DE19838528A1 - Evaluating capacitance of capacitive sensor for detection of person - Google Patents

Evaluating capacitance of capacitive sensor for detection of person

Info

Publication number
DE19838528A1
DE19838528A1 DE19838528A DE19838528A DE19838528A1 DE 19838528 A1 DE19838528 A1 DE 19838528A1 DE 19838528 A DE19838528 A DE 19838528A DE 19838528 A DE19838528 A DE 19838528A DE 19838528 A1 DE19838528 A1 DE 19838528A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
osz
capacitive sensor
output
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19838528A
Other languages
German (de)
Inventor
Karl Heinz Huhn
Ulrich Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elan Schaltelemente GmbH and Co KG
Original Assignee
Elan Schaltelemente GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elan Schaltelemente GmbH and Co KG filed Critical Elan Schaltelemente GmbH and Co KG
Priority to DE19838528A priority Critical patent/DE19838528A1/en
Publication of DE19838528A1 publication Critical patent/DE19838528A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance

Abstract

The capacitance is dynamically evaluated by producing a periodic signal and integrating it based on the capacitance (C) of the capacitive sensor. At least one time constant ( tau ) of a rising or falling edge of the integrated signal (SINT) is measured, and upon reaching a predetermined time constant, a signal is produced which is compared with a reference signal (SREF) to produce an output signal (SAUS). An Independent claim is also included for a device for evaluating the capacitance of a capacitive sensor.

Description

Die Erfindung bezieht sich einerseits auf ein Verfahren zur Auswertung der Kapazität eines kapazitiven Sensors, insbesondere eines Personendetektors, wobei ein von der Kapazität des kapazitiven Sensors abhängiges Signal erzeugt, mit einem Referenzsignal verglichen und bei Übereinstimmung der Signale ein Ausgangssignal erzeugt wird und andererseits auf eine Vorrichtung zur Auswertung der Kapazität eines kapazitiven Sensors, umfassend eine Signalgebereinrichtung, die ein elektrisches Signal erzeugt, das von der Kapazität des kapazitiven Sensors abhängt und eine Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung, die in Abhängigkeit des Signals der Signalgebereinrichtung eine Ausgangsstufe ansteuert.The invention relates on the one hand to a method for evaluating the capacity of a capacitive sensor, in particular a person detector, one of the capacitance of the capacitive sensor dependent signal generated, compared with a reference signal and at Match the signals an output signal is generated and on the other hand to a Device for evaluating the capacitance of a capacitive sensor, comprising a Signaling device that generates an electrical signal that depends on the capacity of the capacitive sensor depends and a comparison and processing facility, which in Depending on the signal of the signaling device controls an output stage.

Aus DE 36 35 644 ist ein Personendetektor mit zwei gegeneinander isolierten Elektroden bekannt, die zwischen sich ein elektrisches Feld bestimmen, das zumindest ein Teil eines Personenaufenthaltsbereichs durchsetzt. Dabei weist die Signalgebereinrichtung einen Oszilla­ tor auf, dessen Ausgangsfrequenz von der Kapazität des kapazitiven Sensors abhängig ist. Die Ausgangsfrequenz des Oszillators wird sodann gezählt und mit einem Bezugswert in einem digitalen Vergleicher verglichen. Am Ausgang des Vergleichers ist ein digitales Ansteuer­ signal abgreifbar. Weist der kapazitive Sensor eine bestimmte Kapazität auf, liegt am Ausgang ein "HIGH"-Signal an. Anderenfalls ist der Ausgang auf "LOW" geschaltet. In diesem Betriebszustand kann jedoch nicht erkannt werden, ob ein Betriebsfehler der Schal­ tung vorliegt oder ob eine Kapazitätsänderung stattgefunden hat.DE 36 35 644 discloses a person detector with two electrodes which are insulated from one another known that determine an electric field between them, which is at least part of a Enforced area. The signaling device has an oszilla gate whose output frequency depends on the capacitance of the capacitive sensor. The Output frequency of the oscillator is then counted and with a reference value in one compared digital comparator. There is a digital control at the output of the comparator signal available. If the capacitive sensor has a certain capacity, it is due to Output a "HIGH" signal. Otherwise the output is switched to "LOW". In this operating state, however, can not be recognized whether an operating error of the scarf device or whether there has been a change in capacity.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswertung der Kapazität eines kapazitiven Sensors derart weiterzubilden, daß die Auswertung der Kapazität des kapazitiven Sensors bei geringem Schaltungsaufwand verbes­ sert wird.The problem underlying the present invention is a method and a device  to evaluate the capacity of a capacitive sensor in such a way that the Evaluation of the capacitance of the capacitive sensor with little circuitry sert.

Das Problem wird erfindungsgemäß u. a. dadurch gelöst, daß eine dynamische Auswertung des kapazitiven Sensors erfolgt, wobei ein periodisches Signal SOSZ erzeugt und in Abhängig­ keit der Kapazität des kapazitiven Sensors integriert wird, wobei zumindest eine Zeitkonstante τ einer steigender und/oder fallender Flanke des integrierten Signals SINT gemessen und bei Erreichen einer vorbestimmten Zeitkonstante τKOMP ein Signal SKOMP erzeugt wird, das mit einem Referenzsignal SREF verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichs das Ausgangssignal SAUS erzeugt wird.The problem is solved according to the invention in that a dynamic evaluation of the capacitive sensor takes place, a periodic signal S OSZ being generated and integrated as a function of the capacitance of the capacitive sensor, with at least one time constant τ of a rising and / or falling edge of the integrated Signal S INT measured and when reaching a predetermined time constant τ KOMP a signal S KOMP is generated, which is compared with a reference signal S REF and the output signal S OUT is generated depending on the comparison.

Es erfolgt eine dynamische Auswertung der Kapazität des kapazitiven Sensors insbesondere durch Integration der steigenden und/oder fallenden Flanke. Insbesondere wird durch diese Art der Auswertung auch ein dynamisches Ausgangssignal erzeugt, das eine sichere Aus­ wertung der Kapazität des kapazitiven Sensors ermöglicht.In particular, the capacitance of the capacitive sensor is dynamically evaluated by integrating the rising and / or falling edge. In particular, through this Type of evaluation also generates a dynamic output signal, which is a safe off evaluation of the capacitance of the capacitive sensor enables.

Bei einer bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, daß eine Zeitkonstante τ1 der steigen­ den Flanke und eine Zeitkonstante τ2 der fallenden Flanke des integrierten Signals SINT gemessen wird und daß beim Erreichen der vorgegebenen Zeitkonstante τKOMP das Signal SKOMP mit einer Frequenz fKOMP erzeugt wird, die der doppelten Frequenz fOSZ des periodi­ schen Signals SOSZ entspricht und daß das Referenzsignal SREF eine Frequenz fREF aufweist, die ebenfalls der doppelten Frequenz fOSZ entspricht. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß die Auswertung sowohl der ansteigenden als auch der abfallenden Flanke gegenüber der Aus­ wertung nur einer Flanke ein höheres Maß an Genauigkeit und Sicherheit bietet.In a preferred procedure it is provided that a time constant τ 1 of the rising edge and a time constant τ 2 of the falling edge of the integrated signal S INT is measured and that when the predetermined time constant τ KOMP is reached the signal S KOMP is generated with a frequency f KOMP is, which corresponds to twice the frequency f OSZ of the periodic signal S OSZ and that the reference signal S REF has a frequency f REF , which also corresponds to twice the frequency f OSZ . Experiments have shown that the evaluation of both the rising and the falling edge compared to the evaluation of only one edge offers a higher degree of accuracy and security.

Bei einer weiteren bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, daß das Signal SKOMP zu einer Ausgangsstufe durchgeschaltet wird, wenn innerhalb einer Periode TOSZ des Oszillator­ signals SOSZ von einem Zähler zumindest zwei Zählimpulse gezählt werden und daß der Zähler durch ein Reset-Signal SRESET zurückgesetzt wird. Damit wird erreicht, daß nur die längeren Impulse, d. h. die Impulse, die dann erzeugt werden, wenn der Kondensator eine bestimmte Kapazität erreicht und von dieser nur dann zur Ausgangsstufe weitergeleitet wird, wenn innerhalb der Oszillatorperiode zwei Zählimpulse, das entspricht einer steigenden und einer fallenden Flanke, gezählt werden. Dabei wird das Reset-Signal SRESET synchron mit dem Oszillator-Signal SOSZ erzeugt, wobei das Reset-Signal SRESET eine Frequenz fRESET = fOSZ aufweist.In a further preferred procedure it is provided that the signal S KOMP is switched through to an output stage if at least two counting pulses are counted by a counter within a period T OSZ of the oscillator signal S OSZ and that the counter is reset by a reset signal S RESET becomes. This ensures that only the longer pulses, i.e. the pulses that are generated when the capacitor reaches a certain capacitance and is only forwarded by this to the output stage, if two counting pulses occur within the oscillator period, which corresponds to a rising and a falling Flank to be counted. The reset signal S RESET is generated synchronously with the oscillator signal S OSZ , the reset signal S RESET having a frequency f RESET = f OSZ .

Um eine sichere Auswertung des integrierten Signals zu gewährleisten, ist das periodische Oszillatorsignal SOSZ eine Rechteckspannung mit einer Frequenz fOSZ im Bereich von ca. 64 kHz bis ca. 3,9 kHz, vorzugsweise fOSZ = 32,768 kHz. Die Frequenz fOSZ des Oszillatorsignals SOSZ ist von der Kapazität des kapazitiven Sensors abhängig.In order to ensure reliable evaluation of the integrated signal, the periodic oscillator signal S OSZ is a square wave voltage with a frequency f OSZ in the range from approximately 64 kHz to approximately 3.9 kHz, preferably f OSZ = 32.768 kHz. The frequency f OSZ of the oscillator signal S OSZ depends on the capacitance of the capacitive sensor.

Verfahrensmäßig werden die Zeitkonstanten τ1, τ2 der steigenden und/oder fallenden Flanke des integrierten Signals SINT durch Vergleich mit Referenzspannungen gemessen. Verfahrens­ gemäß ist das Komparatorsignal SKOMP ein Rechtecksignal mit einer Frequenz fKOMP = 2 × SOSZ, wobei das Komparatorsignal SKOMP unsymmetrisch ist, d. h. daß die Einschaltzeit gegenüber der Ausschaltzeit vergrößert ist.According to the method, the time constants τ 1 , τ 2 of the rising and / or falling edge of the integrated signal S INT are measured by comparison with reference voltages. According to the method, the comparator signal S KOMP is a square-wave signal with a frequency f KOMP = 2 × S OSZ , the comparator signal S KOMP being asymmetrical, ie the switch-on time is increased compared to the switch-off time.

Insbesondere wird das Referenzsignal SREF durch eine abfallende Flanke des Oszillatorsignals SOSZ dynamisch angestoßen, wobei das Referenzsignal SREF ein Rechteckimpuls definierter Breite mit fREF = 2 × fOSZ ist.In particular, the reference signal S REF is triggered dynamically by a falling edge of the oscillator signal S OSZ , the reference signal S REF being a square-wave pulse of a defined width with f REF = 2 × f OSZ .

Besonders hervorzuheben ist, daß die Ausgangsstufe mit einem dynamischen Rechtecksignal SAUS vorzugsweise mit einer Frequenz fAUS = fOSZ = 32,768 kHz angesteuert wird.It should be particularly emphasized that the output stage is controlled with a dynamic square-wave signal S AUS, preferably with a frequency f AUS = f OSZ = 32.768 kHz.

Vorrichtungsmäßig wird das Problem dadurch gelöst, daß die Signalgebereinrichtung ein den kapazitiven Sensor umfassendes Integrationsglied aufweist, das eingangsseitig mit einem Oszillator und ausgangsseitig mit eine Komparatorschaltung verbunden ist, wobei ein Aus­ gang der Komparatorschaltung mit einem ersten Eingang der Vergleichs- und Verarbeitungs­ einrichtung verbunden ist und dessen zweiter Eingang direkt oder über ein Referenzglied mit dem Oszillator verbunden ist. In terms of device, the problem is solved in that the signaling device Capacitive sensor comprising integrating element, the input side with a Oscillator and the output side is connected to a comparator circuit, with an off gear of the comparator circuit with a first input of the comparison and processing device is connected and its second input directly or via a reference element is connected to the oscillator.  

Diese Ausführungsform zeichnet sich gegenüber bekannten Schaltungsanordnungen nach dem Stand der Technik dadurch aus, daß die mit erheblichem Schaltungsaufwand durchzuführen­ de Auswertung eines Brückensignals vermieden wird. Auch wird durch diese Schaltungs­ anordnung eine dynamische Auswertung der Kapazität des kapazitiven Sensors ermöglicht.This embodiment is distinguished from known circuit arrangements according to the State of the art in that perform with considerable circuitry de evaluation of a bridge signal is avoided. Also through this circuit arrangement allows a dynamic evaluation of the capacitance of the capacitive sensor.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Integrationsglied als RC-Glied in Form eines Tiefpasses ausgebildet ist, wobei der kapazitive Sensor einen Kondensator des Tiefpasses bildet. Zur Erkennung der Zeitkonstanten der steigenden und/oder fallenden Flanken des integrierten Signals weist die Komparatorschaltung zumindest zwei Komparatoren auf, von denen einer den Spannungsanstieg der steigenden Flanke und der andere den Spannungsabfall der fallenden Flanke überwacht. Damit wird erreicht, daß beim Überschreiten eines Spannungswertes der ansteigenden Flanke ein Ausgangssignal erzeugt wird, das beim Unterschreiten der ab fallenden Flanke unter einen vorgegebenen Wert wieder zurückgesetzt wird. Dadurch erhält das Komparatorsignal SKOMP die doppelte Frequenz des Eingangssignals mit der Frequenz fOSZ.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the integration element is designed as an RC element in the form of a low pass, the capacitive sensor forming a capacitor of the low pass. To detect the time constants of the rising and / or falling edges of the integrated signal, the comparator circuit has at least two comparators, one of which monitors the voltage rise of the rising edge and the other monitors the voltage drop of the falling edge. This ensures that when a voltage value of the rising edge is exceeded, an output signal is generated which is reset below a predetermined value when the falling edge falls below. This gives the comparator signal S KOMP twice the frequency of the input signal with the frequency f OSZ .

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung einen als NAND-Gatter ausgebildeten Vergleicher und eine Zählstufe aufweist. Zur Frequenzhalbierung weist die Zählstufe zumindest zwei Flip-Flops auf, deren SET-Eingang jeweils mit einem Ausgang des Vergleichers verbunden und deren RESET-Eingang mit dem Signal SOSZ verbunden ist.Furthermore, it is provided that the comparison and processing device has a comparator designed as a NAND gate and a counting stage. To halve the frequency, the counter stage has at least two flip-flops, the SET input of which is connected to an output of the comparator and the RESET input of which is connected to the signal S OSZ .

Am Ausgang der Zählstufe liegt ein dynamisches Ausgangssignal mit einer Frequenz fAUS im Bereich von ca. 64 kHz bis ca. 3,9 kHz, vorzugsweise fAUS = fOSZ = 32,768 kHz an. Das dynamische Ausgangssignal kann zur Ansteuerung einer Ausgangsstufe verwendet werden. Gegenüber statischen Signalen weist das dynamische Ausgangssignal den Vorteil auf, daß nur dann ein Einschaltsignal erzeugt wird, wenn ein dynamisches Signal anliegt.At the output of the counter stage there is a dynamic output signal with a frequency f AUS in the range from approximately 64 kHz to approximately 3.9 kHz, preferably f AUS = f OSZ = 32.768 kHz. The dynamic output signal can be used to control an output stage. Compared to static signals, the dynamic output signal has the advantage that a switch-on signal is only generated when a dynamic signal is present.

Insgesamt soll die Schaltungsanordnung als Personendetektor ausgebildet sein. Dazu weist der kapazitive Sensor zwei großflächige Elektroden auf, die als Trittmatte und/oder Sitzmatte ausgebildet sind. Derartige Trittmatten oder Sitzmatten können in Kfz-Sitze oder Fußmatten integriert sein, deren Kapazität durch das Körpervolumen verändert wird. Entsprechend der Elektrodenfläche kann die Oszillatorfrequenz fOSZ auf verschiedene Werte eingestellt werden.Overall, the circuit arrangement should be designed as a person detector. For this purpose, the capacitive sensor has two large-area electrodes which are designed as a step mat and / or seat mat. Such foot mats or seat mats can be integrated into motor vehicle seats or floor mats, the capacity of which is changed by the body volume. Depending on the electrode area, the oscillator frequency f OSZ can be set to different values.

Besonders hervorzuheben ist desweiteren, daß der kapazitive Sensor und/oder die Aus­ werteschaltung als sicherheitsgerichtetes bzw. fehlersicheres Schaltgerät ausgebildet ist. Dabei ist der kapazitive Sensor und/oder die Auswerteschaltung nach Schutzart IP 67 isoliert. Selbstverständlich kann die Vorrichtung zwei- oder mehrkanalig ausgebildet sein.It should also be particularly emphasized that the capacitive sensor and / or the off value circuit is designed as a safety-related or fail-safe switching device. Here the capacitive sensor and / or the evaluation circuit is isolated according to protection class IP 67. Of course, the device can have two or more channels.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention result not only from the Claims, the features to be extracted from these - individually and / or in combination -, but also from the following description of one of the drawings preferred embodiment.

Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The single figure shows a block diagram of the device according to the invention for through implementation of the method according to the invention.

In der einzigen Figur ist rein prinzipiell ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung 10 zur Auswertung der Kapazität eines kapazitiven Sensors 12 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 10 umfaßt eine Signalgebereinrichtung 14, die mit einem ersten Ausgang 16 mit einem Eingang 18 einer Komparatorschaltung 20 verbunden ist, die ihrerseits über einen Ausgang 22 mit einem ersten Eingang 24 mit einer Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung 26 ver­ bunden ist. Mit einem zweiten Ausgang 28 ist die Signalgebereinrichtung 14 mit einem ersten Eingang 30 einer Referenzschaltung 32 verbunden, die mit einem Ausgang 34 mit einem zweiten Eingang 36 der Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung 26 verbunden ist. Die Ver­ gleichs- und Verarbeitungseinrichtung 26 ist über einen Ausgang 38 mit einem Eingang 40 einer Ausgangsstufe 42 verbunden. Zur Spannungsversorgung ist eine Spannungsversorgungs­ schaltung 44 vorgesehen, die eingangsseitig mit einer Netzspannung im Bereich von 10 bis 30 VDC versorgt wird und ausgangsseitig eine Gleichspannung von 5 VDC zur Verfügung stellt.In principle, the single figure shows a block diagram of a circuit arrangement 10 for evaluating the capacitance of a capacitive sensor 12 . The circuit arrangement 10 comprises a signal transmitter device 14 which is connected to a first output 16 with an input 18 of a comparator circuit 20 , which in turn is connected via an output 22 to a first input 24 with a comparison and processing device 26 . The signal transmitter device 14 is connected with a second output 28 to a first input 30 of a reference circuit 32 , which is connected with an output 34 to a second input 36 of the comparison and processing device 26 . The comparison and processing device 26 is connected via an output 38 to an input 40 of an output stage 42 . A voltage supply circuit 44 is provided for the voltage supply, which is supplied on the input side with a mains voltage in the range from 10 to 30 VDC and on the output side provides a DC voltage of 5 VDC.

Die Signalgebereinrichtung 14 umfaßt einen quarzgesteuerten Oszillator 46, der in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rechtecksignal SOSZ mit einer Frequenz fOSZ = 32,768 kHz an einem Ausgang 48 zur Verfügung stellt. Der Ausgang 48 des Oszillators 46 ist mit einem Eingang 50 eines Integriergliedes 52 verbunden. Das Integrierglied 52 ist mit einer Elektrode 54 des kapazitiven Sensors 12 verbunden und ist insgesamt als passives Tief­ paßfilter mit einem ohmschen Anteil R und einem kapazitiven Anteil C ausgebildet. Der ohmsche Anteil R ist durch die Schaltung fest vorgegeben und kann ggfs. durch ein Potentio­ meter an die Sensorik angepaßt werden.The signal transmitter device 14 comprises a quartz-controlled oscillator 46 which , in the exemplary embodiment shown here, provides a square-wave signal S OSZ with a frequency f OSZ = 32.768 kHz at an output 48 . The output 48 of the oscillator 46 is connected to an input 50 of an integrating element 52 . The integrating element 52 is connected to an electrode 54 of the capacitive sensor 12 and is designed overall as a passive low-pass filter with an ohmic component R and a capacitive component C. The ohmic portion R is fixed by the circuit and can be adjusted by a potentiometer to the sensors.

Die kapazitive Größe C, d. h. die Kapazität des kapazitiven Sensors ist eine veränderbare Größe, die je nach Anwendung des kapazitiven Sensors z. B. als Trittmatte oder als Perso­ nendetektor die Anwesenheit einer Person anzeigt. Das den kapazitiven Sensor 12 umfassende Integrierglied 52 ist als passives Integrierglied ausgebildet und weist eine Zeitkonstante τ = C × R auf. Bei Betrieb können sich zwei Zeitkonstanten einstellen, wobei eine erste Leer­ laufzeitkonstante τ0 = C0 × R, eine verhältnismäßig kleine Zeitkonstante, bezogen auf die Einschaltdauer der Oszillatorfrequenz fOSZ ist. C0 besteht im Wesentlichen aus der Kapazität des kapazitiven Sensors 12 und einer Schaltungskapazität.The capacitive size C, that is, the capacitance of the capacitive sensor is a variable size, which, depending on the application of the capacitive sensor z. B. as a foot mat or as a personal detector the presence of a person indicates. The integrating element 52 comprising the capacitive sensor 12 is designed as a passive integrating element and has a time constant τ = C × R. During operation, two time constants can be set, with a first idle time constant τ 0 = C 0 × R, a relatively small time constant, based on the duty cycle of the oscillator frequency f OSZ . C 0 essentially consists of the capacitance of the capacitive sensor 12 and a circuit capacitance.

In einem zweiten Betriebsfall, bei dem der kapazitive Sensor 12 betätigt ist, d. h. wenn sich die Kapazität des kapazitiven Sensors durch das Volumen einer Person oder den Einfluß einer Person verändert hat, ist die Zeitkonstante τB = CB × R wirksam, wobei CB die Bele­ gungskapazität des kapazitiven Sensors 12 ist. Die Belegungszeitkonstante τB ist dabei die erforderliche Zeitkonstante, bei welcher die Belegung des kapazitiven Sensors sicher erkannt wird. Hierbei weist die Belegungszeitkonstante τB einen Grenzwert auf, der in etwa ≦ 50% der Einschaltdauer 1/2 TOSZ des Oszillatorsignals SOSZ beträgt, mit TOSZ = 1/fOSZ.In a second operating case in which the capacitive sensor 12 is actuated, ie when the capacitance of the capacitive sensor has changed due to the volume of a person or the influence of a person, the time constant τ B = C B × R is effective, with C B the Bele supply capacity of the capacitive sensor 12 is. The occupancy time constant τ B is the required time constant at which the occupancy of the capacitive sensor is reliably recognized. Here, the occupancy time constant τ B has a limit value which is approximately ≦ 50% of the duty cycle 1/2 T OSZ of the oscillator signal S OSZ , with T OSZ = 1 / f OSZ .

Am Ausgang 16 des Integrierglieds 52 ist ein Integrationssignal SINT meßbar, dessen steigen­ de Flanken 56 und fallende Flanken 58 in Abhängigkeit der Kapazität CB des kapazitiven Sensors 12 verändert bzw. integriert sind.At the output 16 of the integrating element 52 , an integration signal S INT can be measured, the rising edges 56 and falling edges 58 of which are changed or integrated depending on the capacitance C B of the capacitive sensor 12 .

In der Komparatorschaltung 20 wird eine Zeitkonstante τ1 der steigenden Flanke 56 und eine Zeitkonstante τ2 der fallenden Flanke 58 des integrierten Signals SINT mit Hilfe von Refe­ renzspannungen gemessen. Dazu sind in der Komparatorschaltung 20 zumindest zwei Kom­ paratoren vorgesehen. Die Zeitkonstanten τ1 und τ2 sind in der Regel identisch. Sofern die Zeitkonstanten τ1 und/oder τ2 die Belegungszeitkonstante τB erreichen, d. h. wenn die an­ steigende Flanke einen bestimmten Spannungswert überschreitet und/oder die abfallende Spannungsflanke einen bestimmten Spannungswert unterschreitet, schalten die in der Kom­ paratorschaltung 20 enthaltenden Komparatoren durch, womit ein Rechtecksignal SKOMP mit doppelter Oszillatorfrequenz erzeugt wird. Dieses Komparatorsignal SKOMP ist unsymmetrisch, wobei die Einschaltdauer, d. h. der "HIGH"-Bereich zeitlich gegenüber der Ausschaltdauer vergrößert ist. Die Frequenzverdopplung ergibt sich dadurch, daß sowohl die ansteigende als auch die abfallende Flanke überwacht wird.In the comparator circuit 20 , a time constant τ 1 of the rising edge 56 and a time constant τ 2 of the falling edge 58 of the integrated signal S INT is measured with the aid of reference voltages. For this purpose, at least two comparators are provided in the comparator circuit 20 . The time constants τ 1 and τ 2 are usually identical. If the time constants τ 1 and / or τ 2 reach the occupancy time constant τ B , ie if the rising edge exceeds a certain voltage value and / or the falling voltage edge falls below a certain voltage value, the comparators contained in the comparator circuit 20 switch through, which switches on Rectangular signal S KOMP with twice the oscillator frequency is generated. This comparator signal S KOMP is asymmetrical, the on-time, ie the "HIGH" range, being increased in time compared to the off-time. The frequency doubling results from the fact that both the rising and the falling edge are monitored.

Das ebenfalls mit dem Oszillator 46 verbundene Referenzglied 32, das im Folgenden als Impulsstufe bezeichnet wird, ist eingangsseitig mit dem Oszillatorsignal SOSZ versorgt. In der Impulsstufe 32 wird dynamisch durch eine fallende Flanke des Oszillatorsignals SOSZ mit doppelter Frequenz ein Rechtecksignal SREF definierter Breite erzeugt und dem Eingang 36 der Vergleicher- und Verarbeitungseinrichtung 26 zugeführt. Desweiteren liegt an einem Ausgang 60 ein zu dem Osizillatorsignal SOSZ synchrones Reset-Signal SRESET mit einer Frequenz fRESET = 32,768 kHz an, das mit einem Eingang 62 der Vergleicher- und Verarbei­ tungseinrichtung 26 verbunden ist.The reference element 32 , which is also connected to the oscillator 46 and is referred to below as the pulse stage, is supplied on the input side with the oscillator signal S OSZ . In the pulse stage 32 , a square-wave signal S REF of defined width is generated dynamically by a falling edge of the oscillator signal S OSZ with double frequency and fed to the input 36 of the comparator and processing device 26 . Furthermore, a reset signal S RESET , which is synchronous with the oscillator signal S OSZ and has a frequency f RESET = 32.768 kHz, is connected to an output 60 and is connected to an input 62 of the comparator and processing device 26 .

In der Vergleicher- und Verarbeitungseinrichtung 26 ist ein NAND-Gatter angeordnet, dessen Eingänge einerseits den Eingang 24 und andererseits den Eingang 26 der Vergleicher- und Verarbeitungseinrichtung 26 bilden. Durch das NAND-Gatter werden das Komparatorsignal SKOMP und das Referenzsignal SREF in der Laufzeit verglichen. Dem Vergleicher in Form des NAND-Gatters ist eine Zählerstufe nachgeschaltet, die vorzugsweise zwei Flip-Flop-Schalt­ kreise enthält. Ein Takteingang der Flip-Flop-Schaltkreise ist jeweils mit dem Ausgang des NAND-Gatters verbunden. Die Flip-Flop-Schaltkreise weisen jeweils einen Reset-Eingang auf, der mit dem Eingang 62 der Vergleicher- und Verarbeitungseinrichtung 26 verbunden ist. Nur die längeren Impulse des Komparatorsignals SKOMP mit der Belegungszeitkonstanten τB werden zur Zählstufe geschaltet und von dieser nur dann zur Ausgangsstufe 42 durchgeschal­ tet, wenn innerhalb einer Periode TOSZ des Oszillatorsignals bzw. des synchronen Reset- Signals SRESET zwei Zählimpulse, d. h. eine steigende und eine fallende Flanke am Ausgang des Vergleichers gezählt werden. In diesem Fall wird die Ausgangsstufe 42 mit einem dynamischen Ausgangssignal SAUS mit einer Frequenz fAUS = 32,768 kHz angesteuert.A NAND gate is arranged in the comparator and processing device 26 , the inputs of which form the input 24 on the one hand and the input 26 of the comparator and processing device 26 on the other hand. The comparator signal S KOMP and the reference signal S REF are compared in the transit time by the NAND gate. The comparator in the form of the NAND gate is followed by a counter stage, which preferably contains two flip-flop circuits. A clock input of the flip-flop circuits is connected to the output of the NAND gate. The flip-flop circuits each have a reset input which is connected to the input 62 of the comparator and processing device 26 . Only the longer pulses of the comparator signal S KOMP with the occupancy time constant τ B are switched to the counter stage and switched through from this to the output stage 42 only if, within a period T OSZ of the oscillator signal or the synchronous reset signal S RESET, two counter pulses, ie one rising and falling edges are counted at the output of the comparator. In this case, the output stage 42 is driven with a dynamic output signal S AUS with a frequency f AUS = 32.768 kHz.

Desweiteren ist vorgesehen, daß gefährliche Schaltsignale aufgrund von Fehlern oder Störungen in einem kapazitiven System, die Schäden für Personen, Maschinen oder Arbeits­ gut zur Folge haben könnten, durch zusätzliche fehlerausschließende und/oder fehlerbeherr­ schende Maßnahmen verhindert werden, um damit im Sinne der geltenden Vorschriften den Einsatz als ein sicherheitsgerichtetes Schaltgerät zu ermöglichen.Furthermore, it is provided that dangerous switching signals due to errors or Faults in a capacitive system that damage people, machinery or work could result in additional error exclusion and / or error control preventive measures are prevented in order to comply with the applicable regulations To enable use as a safety-related switching device.

Dabei bildet der kapazitive Sensor 12 zusammen mit der Auswerteschaltung ein sicherheits­ gerichtetes Schaltgerät. Die Einsatzmöglichkeit als sicherheitsgerichtetes Schaltgerät wird zum einen durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen erreicht, die im Sinne der geltenden Vorschriften Fehlerausschlüsse ermöglichen, z. B. besondere Schutzmaßnahmen, die das Ein­ dringen von Feuchtigkeit zwischen Kondensator und Bezugsmasse sowie in die Auswerte­ schaltung ausschließen.The capacitive sensor 12 together with the evaluation circuit forms a safety-related switching device. The possible use as a safety-related switchgear is achieved on the one hand by additional constructive measures which, within the meaning of the applicable regulations, enable error exclusions, e.g. B. special protective measures that rule out the penetration of moisture between the capacitor and reference mass and in the evaluation circuit.

Die Einsatzmöglichkeit als sicherheitsgerichtetes Schaltgerät wird weiterhin erreicht durch einen vollständigen oder teilweisen mehrkanaligen, vorzugsweise zweikanaligen Aufbau des Systems in vollständiger oder teilweise homogener und/oder diversitärer Ausführung und/oder mit vollständiger oder teilweise statischer oder dynamischer Arbeitsweise der Kanäle, um im Sinne der geltenden Vorschriften eine Fehlerbeherrschung zu gewährleisten. Insbesondere kann die Ausgangsstufe 42 derart ausgebildet sein, daß an ihrem Ausgang ein statisches Signal zur Verfügung steht.The possible use as a safety-related switching device is also achieved by a complete or partial multi-channel, preferably two-channel system structure in a completely or partially homogeneous and / or diversified version and / or with a completely or partially static or dynamic mode of operation of the channels in order to comply with the applicable regulations to ensure control of errors. In particular, the output stage 42 can be designed such that a static signal is available at its output.

Dabei bleibt vorbehalten, in einem mehrkanaligen Aufbau bestimmte Schaltungsteile, die in der einkanaligen Ausführungsform bereits als sicherheitstechnische und/oder der Verfüg­ barkeit dienende Elemente enthalten sind, auch anders auszuführen oder vollständig ein­ zusparen.It remains reserved in a multi-channel structure certain circuit parts, which in the single-channel embodiment already as security and / or the disposal elements that serve the availability are also to be executed differently or completely save.

Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung eine dynamische Auswertung des kapazitiven Sensors durch eine Analyse der steigenden und der fallenden Flanke des Oszillatorsignals erreicht. Die dynamische Aus­ wertung bietet den Vorteil, daß ein dynamisches Ansteuersignal zur Verfügung gestellt wird, wodurch eine höhere Betriebssicherheit erreicht wird. Der kapazitive Sensor 12 umfaßt jede Art von Sensoren, die die Kapazität des menschlichen Körpers nutzen, um bei Annäherung eines Körperteils ein Schaltsignal zu erzeugen oder durch das Volumen eines menschlichen Körpers eine Kapazitätsänderung zu erfahren. Hervorzuheben ist, daß bei Ausführungsform als Trittmatte oder Flächenschalter diese gegenüber Eindringen von Feuchtigkeit geschützt ist, damit die zwischen den Elektroden angeordnete Isolationsschicht und damit die Dielek­ trizitätskonstante nicht beeinflußt wird. Bei Ausführung des kapazitiven Sensors als Flächen- bzw. Trittmattensensor ist vorgesehen, daß bei Matten größerer Fläche die Systemfrequenz bzw. Oszillatorfrequenz fOSZ auf Werte zwischen 64, 16, 8 und 4 kHz eingestellt wird.Overall, the inventive method and the scarf arrangement according to the invention achieve a dynamic evaluation of the capacitive sensor by analyzing the rising and the falling edge of the oscillator signal. The dynamic evaluation offers the advantage that a dynamic control signal is made available, whereby a higher level of operational safety is achieved. The capacitive sensor 12 comprises any type of sensor that uses the capacity of the human body to generate a switching signal when a part of the body approaches or to experience a change in capacity due to the volume of a human body. It should be emphasized that in the embodiment as a step mat or surface switch, this is protected against the ingress of moisture, so that the insulation layer arranged between the electrodes and thus the dielectric constant is not influenced. When the capacitive sensor is designed as a surface or contact mat sensor, it is provided that the system frequency or oscillator frequency f OSZ is set to values between 64, 16, 8 and 4 kHz in the case of mats with a larger surface.

Als Bezugsgröße kann eine Bandbreite der Mattenkapazität in Abhängigkeit von der System- bzw. Oszillatorfrequenz benannt werden. Insbesondere hat die Belegungszeitkonstante τB den Grenzwert ≦ 50% von 1/2 TOSZ der System- bzw. Oszillatorfrequenz.A bandwidth of the mat capacity as a function of the system or oscillator frequency can be named as a reference variable. In particular, the occupancy time constant τ B has the limit value ≦ 50% of 1/2 T OSZ of the system or oscillator frequency.

Bei einer zweikanaligen Ausführungsform der Auswertevorrichtung wird der Oszillator 46 beispielsweise mit einer Oszillatorfrequenz fOSZ = 2 NHz betrieben. Durch Teilung der Oszillatorfrequenz fOSZ können folgende Systemfrequenzen fSYS erreicht werden, denen die in der Tabelle angegebenen Mattenkapazitäten zugeordnet sind.In a two-channel embodiment of the evaluation device, the oscillator 46 is operated, for example, with an oscillator frequency f OSZ = 2 NHz. By dividing the oscillator frequency f OSZ , the following system frequencies f SYS can be achieved, to which the mat capacities specified in the table are assigned.

Bei der zweikanaligen Ausführung mit dynamischen Ausgangsstufen (PNP und/oder NPN) ist eine Querschlußerkennung vorgesehen. Dabei handelt es sich um eine sicherheitstechnisch wichtige Ergänzung der dynamischen Ausgangsstufe 42, 42'. An jeder Ausgangsstufe 42, 42' liegt ein Ausgangssignal SAUS, S'AUS an, das einer Rechteckspannung entspricht. Die Aus­ gangssignale der Ausgangsstufen sind um 180° phasenverschoben.Cross-circuit detection is provided for the two-channel version with dynamic output stages (PNP and / or NPN). This is a safety-relevant addition to the dynamic output stage 42 , 42 '. An output signal S OUT , S ' OFF is present at each output stage 42 , 42 ', which corresponds to a square-wave voltage. The output signals from the output stages are 180 ° out of phase.

Desweiteren besteht die Möglichkeit, statische Ausgangsstufen bei einer Ergänzung durch einen Gleichzeitigkeitszwang auf Querschluß zu überwachen. Auch in diesem Fall wird eine 180° Phasendrehung der Ausgangssignale der PNP und/oder NPN kurzschluß- und überlastigen Ausgangsstufen überwacht.Furthermore, there is the possibility of adding static output stages to monitor a simultaneity constraint for short circuit. In this case too 180 ° phase rotation of the output signals of the PNP and / or NPN short-circuit and overload Output stages monitored.

Im Wesentlichen wird die Spannungsdifferenz der Ausgänge bei den dynamischen, wie auch bei den statischen Ausgangsstufen gemessen und bei Potentialgleichheit, z. B. durch Kurz­ schluß gegen Null oder weil keine Phasendrehung der Ausgänge vorhanden ist, ein Warnsi­ gnal erzeugt.Essentially, the voltage difference of the outputs in the dynamic, as well measured at the static output stages and with equality of potential, e.g. B. by short close to zero or because there is no phase shift of the outputs, a warning generated.

Insbesondere wird das Anschlußkabel von einem Schaltschrank zu der Sensoreinheit überwacht.In particular, the connection cable from a control cabinet to the sensor unit supervised.

Claims (19)

1. Verfahren zur Auswertung der Kapazität eines kapazitiven Sensors (12), insbesondere eines Personendetektors, wobei ein von der Kapazität des kapazitiven Sensors ab­ hängiges Signal SINT erzeugt, mit einem Referenzsignal SREF verglichen und bei Über­ einstimmung der Signale ein Ausgangssignal SAUS erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine dynamische Auswertung des kapazitiven Sensors (12) erfolgt, wobei ein periodisches Signal SOSZ erzeugt und in Abhängigkeit der Kapazität C0, CB des kapazi­ tiven Sensors (12) integriert wird, wobei zumindest eine Zeitkonstante τ1, τ2 einer steigenden und/oder fallenden Flanke (56, 58) des integrierten Signals SINT gemessen und bei Erreichen einer vorbestimmten Zeitkonstante τKOMP ein Signal SKOMP erzeugt wird, das mit einem Referenzsignal SREF verglichen und in Abhängigkeit des Ver­ gleichs das Ausgangssignal SAUS erzeugt wird.1. A method for evaluating the capacitance of a capacitive sensor ( 12 ), in particular a person detector, wherein a signal dependent on the capacitance of the capacitive sensor generates S INT , compared with a reference signal S REF and generates an output signal S OUT if the signals match is characterized in that a dynamic evaluation of the capacitive sensor ( 12 ) takes place, a periodic signal S OSZ being generated and integrated as a function of the capacitance C 0 , C B of the capacitive sensor ( 12 ), at least one time constant τ 1 , τ 2 of a rising and / or falling edge ( 56 , 58 ) of the integrated signal S INT is measured and, when a predetermined time constant τ KOMP is reached, a signal S KOMP is generated which is compared with a reference signal S REF and is a function of the comparison Output signal S AUS is generated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitkonstante τ1 der steigenden Flanke (56) und eine Zeitkonstante τ2 der fallenden Flanke (58) des integrierten Signals SINT gemessen wird und daß beim Erreichen der vorgegebenen Zeitkonstante τKOMP das Signal SKOMP mit einer Frequenz fKOMP = 2 × fOSZ erzeugt wird und daß das Referenzsignal SREF eine Frequenz fREF mit fREF = 2 × fOSZ aufweist. 2. The method according to claim 1, characterized in that a time constant τ 1 of the rising edge ( 56 ) and a time constant τ 2 of the falling edge ( 58 ) of the integrated signal S INT is measured and that when the predetermined time constant τ COMP the signal S KOMP is generated with a frequency f KOMP = 2 × f OSZ and that the reference signal S REF has a frequency f REF with f REF = 2 × f OSZ . 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal SKOMP zu einer Ausgangsstufe (42) durchgeschaltet wird, wenn in­ nerhalb einer Periode TOSZ des Oszillatorsignals SOSZ von einem Zähler zumindest zwei Zählimpulse gezählt werden und daß der Zähler durch Reset-Signal SRESET zurückgesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the signal S KOMP is switched through to an output stage ( 42 ) if at least two counts are counted by a counter within a period T OSZ of the oscillator signal S OSZ and that the counter by Reset signal S RESET is reset. 4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reset-Signal SRESET synchron mit dem Oszillatorsignal SOSZ erzeugt wird, wobei das Reset-Signal SRESET eine Frequenz fRESET = fOSZ aufweist.4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the reset signal S RESET is generated synchronously with the oscillator signal S OSZ , the reset signal S RESET having a frequency f RESET = f OSZ . 5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Oszillatorsignal SOSZ eine Rechteckspannung mit einer Frequenz fOSZ im Bereich von ca. 64 kHz bis ca. 3,9 kHz, vorzugsweise fOSZ = 32,768 kHz ist.5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the periodic oscillator signal S OSZ is a square wave voltage with a frequency f OSZ in the range from about 64 kHz to about 3.9 kHz, preferably f OSZ = 32.768 kHz. 6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten τ1, τ2 der steigenden und/oder fallenden Flanke des integrier­ ten Signals SINT durch Vergleich mit Referenzspannungen ermittelt werden.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the time constants τ 1 , τ 2 of the rising and / or falling edge of the integrated signal S INT are determined by comparison with reference voltages. 7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Komparatorsignal SKOMP ein Rechtecksignal mit einer Frequenz fKOMP = 2 × fOSZ ist, wobei das Komparatorsignal SKOMP unsymmetrisch ist.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the comparator signal S KOMP is a square wave signal with a frequency f KOMP = 2 × f OSZ , wherein the comparator signal S KOMP is asymmetrical. 8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzsignal SREF durch eine abfallende Flanke des Oszillatorsignals SOSZ dynamisch angestoßen wird, wobei das Referenzsignal SREF ein Rechteckimpuls definierter Breite mit fREF = 2 × fOSZ ist.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the reference signal S REF is triggered dynamically by a falling edge of the oscillator signal S OSZ , the reference signal S REF being a rectangular pulse of a defined width with f REF = 2 × f OSZ . 9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstufe (42) mit einem dynamischen Rechtecksignal SAUS vorzugs­ weise mit einer Frequenz fAUS = fOSZ = 32,768 kHz angesteuert wird.9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the output stage ( 42 ) is preferably controlled with a dynamic square wave signal S AUS, with a frequency f AUS = f OSZ = 32.768 kHz. 10. Vorrichtung zur Auswertung der Kapazität eines kapazitiven Sensors (12), umfassend eine Signalgebereinrichtung (14), die ein elektrisches Signal SINT erzeugt, das von der Kapazität C0, CB des kapazitiven Sensors (12) abhängt und eine Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung (26), die in Abhängigkeit des Signals SINT der Signalgeber­ einrichtung (14) eine Ausgangsstufe (42) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung (14) ein den kapazitiven Sensor (12) umfassendes Integrationsglied (52) aufweist, das eingangsseitig mit einem Oszillator (46) und ausgangsseitig mit einer Komparatorschaltung (20) verbunden ist, wobei ein Ausgang der Komparatorschaltung (22) mit einem ersten Eingang (24) der Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung (26) verbunden ist und dessen zweiter Eingang (36) direkt oder über ein Referenzglied (32) mit dem Oszillator (46) verbunden ist.10. Device for evaluating the capacitance of a capacitive sensor ( 12 ), comprising a signal transmitter device ( 14 ) that generates an electrical signal S INT that depends on the capacitance C 0 , C B of the capacitive sensor ( 12 ) and a comparison and Processing device ( 26 ) which controls an output stage ( 42 ) as a function of the signal S INT of the signal transmitter device ( 14 ), characterized in that the signal transmitter device ( 14 ) has an integration element ( 52 ) which comprises the capacitive sensor ( 12 ) and which is on the input side is connected to an oscillator ( 46 ) and on the output side to a comparator circuit ( 20 ), an output of the comparator circuit ( 22 ) being connected to a first input ( 24 ) of the comparison and processing device ( 26 ) and its second input ( 36 ) directly or is connected to the oscillator ( 46 ) via a reference element ( 32 ). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Integrationsglied (52), (12) als RC-Glied in Form eines Tiefpasses ausgebil­ det ist, wobei der kapazitive Sensor (12) einen Kondensator des Tiefpasses bildet.11. The device according to claim 10, characterized in that the integration element ( 52 ), ( 12 ) is ausgebil det as an RC element in the form of a low pass, the capacitive sensor ( 12 ) forming a capacitor of the low pass. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung (20) zumindest zwei Komparatoren aufweist, von denen ein erster Komparator den Spannungsanstieg der steigenden Flanke (52) und ein zweiter Komparator den Spannungsabfall der fallenden Flanke (58) überwacht. 12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that the comparator circuit ( 20 ) has at least two comparators, of which a first comparator monitors the voltage rise of the rising edge ( 52 ) and a second comparator the voltage drop of the falling edge ( 58 ). 13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleich- und Verarbeitungseinrichtung (26) einen als NAND-Gatter ausgebildeten Vergleicher und eine Zählstufe aufweist.13. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the comparison and processing device ( 26 ) has a comparator designed as a NAND gate and a counting stage. 14. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählstufe zumindest zwei Flip-Flop-Schaltkreise zur Frequenzhalbierung auf­ weist, deren SET-Eingang jeweils mit einem Ausgang des NAND-Gatters und deren RESET-Eingang mit dem Signal SOSZ verbunden ist.14. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the counter stage has at least two flip-flop circuits for halving the frequency, the SET input each with an output of the NAND gate and the RESET input with the signal S OSZ connected is. 15. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang (38) der Zählstufe ein dynamisches Ausgangssignal SAUS mit einer Frequenz fAUS im Bereich von ca. 64 kHz bis ca. 3,9 kHz, vorzugsweise fAUS = fOSZ = 32,768 kHz anliegt.15. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at the output ( 38 ) of the counter stage, a dynamic output signal S AUS with a frequency f AUS in the range from approximately 64 kHz to approximately 3.9 kHz, preferably f AUS = f OSZ = 32.768 kHz is present. 16. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Sensor (12) zwei großflächige Elektroden aufweist und als Trittmatte oder Sitzmatte ausgebildet ist.16. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the capacitive sensor ( 12 ) has two large-area electrodes and is designed as a step mat or seat mat. 17. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Sensor (12) und/oder die Auswertschaltung (10) als sicherheits­ gerichtetes bzw. fehlersicheres Schaltgerät ausgebildet ist. 17. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the capacitive sensor ( 12 ) and / or the evaluation circuit ( 10 ) is designed as a safety-oriented or fail-safe switching device. 18. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Sensor (12) und/oder die Auswerteschaltung nach Schutzart IP 67 isoliert sind.18. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the capacitive sensor ( 12 ) and / or the evaluation circuit are isolated according to protection class IP 67. 19. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei- oder mehrkanalig ausgebildet ist.19. The device according to at least one of the preceding claims, characterized, that the device is designed with two or more channels.
DE19838528A 1998-02-05 1998-08-25 Evaluating capacitance of capacitive sensor for detection of person Ceased DE19838528A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19838528A DE19838528A1 (en) 1998-02-05 1998-08-25 Evaluating capacitance of capacitive sensor for detection of person

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19804537 1998-02-05
DE19838528A DE19838528A1 (en) 1998-02-05 1998-08-25 Evaluating capacitance of capacitive sensor for detection of person

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19838528A1 true DE19838528A1 (en) 1999-08-19

Family

ID=7856726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19838528A Ceased DE19838528A1 (en) 1998-02-05 1998-08-25 Evaluating capacitance of capacitive sensor for detection of person

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19838528A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063353A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-06 Daimlerchrysler Ag Installation for identification of occupants detects presence of person in vehicle using control signals detected by signals in foot mat which link to and control restraining means
DE102004063352A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-06 Daimlerchrysler Ag Installation for identification of occupants detects presence of person in vehicle using control signals detected by sensor in floor covering of vehicle which link to and control restraining means
CN114616448A (en) * 2019-10-30 2022-06-10 Ifm电子股份有限公司 Method for monitoring the function of a capacitive pressure measuring cell

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2538542A1 (en) * 1982-12-28 1984-06-29 Feuillee Michel Measuring device with a capacitive or resistive sensor with a digital output for measuring physical values
DE19724168C1 (en) * 1997-06-07 1998-08-06 Helag Electronic Gmbh Body presence detection device, especially for motor vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2538542A1 (en) * 1982-12-28 1984-06-29 Feuillee Michel Measuring device with a capacitive or resistive sensor with a digital output for measuring physical values
DE19724168C1 (en) * 1997-06-07 1998-08-06 Helag Electronic Gmbh Body presence detection device, especially for motor vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063353A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-06 Daimlerchrysler Ag Installation for identification of occupants detects presence of person in vehicle using control signals detected by signals in foot mat which link to and control restraining means
DE102004063352A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-06 Daimlerchrysler Ag Installation for identification of occupants detects presence of person in vehicle using control signals detected by sensor in floor covering of vehicle which link to and control restraining means
CN114616448A (en) * 2019-10-30 2022-06-10 Ifm电子股份有限公司 Method for monitoring the function of a capacitive pressure measuring cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1911058B1 (en) Safety switching unit for controlling a safety device into a safe state
EP3059828B1 (en) Device and method for detecting residual curent
WO2008040746A1 (en) Apparatus for determining and/or monitoring a process variable
DE19739903A1 (en) Sensor device
DE112010002226T5 (en) Methods and devices for earth fault monitoring by means of multi-frequency residual current circuit breaker
EP3625863A1 (en) Location of a ground fault in an it network
EP3053176A1 (en) Method and apparatus for monitoring at least one electronic switching contact for a vehicle
EP3887835A1 (en) Method and device for automatically testing a switching member
EP0134050A1 (en) Circuit arrangement for operating high-pressure gas discharge lamps
WO2014202274A1 (en) Device and method for monitoring a power semiconductor switch
DE19838528A1 (en) Evaluating capacitance of capacitive sensor for detection of person
DE19632457C1 (en) Switching circuit for function monitoring for vehicle wheel RPM measuring sensor
DE4232720C1 (en) Function self-monitoring and measurement signal processor for vibration-fill-state limit switches - has parallel-working microprocessors each associated with pair of safety relays, which are switched-over for each self-test while maintaining connection state with external relay
EP3388851A1 (en) Switching assembly for testing a switching element
DE10140855A1 (en) test circuit
DE10323908A1 (en) Method and arrangement for monitoring a power output stage
WO1996029609A1 (en) Circuitry and process for testing non-intermittent signal generators
DE102007003032B3 (en) Circuit arrangement for transmitting switching signal, has two switching output carrying signal, and each switching output of separate high-side-driver are arranged for setting switching state of switching signal
EP3723223A1 (en) Detection of an earth fault in a dc network
DE3913918A1 (en) CIRCUIT TESTING SYSTEM
DE3924258C2 (en) Circuit arrangement for monitoring a converter
DE102005046282A1 (en) Electronic device`s e.g. control device, residual current detection device for motor vehicle, has electrical and sense conductors arranged on insulating material, where reduction of insulating characteristics is detected by sense conductor
DE4339164C2 (en) Frequency detection method and frequency detection device
DE2547746A1 (en) DEVICE WITH A SENSOR UNIT FOR GENERATING A SEQUENCE OF VOLTAGE VALUES AND AN AVERATING UNIT
EP3584648B1 (en) Circuit arrangement for switching an electrical load and method for monitoring a state of a safety output of a circuit assembly

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection