measuring capacitor C1Ma and a first reference capacitor C1Ra , which in the first bridge section KB11 connected in series with each other. The second bridge section KB11 includes a second measuring capacitor C2Ma and a second reference capacitor C2Ra , which in the second bridge section KB12 are connected in series with each other, but with respect to the two input nodes X1 and Y1 in reverse order than the capacitors in the first bridge section KB11 , In each of the bridge sections, the signal between the measuring capacitor and the reference capacitor becomes the output A led out. This results in the first measuring channel MK1 a signal path for a sub-signal 3a from the first and the second bridge section.

Die beiden Teilsignale 3a sind vorteilhaft die Brückenspannungsabgriffe der Wheatstonebrücke des ersten Messkanals. Ein Messkanal entspricht vorteilhaft einer Wheatstonebrücke. Überlagert werden vorteilhaft die Teilsignale der beiden Messkanäle/Wheatstone-Brücken 3a und 3b. Durch die zeitversetzte Anregung überlagern sich die Schwingungsanteile des Signals vorteilhaft destruktiv, während sich die statischen Signalanteile vorteilhaft konstruktiv addieren, woraus sich ein besseres Signal-zu-Rauschverhältnis ergeben kann.The two partial signals 3a Advantageous are the bridge voltage taps of the Wheatstone bridge of the first measuring channel. A measuring channel advantageously corresponds to a Wheatstone bridge. Advantageously, the sub-signals of the two measuring channels / Wheatstone bridges are superimposed 3a and 3b , Due to the time-delayed excitation, the oscillation components of the signal are advantageously destructively superimposed, while the static signal components advantageously add constructively, which can result in a better signal-to-noise ratio.

Das verzögerte Anregungssignal 2b wird von der zweiten Anregungseinrichtung 5b an den zweiten Messkanal MK2 weitergeleitet. Das zeitliche Muster sowie Amplitudenwerte können dabei dem Anregungssignal 2a entsprechen, jedoch um dt zeitverschoben sein. Der zweite Messkanal MK2 empfängt das verzögerte Anregungssignal 2b an einem ersten Eingangsknoten X2 und an einem zweiten Eingangsknoten Y2, in welchen jeweils ein erster Brückenabschnitt KB21 und ein zweiter Brückenabschnitt KB22 der Kapazitätsbrücke des zweiten Messkanals MK2 verschaltet sein können. Der erste Brückenabschnitt KB21 und der zweite Brückenabschnitt KB22 im zweiten Messkanal MK2 sind vorteilhaft analog zu den Brückenabschnitten des ersten Messkanals MK1 aufgebaut, könnten aber auch dazu verschieden sein. Der zweite Messkanal umfasst dementsprechend einen ersten Messkondensator C1Mb und einen ersten Referenzkondensator C1Rb sowie einen zweiten Messkondensator C2Mb und einen zweiten Referenzkondensator C2Rb. Es wäre ebenso möglich, dass die Messschaltungsanordnung 1 (n-2) weitere Messkanäle umfasst, welche analog zu dem ersten und dem zweiten Messkanal aufgebaut sind und ein Anregungssignal an entsprechenden Eingangsknoten erhalten, welches um einen konstanten Zeitunterschied (n-1) x dt (n als ganze Zahl und Ordnungszahl des Messkanals) zeitverschoben ist. Zwischen den Messkondensatoren und den Referenzkondensatoren kann aus den Brückenabschnitten des zweiten, und falls vorhanden jeden weiteren Messkanals, ein Teilsignal 3b des Antwortsignals 3 herausgeführt werden, welches dann mit den Teilsignalen der übrigen Messkanäle (MK1, MK2, ..., MKn) zu einem Antwortsignal 3 am Ausgang A überlagert werden kann. Diese Teilsignale können dabei derartige Eigenschaften aufweisen, dass sich bei einer Überlagerung das Eigenschwingungsrauschen der Bauteile in den Messkanälen destruktiv überlagert und signifikant verringert. Das überlagerte Antwortsignal 3 umfasst daher weniger Rauschanteile und einen genaueren Signalanteil der an den Messkondensatoren anliegenden Druckwirkung, welche eine Kapazitätsveränderung an den Messkondensatoren auslöst.The delayed excitation signal 2 B is from the second exciter 5b to the second measuring channel MK2 forwarded. The temporal pattern and amplitude values can be the excitation signal 2a match, but around dt be delayed. The second measuring channel MK2 receives the delayed excitation signal 2 B at a first entrance node X2 and at a second input node Y2 , in each of which a first bridge section KB21 and a second bridge section KB22 the capacity bridge of the second measuring channel MK2 can be interconnected. The first bridge section KB21 and the second bridge section KB22 in the second measuring channel MK2 are advantageously analogous to the bridge sections of the first measuring channel MK1 built up, but could also be different. The second measuring channel accordingly comprises a first measuring capacitor C1Mb and a first reference capacitor C1Rb and a second measuring capacitor C2MB and a second reference capacitor c2RB , It would also be possible for the measurement circuitry 1 (n-2) comprises further measuring channels, which are constructed analogously to the first and the second measuring channel and receive an excitation signal to corresponding input nodes, which by a constant time difference (n-1) x dt (n as an integer and ordinal number of the measuring channel) is delayed. Between the measuring capacitors and the reference capacitors can from the bridge sections of the second, and if any other measuring channel, a partial signal 3b the response signal 3 be led out, which then with the sub-signals of the other measurement channels ( MK1 . MK2 , ..., MKn ) to a response signal 3 at the exit A can be superimposed. In the process, these sub-signals can have properties such that, in the case of an overlay, the intrinsic vibration noise of the components in the measurement channels is destructively superimposed and significantly reduced. The superimposed response signal 3 Therefore, there is less noise and a more accurate signal component of the pressure applied to the measuring capacitors pressure effect, which triggers a change in capacitance of the measuring capacitors.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer elektronischen Messvorrichtung mit einer elektronischen Messschaltungsanordnung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 2 shows a schematic representation of an electronic measuring device with an electronic measuring circuit arrangement according to another embodiment of the present invention.

Die Anordnung der 2 umfasst, ähnlich wie die Anordnung der Messschaltungsanordnung 1 aus der 1, einen ersten elektronischen Messkanal MK1 und einen zweiten elektronischen Messkanal MK2, mit dem Unterschied, dass nicht nur die Brückenabschnitte eines Messkanals in einem ersten gemeinsamen Eingangsknoten X1 und in einem gemeinsamen zweiten Eingangsknoten Y1 verschaltet sind, sondern auch beide Messkanäle MK1 und MK2. Da die Messschaltungsanordnung 1 aus der 2 über nur eine Anregungseinrichtung 5 verfügen können, welche das Anregungssignal 2a erzeugt, erhalten an den Eingangsknoten X1 und Y1 beide Messkanäle dasselbe Anregungssignal 2a. Die Taktgebereinrichtung 4 erzeugt dabei vorteilhaft nur eine zeitliche Taktung t. Das Anregungssignal 2a kann hierbei durch eine Verzögerungseinrichtung 12 in ein verzögertes Anregungssignal 2b umgewandelt, insbesondere nur zeitlich verschoben werden. Die Verzögerungseinrichtung 12 kann hierbei unmittelbar nach einem der Eingangsknoten X1 oder Y1, beispielsweise nach dem ersten gemeinsamen Eingangsknoten X1, und vor der Aufspaltung des zweiten Messkanals in die zwei Brückenabschnitte, angeordnet sein, so dass beide Brückenabschnitte des zweiten Messkanals MK2 ein verzögertes Anregungssignal 2b erhalten. Aus den beiden Messkanälen können die Teilsignale 3a und 3b auf gleiche Weise zum Ausgang A geführt werden, wie dies bei der Anordnung aus der 1 der Fall ist. Auf ähnliche Weise könnten auch weitere Messkanäle mit dem ersten Messkanal MK1 in den Eingangsknoten X1 und Y1 parallel verschaltet werden, und eigene Verzögerungseinrichtungen 12 umfassen und weitere Teilsignale zur Überlagerung am Ausgang A erzeugen.The arrangement of 2 includes, similar to the arrangement of the measuring circuit arrangement 1 from the 1 , a first electronic measuring channel MK1 and a second electronic measuring channel MK2 , with the difference that not only the bridge sections of a measurement channel in a first common input node X1 and in a common second input node Y1 are interconnected, but also both measuring channels MK1 and MK2 , Because the measurement circuitry 1 from the 2 via only one excitation device 5 which may be the excitation signal 2a generated, received at the entrance node X1 and Y1 both measuring channels the same excitation signal 2a , The clock device 4 generates advantageous only a temporal clocking t. The excitation signal 2a can by a delay device 12 in a delayed excitation signal 2 B converted, in particular, only be postponed. The delay device 12 can be immediately after one of the input nodes X1 or Y1 , for example after the first common input node X1 , and before the splitting of the second measuring channel into the two bridge sections, be arranged so that both bridge sections of the second measuring channel MK2 a delayed excitation signal 2 B receive. From the two measuring channels, the partial signals 3a and 3b in the same way to the exit A be guided, as in the arrangement of the 1 the case is. Similarly, other measurement channels could be connected to the first measurement channel MK1 in the entrance node X1 and Y1 be connected in parallel, and own delay devices 12 and further sub-signals for superposition at the output A produce.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Abfolge von Verfahrensschritten gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 3 shows a schematic representation of a sequence of method steps according to an embodiment of the present invention.

Beim Verfahren zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals an einer elektronischen Messvorrichtung, erfolgen die Verfahrensschritte vorteilhaft in der angegebenen Reihenfolge S1 bis S6. Im Verfahrensschritt S1 erfolgt ein Bereitstellen einer elektronischen Messvorrichtung gemäß der Erfindung. In einem weiteren Verfahrensschritt S2 erfolgt ein Vorgeben einer zeitlichen Taktung von einer Taktgebereinrichtung und ein Erzeugen eines Anregungssignals mit einer Anregungsvorrichtung basierend auf der zeitlichen Taktung und im Verfahrensschritt S3 ein Ansteuern von zumindest einem ersten und einem zweiten elektronischen Messkanal mit dem Anregungssignal, welche jeweils eine Kapazitätsbrücke umfassen, wobei die Kapazitätsbrücke einen ersten Messkondensator, einen zweiten Messkondensator, einen ersten Referenzkondensator und einen zweiten Referenzkondensator umfasst, wobei der erste Messkondensator und der zweite Messkondensator in deren Kapazität durch einen äußeren Einfluss variabel sind und der erste Referenzkondensator und der zweite Referenzkondensator eine konstante Kapazität aufweisen, und wobei der erste Messkanal ein erstes Teilsignal und der zweite Messkanal ein zweites Teilsignal aus dem Anregungssignal erzeugt. In einem Verfahrensschritt S4 erfolgt ein zeitliches Verzögern des Anregungssignals an einem der Messkanäle gegenüber einem übrigen der Messkanäle; und in einem Verfahrensschritt S5 ein Überlagern der Teilsignale zu einem Antwortsignal an einem Ausgang. In einem Verfahrensschritt S6 erfolgt ein Ansteuern einer Signalverstärkereinrichtung, einer Analog-Digital-Wandlereinrichtung, und einer Filtereinrichtung, mit dem Antwortsignal und ein Erzeugen eines digitalen Ausgabesignals als kapazitives Messsignal aus dem Antwortsignal.In the method for detecting a capacitive measuring signal on an electronic measuring device, the method steps are advantageously carried out in the order given S1 to S6 , In the process step S1 there is provided an electronic measuring device according to the invention. In a further process step S2 there is a predetermining of a timing of a clock device and generating an excitation signal with an excitation device based on the timing and in the method step S3 a driving of at least a first and a second electronic measuring channel with the excitation signal, each comprising a capacitance bridge, wherein the capacitance bridge comprises a first measuring capacitor, a second measuring capacitor, a first reference capacitor and a second reference capacitor, wherein the first measuring capacitor and the second measuring capacitor in whose capacitance is variable by an external influence and the first reference capacitor and the second reference capacitor have a constant capacitance, and wherein the first measuring channel generates a first partial signal and the second measuring channel generates a second partial signal from the excitation signal. In one process step S4 there is a time delay of the excitation signal at one of the measuring channels with respect to a remaining one of the measuring channels; and in one process step S5 a superposition of the sub-signals to a response signal at an output. In one process step S6 there is a driving of a signal amplifier device, an analog-digital converter device, and a filter device, with the response signal and generating a digital output signal as a capacitive measurement signal from the response signal.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above with reference to the preferred embodiment, it is not limited thereto but may be modified in a variety of manners.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102016107299 A1 [0003]DE 102016107299 A1 [0003]

Claims (14)

Elektronische Messschaltungsanordnung (1) zum Erzeugen eines Antwortsignals (3) auf ein Anregungssignal (2; 2a; 2b) an einem Ausgang (A) der elektronischen Messschaltungsanordnung (1), umfassend - eine Taktgebereinrichtung (4), mittels welcher eine zeitlicheTaktung (t) für das Anregungssignal (2) vorgebbar ist; - eine Anregungseinrichtung (5; 5a; 5b), welche mit der Taktgebereinrichtung (4) verbunden ist, und mittels welcher das Anregungssignal (2; 2a; 2b) gemäß der zeitlichen Taktung (t) erzeugbar ist; - zumindest einen ersten und einen zweiten elektronischen Messkanal (MK1; MK2), welche mit der Anregungseinrichtung (5; 5a; 5b) verbunden sind und welche jeweils eine Kapazitätsbrücke (KB) umfassen, wobei die Kapazitätsbrücke (KB) einen ersten Messkondensator (C1Ma; C1Mb), einen zweiten Messkondensator (C2Ma; C2Mb), einen ersten Referenzkondensator (C1Ra; C1Rb) und einen zweiten Referenzkondensator (C2Ra; C2Rb) umfasst, wobei der erste Messkondensator (C1Ma; C1Mb) und der zweite Messkondensator (C2Ma; C2Mb) in deren Kapazität durch einen äußeren Einfluss variabel sind und der erste Referenzkondensator (C1Ra; C1Rb) und der zweite Referenzkondensator (C2Ra; C2Rb) eine konstante Kapazität aufweisen, und wobei der erste und der zweite Messkanal (MK1; MK2) ein erstes und ein zweites Teilsignal (3a; 3b) aus dem Anregungssignal (2) erzeugen, wobei alle Teilsignale zum Bilden des Antwortsignals (3) am Ausgang (A) überlagerbar sind.Electronic measuring circuit arrangement (1) for generating a response signal (3) to an excitation signal (2; 2a; 2b) at an output (A) of the electronic measuring circuit arrangement (1) - A clock means (4) by means of which a temporal clocking (t) for the excitation signal (2) can be predetermined; - An excitation means (5; 5a; 5b) which is connected to the clock means (4), and by means of which the excitation signal (2; 2a; 2b) according to the temporal clocking (t) can be generated; - At least a first and a second electronic measuring channel (MK1; MK2), which are connected to the excitation means (5; 5a; 5b) and which each comprise a capacitance bridge (KB), wherein the capacitance bridge (KB) a first measuring capacitor (C1Ma; C1Mb), a second measuring capacitor (C2Ma; C2Mb), a first reference capacitor (C1Ra; C1Rb) and a second reference capacitor (C2Ra; C2Rb), the first measuring capacitor (C1Ma; C1Mb) and the second measuring capacitor (C2Ma; C2Mb) in whose capacitance is variable by an external influence and the first reference capacitor (C1Ra; C1Rb) and the second reference capacitor (C2Ra; C2Rb) have a constant capacitance, and wherein the first and second measuring channels (MK1; MK2) comprise a first and a second partial signal (3a; 3b) from the excitation signal (2) generate, wherein all the sub-signals for forming the response signal (3) at the output (A) are superimposed. Elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, bei welcher jede Kapazitätsbrücke (KB1; KB2; ...; KBn) - einen ersten Brückenabschnitt (KB11; KB21; ...; KBn1) umfasst, in welchem der erste Messkondensator (C1Ma; C1Mb) und der erste Referenzkondensator (C1Ra; C1Rb) angeordnet sind; und - einen zweiten Brückenabschnitt (KB12; KB22; ...; KBn2) umfasst, in welchem der zweite Messkondensator (C2Ma; C2Mb) und der zweite Referenzkondensator (C2Ra; C2Rb) angeordnet sind.Electronic measuring circuit arrangement (1) according to Claim 1 in which each capacity bridge (KB1; KB2; ...; KBn) comprises a first bridge section (KB11; KB21; ...; KBn1) in which the first measurement capacitor (C1Ma; C1Mb) and the first reference capacitor (C1Ra; C1Rb) are arranged; and - a second bridge section (KB12; KB22; ...; KBn2) in which the second measuring capacitor (C2Ma; C2Mb) and the second reference capacitor (C2Ra; C2Rb) are arranged. Elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach Anspruch 2, wobei der erste Brückenabschnitt (KB11; KB21; ...; KBn1) und der zweite Brückenabschnitt (KB12; KB22; ...; KBn2) einen gemeinsamen ersten Eingangsknoten (X1; X2; ...;Xn) und einen gemeinsamen zweiten Eingangsknoten (Y1; Y2; ...;Yn) umfassen, in welchem diese verbunden sind.Electronic measuring circuit arrangement (1) according to Claim 2 wherein the first bridge section (KB11; KB21; ...; KBn1) and the second bridge section (KB12; KB22; ...; KBn2) have a common first input node (X1; X2; ...; Xn) and a common second one Include input nodes (Y1; Y2; ...; Yn) in which they are connected. Elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der erste und der zweite Messkondensator (C1Ma; C1Mb; C2Ma; C2Mb) druckempfindlich sind, wobei eine Kapazität des ersten und des zweiten Messkondensators (C1Ma; C1Mb; C2Ma; C2Mb) auf eine Änderung eines äußeren Einflusses stärker variiert als eine Kapazität des ersten und des zweiten Referenzkondensators (C1Ra; C1Rb; C2Ra; C2Rb).Electronic measuring circuit arrangement (1) according to one of Claims 1 to 3 in which the first and second measuring capacitors (C1Ma; C1Mb; C2Ma; C2Mb) are pressure-sensitive, wherein a capacitance of the first and second measuring capacitors (C1Ma; C1Mb; C2Ma; C2Mb) varies more than a capacitance to a change of an external influence the first and second reference capacitors (C1Ra; C1Rb; C2Ra; C2Rb). Elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Kapazitätsbrücke (KB) eine Wheatstone-Brücke umfasst.Electronic measuring circuit arrangement (1) according to one of Claims 1 to 4 in which the capacity bridge (KB) comprises a Wheatstone bridge. Elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Messkanäle alle eine gleiche Kapazität und die Messkondensatoren eine gleiche mechanische Eigenfrequenz umfassen.Electronic measuring circuit arrangement (1) according to one of Claims 1 to 5 , in which the measuring channels all have an equal capacitance and the measuring capacitors have a same mechanical natural frequency. Elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Anregungsvorrichtung (5) eine erste Anregungsvorrichtung (5a) und eine zweite Anregungsvorrichtung (5b) umfasst, wobei die erste Anregungsvorrichtung (5a) mit dem ersten elektronischen Messkanal (MK1) und die zweite Anregungsvorrichtung (5b) mit dem zweiten elektronischen Messkanal (MK2) verbunden ist und von diesen mit dem Anregungssignal (2a) und einem zeitlich verzögerten Anregungssignal (2b) ansteuerbar sind.Electronic measuring circuit arrangement (1) according to one of Claims 1 to 6 in which the excitation device (5) comprises a first excitation device (5a) and a second excitation device (5b), wherein the first excitation device (5a) with the first electronic measurement channel (MK1) and the second excitation device (5b) with the second electronic measurement channel (MK2) is connected and of these with the excitation signal (2a) and a delayed excitation signal (2b) are controllable. Elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche eine zeitliche Verzögerungseinrichtung (12) für das Anregungssignal (2a; 2b) umfasst, mittels welcher ein zeitlich verzögertes Anregungssignal (2b) erzeugbar ist, wobei der erste elektronische Messkanal (MK1) oder der zweite elektronische Messkanal (MK2) mit der Verzögerungseinrichtung (12) verschaltet ist.Electronic measuring circuit arrangement (1) according to one of Claims 1 to 6 , which comprises a time delay device (12) for the excitation signal (2a, 2b), by means of which a time-delayed excitation signal (2b) can be generated, wherein the first electronic measuring channel (MK1) or the second electronic measuring channel (MK2) with the delay device ( 12) is connected. Elektronische Messvorrichtung (10) zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals (S), umfassend - eine elektronische Messschaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; - eine Signalverstärkereinrichtung (7), welche mit dem Ausgang (A) der Messschaltung (1) verbunden ist, und welche dazu eingerichtet ist das Antwortsignal (3) vom Ausgang (A) zu empfangen; - eine Analog-Digital-Wandlereinrichtung (8), welche der Signalverstärkereinrichtung (7) nachgeschaltet ist; und - eine Filtereinrichtung (9), welche dazu eingerichtet ist, ein Signal der Analog-Digital-Wandlereinrichtung (8) zu empfangen, und welche dazu eingerichtet ist, ein digitales Ausgabesignal als kapazitives Messsignal (S) zu erzeugen.Electronic measuring device (10) for detecting a capacitive measuring signal (S), comprising - an electronic measuring circuit arrangement (1) according to one of Claims 1 to 8th ; - A signal amplifier means (7) which is connected to the output (A) of the measuring circuit (1) and which is adapted to receive the response signal (3) from the output (A); - An analog-to-digital converter means (8), which is the signal amplifier means (7) connected downstream; and - a filter device (9), which is adapted to receive a signal of the analog-to-digital converter device (8), and which is adapted to generate a digital output signal as a capacitive measurement signal (S). Elektronische Messvorrichtung (10) nach Anspruch 9, welche als Drucksensor, Mikrophon, Beschleunigungssensor oder Drehratensensor ausgebildet ist.Electronic measuring device (10) after Claim 9 , which is designed as a pressure sensor, microphone, acceleration sensor or rotation rate sensor. Verfahren zum Erfassen eines kapazitiven Messsignals (S) an einer elektronischen Messvorrichtung (10), umfassend die Schritte: S1) Bereitstellen einer elektronischen Messvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10; S2) Vorgeben einer zeitlichen Taktung (t) an einer Taktgebereinrichtung (4) und Erzeugen eines Anregungssignals (2a; 2b) mit einer Anregungsvorrichtung (5; 5a; 5b) basierend auf der zeitlichen Taktung (t); S3) Ansteuern von zumindest einem ersten und einem zweiten elektronischen Messkanal (MK1; MK2) mit dem Anregungssignal (2a; 2b), welche jeweils eine Kapazitätsbrücke (KB) umfassen, wobei die Kapazitätsbrücke (KB) einen ersten Messkondensator (C1Ma; C1Mb), einen zweiten Messkondensator (C2Ma; C2Mb), einen ersten Referenzkondensator (C1Ra; C1Rb) und einen zweiten Referenzkondensator (C2Ra; C2Rb) umfasst, wobei der erste Messkondensator (C1Ma; C1Mb) und der zweite Messkondensator (C2Ma; C2Mb) in deren Kapazität durch einen äußeren Einfluss variabel sind und der erste Referenzkondensator (C1Ra; C1Rb) und der zweite Referenzkondensator (C2Ra; C2Rb) eine konstante Kapazität aufweisen, und wobei der erste Messkanal (MK1) ein erstes Teilsignal (3a) und der zweite Messkanal (MK2) ein zweites Teilsignal (3b) aus dem Anregungssignal (2a; 2b) erzeugt; S4) zeitliches Verzögern des Anregungssignals (2a) an einem der Messkanäle (MK1; MK2) gegenüber einem übrigen der Messkanäle (MK1; MK2); S5) Überlagern der Teilsignale zu einem Antwortsignal (3) an einem Ausgang (A); und S6) Ansteuern einer Signalverstärkereinrichtung (7), einer Analog-Digital-Wandlereinrichtung (8), und einer Filtereinrichtung (9), mit dem Antwortsignal (3) und Erzeugen eines digitalen Ausgabesignals als kapazitives Messsignal (S) aus dem Antwortsignal (3). Method for detecting a capacitive measuring signal (S) at an electronic measuring device (10), comprising the steps: S1) providing an electronic measuring device (10) according to one of the Claims 9 or 10 ; S2) predetermining a timing (t) at a timing device (4) and generating an excitation signal (2a; 2b) with an excitation device (5; 5a; 5b) based on the timing (t); S3) driving at least one first and one second electronic measuring channel (MK1, MK2) with the excitation signal (2a, 2b), each comprising a capacitance bridge (KB), wherein the capacitance bridge (KB) comprises a first measuring capacitor (C1Ma, C1Mb), a second measuring capacitor (C2Ma; C2Mb), a first reference capacitor (C1Ra; C1Rb) and a second reference capacitor (C2Ra; C2Rb), wherein the first measuring capacitor (C1Ma; C1Mb) and the second measuring capacitor (C2Ma; C2Mb) in their capacitance an external influence is variable and the first reference capacitor (C1Ra; C1Rb) and the second reference capacitor (C2Ra; C2Rb) have a constant capacitance, and wherein the first measuring channel (MK1) includes a first sub-signal (3a) and the second measuring channel (MK2) second partial signal (3b) is generated from the excitation signal (2a; 2b); S4) temporally delaying the excitation signal (2a) at one of the measuring channels (MK1, MK2) with respect to a remaining one of the measuring channels (MK1, MK2); S5) superimposing the partial signals to a response signal (3) at an output (A); and S6) driving a signal amplifier device (7), an analog-to-digital converter device (8), and a filter device (9) with the response signal (3) and generating a digital output signal as a capacitive measurement signal (S) from the response signal (3). , Verfahren nach Anspruch 11, bei dem im Verfahrensschritt S2 die Taktgebereinrichtung (4) eine erste zeitliche Taktung (t1) und eine dazu zeitversetzte zweite zeitliche Taktung (t2) erzeugt, wobei die erste zeitliche Taktung (t1) an eine erste Anregungsvorrichtung (5a) und die zweite zeitliche Taktung (t2) an eine zweite Anregungsvorrichtung (5b) weitergegeben wird, wobei die erste Anregungsvorrichtung (5a) mit dem ersten elektronischen Messkanal (MK1) und die zweite Anregungsvorrichtung (5b) mit dem zweiten elektronischen Messkanal (MK2) verbunden ist und im Verfahrensschritt S4 an den ersten elektronischen Messkanal (MK1) das Anregungssignal (2a) und an den zweiten elektronischen Messkanal (MK2) ein zeitlich verzögertes Anregungssignal (2b) weitergegeben wird.Method according to Claim 11 in which, in method step S2, the clock device (4) generates a first time clock (t1) and a time-offset second time clock (t2), wherein the first time clock (t1) to a first excitation device (5a) and the second time clock (t2) is forwarded to a second excitation device (5b), wherein the first excitation device (5a) is connected to the first electronic measurement channel (MK1) and the second excitation device (5b) is connected to the second electronic measurement channel (MK2) and in process step S4 the first electronic measuring channel (MK1) the excitation signal (2a) and to the second electronic measuring channel (MK2) a delayed excitation signal (2b) is passed. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erste zeitliche Taktung (t1) und die zweite zeitliche Taktung (t2) um einen konstanten Zeitunterschied (dt) zeitverschoben werden.Method according to Claim 12 in which the first time clock (t1) and the second time clock (t2) are time-shifted by a constant time difference (dt). Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das zeitliche Verzögern im Verfahrensschritt S4 mittels einer Verzögerungseinrichtung (12) erfolgt, welche im ersten elektronischen Messkanal (MK1) oder im zweiten elektronischen Messkanal (MK2) verschaltet ist.Method according to Claim 11 in which the time delay in method step S4 takes place by means of a delay device (12) which is connected in the first electronic measuring channel (MK1) or in the second electronic measuring channel (MK2).
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