DE19959128A1

DE19959128A1 - Kapazitiver Gewichtssensor

Info

Publication number: DE19959128A1
Application number: DE19959128A
Authority: DE
Inventors: Michael C Mccarthy; Thomas J Lemense; Michael G Fullerton
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: US6218632B1; DE19959128B4

Abstract

Eine gewichtsabfühlende Vorrichtung (10) weist einen Differentialkondensator (50, 150) mit einem ersten Kondensator (56, 152) auf, der erste und zweite gegenüberliegende Plattenglieder (58 und 68, 154 und 156) besitzt, und zwar mit einer Kapazität, die als eine Funktion des Abstandes zwischen den ersten und zweiten Plattengliedern variiert. Die Vorrichtung (10) weist ebenso einen zweiten Kondensator (90, 179) auf, der durch ein drittes Plattenglied (80, 180) und das zweite Plattenglied (68, 156) des ersten Kondensators gebildet ist. Der zweite Kondensator (90, 179) besitzt eine Kapazität, die als eine Funktion des Abstandes zwischen dem zweiten Plattenglied und dem dritten Plattenglied variiert. Das zweite Plattenglied (68, 156) ist zwischen den ersten und dritten Plattengliedern (58 und 80; 154 und 180) angeordnet und relativ dazu ansprechend auf eine an den Fahrzeugsitz (22) angelegte Last bewegbar. Eine Quelle für elektrische Wechselstromenergie (108, 210) liefert elektrische Energie an den Differentialkondensator. Eine Ausgangsschaltung (112, 230) ist elektrisch mit dem Differentialkondensator verbunden und liefert ein Ausgangssignal, das anzeigend für die an die gewichtsabfühlende Vorrichtung (10) angelegte Last ist. Das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung variiert als eine Funktion der Kapazität von sowohl dem ersten Kondensator (56, 152) als auch dem zweiten Kondensator (90, 179).

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gewichtsabfühlende Vorrichtung und insbesondere auf eine gewichtsabfühlende Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz.

Hintergrund der Erfindung

Es ist wünschenswert das Gewicht eines Fahrzeuginsassen auf einem Fahrzeugsitz zu bestimmen. Beim Auftreten eines Zusammenstoßereignisses kann beispielsweise eine Insassenrückhalteeinrichtung das individuelle Gewicht zur Bestimmung eines geeigneten Ausmaßes der Rückhaltekraft verwenden. Eine geläufige Bauart für einen Gewichtssensor, der in einem Fahrzeugsitz montiert werden kann, ist ein Dehnungsmessungssensor. Verschieden andere Bauarten von gewichtsabfühlenden Einrichtungen wurden vorgeschlagen.

US Patent Nr. 2,968,031 an Higa offenbart ein elektronisches Mikrometer, das die Drehversetzung durch Überwachung eines abgestimmten resonanten Schaltkreises mißt. Die Versetzung eines bewegbaren Gliedes wird durch Verstimmen des resonanten Schaltkreises mittels eines kapazitiven, Drei elemente Signalumwandlers detektiert. Eine Ausgangsspannung hat eine Größe, die eine Funktion sowohl der Größe des Eingangssignals als auch des Betrags der Versetzung ist. Zur Erreichung genauer Ergebnisse ist es bei dieser Schaltung erforderlich, das der resonante Schaltkreis auf dem Nullzustand vor einer jeden Messung abgeglichen wird.

Im US Patent Nr. 5,804,885 an Cadwell wird eine versetzungsmessende Einrichtung offenbart, die einen variablen Kondensator umfaßt. Der variable Kondensator liefert ein Gleichstromausgangssignal mit einer Amplitude, die Proportional zur Versetzung ist. Das Ausgangssignal wird zum variablen Kondensator rückgekoppelt, um die den Kondensator formenden Elektroden automatisch wieder auszugleichen bzw. ins Gleichgewicht zu bringen. Die Rückkopplung liefert ein Maß für die Kraft, die gewandelt wurde.

Im US Patent mit der Nr. 4,384,496 an Gladwin wird ähnlich ein variabler Kondensator zur Messung einer auf ein Gehäuse angelegten Last offenbart. Der variable Kondensator ist innerhalb des Gehäuses verbunden und liefert ein Ausgangssignal mit einer Amplitude, die gemäß der Bewegung des Gehäuses variiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gewichtsabfühlende Vorrichtung für beispielsweise einen Fahrzeugsitz. Die Vorrichtung weist einen Differenzialkondensator mit einem ersten Kondensator auf. Der erste Kondensator weist erste und zweite gegenüberliegende Plattenglieder auf und besitzt eine Kapazität, die als Funktion des Abstandes zwischen des ersten und zweiten Plattengliedern variiert. Die Vorrichtung weist ebenso einen zweiten Kondensator auf, der aus einem dritten Plattenglied und dem zweiten Plattenglied des ersten Kondensators gebildet ist. Das erste Plattenglied und das dritte Plattenglied sind im wesentlichen parallel zueinander und voneinander durch einen vorbestimmten festen Abstand beabstandet. Der zweite Kondensator besitzt eine Kapazität, die als eine Funktion des Abstandes zwischen dem zweiten Plattenglied und dem dritten Plattenglied variiert. Das zweite Plattenglied ist zwischen den ersten und dritten Plattengliedern angeordnet und relativ dazu bewegbar, und zwar ansprechend auf eine auf den Fahrzeugsitz angelegte Last. Eine Wechselstromquelle für elektrische Energie liefert elektrische Energie an den Differenzialkondensator. Eine Ausgangschaltung ist elektrisch mit dem Differenzialkondensator verbunden und liefert ein Ausgangssignal, das anzeigend für die an die gewichtsabfühlende Vorrichtung angelegte Last ist. Das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung variiert als eine Funktion der Kapazität von sowohl den ersten Kondensator als auch den zweiten Kondensator.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind sowohl das erste als auch das dritte Plattenglied aus einer Vielzahl von langgestreckten, konzentrischen Zylindern gebildet, die sich in einer wesentlich parallelen Richtung erstrecken. Gleichfalls weist das zweite Plattenglied sich entgegengesetzt erstreckende zylindrische Teile auf, wobei sich ein zylindrischer Teil im wesentlichen parallel und zwischen einem benachbarten Paar von konzentrischen Zylindern des ersten Plattengliedes erstreckt. Der andere zylindrische Teil des zweiten Plattengliedes erstreckt sich im wesentlichen parallel und zwischen einem benachbarten Paar von konzentrischen Zylindern des dritten Plattengliedes.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Das vorangegangene und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden sich dem Fachmann bei der Betrachtung der folgenden Beschreibung der Erfindung und der beigefügten Zeichnungen verdeutlichen, wobei folgendes gezeigt ist:

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem Fahrzeugsitz darstellt;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Teils der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine bevorzugte Repräsentation des Schaltplans für die Vorrichtung, die in Fig. 2 dargestellt ist;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Teils der Fig. 1;

Fig. 5 ist eine bevorzugte Repräsentation eines Schaltplans für die Vorrichtung, die in Fig. 4 dargestellt ist; und

Fig. 6 ist eine graphische Repräsentation von bestimmten Signalen der Fig. 5.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer gewichtsabfühlenden Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung 10 ist aus einer Vielzahl von kapazitiven Wandlern 12, 14, 16 und 18 gebildet, die an einem unteren Teil 20 eines Fahrzeugsitzes 22 montiert sind. Jeder kapazitive Wandler 12, 14, 16 und 18 ist aus einem Differenzialkondensator gebildet, der eine Differenzialkapazität besitzt, die als eine Funktion der an den Fahrzeugsitz 22 angelegten Last variiert. Die an den Sitz 22 angelegte Last wird über die Wandler 12, 14, 16 und 18 verteilt. Demgemäß ist die kollektive Differenzialkapazität für jeden der Wandler 12, 14, 16 und 18 proportional zur insgesamt angelegten Last.

In Fig. 1 sind die Wandleranordnungen 12, 14, 16 und 18 als ein Teil von langgestreckten bzw. länglichen Gliedern 24 und 26 dargestellt, die an Seitenkanten des unteren Sitzteiles 20 angebracht sind. Die länglichen Glieder 24 und 26 sind an den jeweiligen Sitzschienen 28 und 30 durch Befestiger bzw. Befestigungsmittel 32 angebracht. Dem Fachmann ist klar, daß andere Arten für die Sitzverbindungen ebenso verwendet werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Wie in der Folge mit größerem Detail dargelegt, liefert eine Quelle für Wechselstromenergie, wie beispielsweise ein Signalgenerator 34, elektrische Energie als Eingabesignale 36, 38, 40 und 42 an die Differenzialkondensatoren einer jeden Wandleranordnung 12, 14, 16 bzw. 18. Ansprechend auf die an den Fahrzeugsitz 22 angelegte Last wirkt die differenziale, kapazitive Schaltung einer jeden Wandleranordnung 12, 14, 16 und 18 auf die Eingabesignale 36, 38, 40 bzw. 42. Jede Wandleranordnung 12, 14, 16 und 18 liefert eine entsprechendes Ausgabesignal 43, 44, 46 bzw. 47 an eine Ausgangsschaltung, die als eine elektronische Steuereinheit (ECU = electronic control unit) 48 dargestellt ist.

Die ECU 48 ist bevorzugterweise ein Mikrocomputer, der gemäß der besonderen Konfiguration der kapazitiven Schaltung einer jeden Wandleranordnung 12, 14, 16 und 18 vorprogrammiert ist, um einen Gewichtswert ansprechend auf die an den Fahrzeugsitz 22 angelegte Last zu bestimmen. Die ECU 48 könnte ebenso eine Anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder eine Kombination von integrierten Schaltungen und diskreten Komponenten sein, die zur Durchführung der gewichtsabfühlenden Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet und konfiguriert sind.

In Fig. 2 ist eine gewichtsabfühlende Wandlervorrichtung 50 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Wandlervorrichtung 50 einen variablen Differenzialkondensator 52 auf, der innerhalb eines im wesentlichen steifen Außengehäuses 54 montiert ist. Bevorzugterweise ist das Gehäuse 54 ein langgestrecktes zylindrisches Glied aus einem im wesentlichen steifen und elektrische nicht leitenden Material.

Der Differenzialkondensator 52 weist einen ersten Kondensator 56 mit einer ersten Platte 58 auf, die an einem ersten Ende 60 des Gehäuses 54 angebracht ist. Die erste Platte 58 ist aus einem dielektrischen Material mit einer vorbestimmten dielektrischen Konstanten gebildet. Eine elektrisch leitende Leiterplatte 62 ist an die Außenfläche der dielektrischen Platte 58 angebracht. Ein isolierendes Umfangsglied 64 ist mit den Umfangskanten der dielektrischen Platte 58 und der Leiterplatte 62 verbunden. Das isolierende Glied 64 isoliert elektrisch die erste Platte 58 und die Leiterplatte 62 vom Außengehäuse 54, an dem sie befestigt sind.

Der erste Kondensator 56 weist eine zweite Platte 68 auf, die gegenüberliegend und im wesentlichen parallel zur Platte 58 positioniert ist. Die zweite Platte 68 besitzt eine dielektrische Konstante, die bevorzugterweise im wesentlichen identisch zur dielektrischen Konstante der ersten Platte 58 ist. Die zweite Platte 68 ist relativ zur ersten Platte 58 über ihre Anbringung an einer langgestreckten Welle bzw. einen Schaft 70 bewegbar. Die Welle 70 erstreckt sich axial durch eine durch die Mitte der ersten Platte 58 geformten Öffnung und endet bevorzugterweise an einer Stelle außerhalb des Gehäuses 54. Eine innere isolierende Hülse 72 isoliert die Welle 70 elektrisch von der ersten Platte 58 und ihre zugeordneten leitenden Platte 62 und ermöglicht auch die relative Bewegung der Welle.

Die Welle 70 hat eine Mittelachse, die bei A angezeigt ist. Die Welle 70 ist entlang der Achse A bewegbar, so daß ihre Bewegung ebenso die axiale Bewegung der Platte 68 parallel zur Achse A bewirkt. Der erste Kondensator 56 hat einen Kapazitätswert, der als eine Funktion des Abstandes zwischen der ersten Platte 58 und der zweiten Platte 68 variiert.

Die Wandlervorrichtung 50 weist ferner einen zweiten Kondensator 90 auf, der durch die zweite Platte 68 und eine dritte kapazitive Platte 80 gebildet ist. Die dritte Platte 80 ist am Gehäuse 54 benachbart zu einem zweiten Ende 82 des Gehäuses montiert, und zwar auf eine geeignete Weise ähnlich zur ersten Platte 58. Die dritte Platte 80 ist um einen festen Abstand vom ersten Plattenglied 58 beabstandet und im wesentlichen parallel dazu orientiert. Die dritte Platte 80 ist aus einem dielektrischen Material mit einer vorbestimmten dielektrischen Konstante gebildet, die bevorzugterweise im wesentlichen identisch zu sowohl jener von der ersten als auch von der zweiten Platte 58 bzw. 68 ist. Eine leitende bzw. Leiterplatte 84 steht in Eingriff mit einer Oberfläche der dritten Platte 80 benachbart zu einem zweiten Ende 82 des Gehäuses 54. Eine mittlere Öffnung ist durch die Platte 80 und ihre zugeordnete Leiterplatte 84 gebildet, durch welche das Wellenglied 70 positioniert ist und sich axial bewegen kann. Eine innere isolierende Hülse 86 ist am inneren Umfang der die Welle 70 umgebenden Öffnung positioniert. Die Hülse 86 isoliert die Leiterplatte 84 und die dritte Platte 80 elektrisch vom Wellenglied 70. Ähnlich ist eine äußere isolierende Hülse 88 am Außenumfang von sowohl dem dritten Plattenglied 80 als auch seiner zugeordneten Leiterplatte 84 angebracht, um sie gegen das Außengehäuse 54 elektrisch zu isolieren.

Der zweite Kondensator 90, der durch die dritte Platte 80 und die zweite Platte 68 gebildet ist, besitzt eine Kapazität, die als eine Funktion des Abstandes zwischen den jeweiligen Platten variiert. Demgemäß, wenn sich die Welle 70 entlang ihrer Mittelachse A bewegt, wie beispielsweise aufgrund einer an den Fahrzeugsitz angelegten Last, wie in Fig. 1 gezeigt und beschrieben, variieren die jeweiligen Kapazitätswerte des ersten Kondensators 56 und des zweiten Kondensators 90 als eine Funktion der Position der Welle. Bevorzugterweise variieren die Kapazitäten bzw. Kapazitätswerte der ersten und zweiten Kondensatoren 56 und 90 in einer inversen Beziehung zueinander.

Die Welle 70 weist ein benachbart zum ersten Ende 60 des Gehäuses 54 positioniertes erstes Ende 92 und ein benachbart zum zweiten Ende 82 des Gehäuses angeordnetes zweites Ende 94 auf. Insbesondere im Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel steht das erste Ende 92 der Welle 70 mit einem Kraftübertragungsglied 96 in Eingriff.

Das Kraftübertragungsglied 96 weist einen langgestreckten Arm 98 auf, der mit einem unteren Teil des Fahrzeugsitzes verbunden werden kann. Der langgestreckte Arm 98 kann aus einem im allgemeinen steifen, jedoch auch elastischen Material, wie beispielsweise Aluminium, gebildet sein. Alternativ kann er aus einem im wesentlichen steifen Material geformt sein. Der Arm 98 wirkt zur Übertragung von Kraft vom Sitz an die Wandlervorrichtung 50. Der Betrag der übertragenen Kraft hängt im allgemeinen von der Stelle und der Art der Anbringung der Vorrichtung 50 an den Sitz ab.

Eine Einstellschraube 100, die geeignet aus einem im wesentlichen steifen Plastikmaterial gebildet ist, wie beispielsweise Nylon, ist bevorzugterweise in eine geeignet mit einem Gewinde versehenen Bohrung eingeschraubt, die im Arm 98 gebildet ist. Die Einstellschraube 100 kann eingestellt werden, um die zweite Platte 68 bei einer gewünschten Ruheposition zu positionieren, wie beispielsweise auf halben Weg zwischen dem ersten Plattenglied 58 und dem dritten Plattenglied 80.

Das zweite Ende 94 der Welle 70 steht mit einem Federelement 102 in Eingriff, das eine vorbestimmte Federkonstante besitzt, um einer axialen Bewegung des Wellengliedes 70 entgegen zu wirken. Dem Fachmann ist klar, daß die Konfiguration des Kraftübertragungsgliedes 96 und die Stelle und Anzahl der Federn auf verschiedene Wege modifiziert werden kann, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Bevorzugterweise ist ein Fluidmaterial 104 mit einer vorbestimmten dielektrischen Konstante ebenso innerhalb des Gehäuses 54 angeordnet, und zwar zumindest zwischen den jeweiligen Platten 58, 68 und 80. Das Fluidmaterial 104 kann ein dielektrisches Fettmaterial, wie beispielsweise Silikonfett sein, um die Kapazität der ersten und zweiten Kondensatoren 56 bzw. 90 zu erhöhen. Bevorzugterweise wird das dielektrische Fluid 104 so ausgewählt, daß es eine geeignete Viskosität über einen weiten Temperaturbereich beibehält, und zwar geeigneter Weise zwischen ungefähr -40°C und 125°C.

Ein geeignetes dielektrisches Fett ist beispielsweise Nyogel 741 F, welches bei Nye Lubricants of Plymouth, Massachusetts hergestellt wird. Das dielektrische Fluidmaterial 104 verhindert, daß sich Feuchtigkeit innerhalb des Gehäuses 54 ansammelt, und es erhöht auch die Kapazität eines jeden Kondensators 56 und 90. Vorteilhafterweise reduziert das Fluid 104 ebenso zufällige Bewegungen und Vibrationen der Welle und des daran angebrachten Plattengliedes 68, um so eine genauere Anzeige des Gewichts vorzusehen.

Eine Quelle für elektrische Energie, wie beispielsweise ein Signalgenerator 108 liefert ein elektrisches Wechselfeld als ein Eingangssignal bzw. Eingabesignal (V_in) an die erste leitende Platte 62. Die leitende Platte 84 der dritten dielektrischen Platte 80 ist elektrisch mit einem elektrischen Erdpotenzial gekoppelt. Demgemäß regt das Eingangssignal V_in den ersten Kondensator 56 an, der wiederum den zweiten Kondensator 90 gemäß ihrer jeweiligen Kapazitäten anregt. Ein Ausgangssignal (V_out) wird an der zweiten Platte 68 abgenommen, die zwischen den ersten und dritten Platten 58 bzw. 80 angeordnet ist. Der Ausgang V_out wird bevorzugterweise im wesentlichen an der axialen Mitte des zweiten Plattengliedes 68 abgenommen, wie beispielsweise an einer leitenden Platte 109, die innerhalb der zweiten Platte angeordnet ist.

Diese Anordnung der ersten und zweiten Kondensatoren 56 bzw. 90 wirkt als eine Spannungsteilerschaltung. Das Ausgangssignal V_out ist proportional zur Differenzialkapazität bzw. zum Kapazitätsunterschied des ersten Kondensators 56 relativ zum zweiten Kondensator 90.

Das Ausgangssignal V_out wird durch eine geeignete Verstärkungsschaltung 110 verstärkt. Die Verstärkungsschaltung 110 liefert ein verstärktes Ausgangssignal V_out an eine ECU 112, wie zuvor unter Bezugnahmen auf die Fig. 1 beschrieben wurde.

In Fig. 3 ist eine schematische Repräsentation der der Vorrichtung der Fig. 2 entsprechenden Schaltung dargestellt. Bevorzugterweise ist der Signalgenerator 108 eine Stromquelle, die einen hochfrequenten Wechselstrom an den ersten Kondensator 58 liefert, beispielsweise größer als ungefähr 200 kHz.

Wenn eine Last an den Fahrzeugsitz angelegt wird, bewirkt das Kraftübertragungsglied 96 die Axialbewegung der Welle 70 und der zweiten Platte 68, die an der Welle befestigt ist. Das Ausmaß der Bewegung ist proportional zur angelegten Last und der Federkonstanten der Feder 102. Eine Bewegung der zweiten Platte 68 in Richtung auf das zweite Ende 82 des Gehäuses 52 erniedrigt die Kapazität des ersten Kondensators 56 und bewirkt einen entsprechenden Anstieg der Kapazität des zweiten Kondensators 90.

Das Ausgangsspannungssignal V_out beaufschlagt bzw. spannt ein Paar von Dioden 114 und 116 vor, die zusammen einen Spitzenspannungsdetektor bilden. Die Spitze der Ausgangsspannung V_out wird durch einen RC-Filter geleitet, der aus einem Widerstand 118 und einem Kondensator 120 gebildet ist. Die gefilterte Spitzenausgangsspannung wird an einen Eingang der Verstärkungsschaltung 110 geliefert. Der Widerstand 122 ist zwischen einem zweiten Eingang der Verstärkungsschaltung 110 und dem Erdpotenzial verbunden. Ein weiterer Widerstand 123 ist mit dem zweiten Eingang des Verstärkers 110 und mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden. Das verstärkte Ausgangssignal wird an einem Puffer 124 geliefert, der wiederum ein gepuffertes Signal an die ECU 112 liefert.

Die ECU 112 bestimmt einen Gewichtswert für die angelegte Last, die durch das Kraftübertragungsglied 96 übertragen wurde, und zwar basierend auf dem verarbeiteten Ausgangssignal V_out und die bekannte Federkonstante der Vorrichtung 50. Es sei gewürdigt, daß das Spitzenausgangsspannungssignal V_out vom Wechselstromspannungsteiler, der aus den Kondensatoren 56 und 90 gebildet ist, im wesentlichen linear mit der Position des Zwischenplattengliedes 68 variiert. Daraus folgt, daß die ECU 112 leicht einen Gewichtswert bestimmen kann, der mit der festgestellten Bewegung des Wellen- bzw. Schaftgliedes 70 assoziiert ist. Der Gewichtswert kann beispielsweise mittels einer vorbestimmten Nachschlagtabelle bestimmt werden, die auf der Konfiguration der Vorrichtung 150 basiert. Alternativ kann die ECU 112 den Gewichtswert über eine geeignete Berechnung bzw. Berechnungen bestimmen.

Bevorzugterweise sind eine Vielzahl von solchen Wandleranordnungen, wie sie beispielsweise bezüglich der Fig. 1 gezeigt und beschrieben sind, einem Fahrzeugsitz zugeordnet. Demgemäß bestimmte die ECU 112 einen Gewichtswert ansprechend auf die Ausgangsspannnungssignale von den jeweiligen Spannungsteilerschaltungen von einer jeden der Anordnungen. Allgemein wird der gesamte Gewichtswert gleich zur Summe der Gewichtswerte von einer jeden der entsprechenden Wandleranordnungen sein.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer differenzialkapazitiven, gewichtsabfühlenden Wandlervorrichtung 150 dargestellt. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel weist diese Vorrichtung 150 einen ersten variablen Kondensator 152 auf, der aus einer ersten Plattenanordnung 154 und einer gegenüberliegenden und im wesentlichen parallelen zweiten Plattenanordnung 156 gebildet ist.

Bevorzugterweise weist die erste Plattenanordnung 154 eine Vielzahl von langgestreckten, konzentrischen Zylindern 158, 160 und 161 auf, die sich von einem festen bzw. befestigten Basisteil 162 aus erstrecken. Die Seitenwandteile eines jeden der Zylinderglieder 158, 160 und 161 der ersten Plattenanordnung 154 sind im wesentlichen koaxial zu einer Mittelachse A, die sich in Längsrichtung durch die Mitte der konzentrischen zylindrischen Glieder 158, 160 und 161 erstreckt.

Die zweite Plattenanordnung 156 weist ein paar von sich entgegengesetzt erstreckenden Teilen 166 und 168 auf, die sich nach außen von einen im allgemeinen ebenen zentralen bzw. mittleren Basisteil 170 aus erstrecken. Der Basisteil 170 ist im wesentlichen senkrecht zur Achse A und bevorzugterweise parallel zum Basisteil 162. Der erste Teil 166 der zweiten Plattenanordnung 156 weist zumindest ein und bevorzugterweise eine Vielzahl von konzentrischen zylindrischen Gliedern 172 und 174 auf. Die zylindrischen Glieder 172 und 174 erstrecken sich im wesentlichen zwischen und parallel zu benachbarten Paaren von den zylindrischen Gliedern 158, 160 und 161 der ersten Plattenanordnung 154.

Ähnlich erstreckt sich der andere Teil 168 der zweiten Plattenanordnung 156 nach außen vom Mittelbasisteil 170 im allgemeinen parallel zur Achse A und weg von der ersten Plattenanordnung 154. Der zweite Teil 168 weist ebenso zumindest ein und bevorzugterweise eine Vielzahl von konzentrischen zylindrischen Gliedern 176 und 178 auf.

Der Differenzialkondensator 150 weist ferner einen zweiten variablen Kondensator 179 auf, der durch eine dritte Plattenanordnung 180 und den zweiten Teil 168 der zweiten Plattenanordnung 156 gebildet ist. Die dritte Plattenanordnung 180 weist eine Vielzahl von langgestreckten und im wesentlichen parallelen konzentrischen zylindrischen Gliedern 182, 184 und 186 auf. Die zylindrischen Glieder 182, 184 und 186 sind koaxial zu der Achse A und umschreiben diese. Die zylindrischen Glieder 176 und 178 der zweiten Plattenanordnung 156 erstrecken sich im wesentlichen zwischen und parallel zu jeweiligen benachbarten Paaren der zylindrischen Glieder 182, 184 und 186 der dritten Plattenanordnung 180. Bevorzugterweise sind die zylindrischen Glieder 182, 184 und 186 der dritten Plattenanordnung 180 direkt gegenüber den zylindrischen Gliedern 158, 160 und 161 der ersten Plattenanordnung 154 positioniert. Zusätzlich können die zylindrischen Glieder der jeweiligen ersten und zweiten Teile 166 bzw. 168 aus integralen Zylindern geformt sein, die sich axial durch den mittleren Basisteil 170 erstrecken.

Die äußeren zylindrischen Glieder 161 und 186 der ersten und dritten Plattenanordnungen 154 bzw. 180 sind miteinander über ein zylindrisches isolierendes Glied 190 verbunden, um ein Außengehäuse 191 zu bilden. Das isolierende Glied 190 isoliert die jeweiligen ersten und dritten Plattenanordnungen 154 und 180.

Ein Fluidmaterial 192 kann innerhalb des Gehäuses 191 angeordnet sein, und zwar bevorzugterweise den Zwischenraum zwischen benachbarten Paaren von zylindrischen Gliedern 158, 160, 161, 172, 174, 176, 178, 182, 184 und 186 füllend. Das Fluid 192 steht in Eingriff mit zumindest einem wesentlichen Teil der zylindrischen Glieder. Das Fluidmaterial 192 kann ein dielektrisches Fettmaterial sein, wie beispielsweise das zuvor beschriebene dielektrische Fluid.

Wie beim ersten, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, ist die Zwischenplattenanordnung 156 an einer bewegbaren Welle bzw. einem Schaft 193 befestigt. Geeignete isolierende Hülsen bzw. Lager 194 und 196 sind an gegenüberliegenden Endteilen 198 und 200 der ersten und dritten Plattenanordnungen 154 bzw. 180 befestigt. Die Endteile 198 und 200 umgeben bzw. umschreiben die Welle 192 und sind von der Welle mittels der jeweiligen Hülsen bzw. Lager 194 und 196 beabstandet. Die Hülsen 194 und 196 isolieren die Welle 193 elektrisch von den ersten und dritten Plattenanordnungen 154 bzw. 180. Zusätzlich ermöglichen die Hülsen 194 und 196 die axiale Bewegung der Welle 193 entlang der Achse A, und sie helfen dabei, das Fluidmaterial 192 innerhalb des Gehäuses 191 zu halten.

In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist ein Paar von Federn 202 und 204 dargestellt, um der Bewegung der Welle 193 und der Zwischenplattenanordnung 156 relativ zu den ersten und dritten Plattenanordnungen 154 bzw. 180 entgegen zu wirken. Ein Ende der Welle 193 ist mit einem Teil des Fahrzeugsitzes zur Aufnahme einer an den Sitz angelegten Last verbunden. Das Gehäuse 191 sollte relativ zur Welle 193 befestigt sein, wie beispielsweise an einem Fahrzeugkörperteil. Dies liefert die gewünschte Relativbewegung der zweiten Plattenanordnung 156 innerhalb des Gehäuses 191. Bevorzugterweise ist das Gehäuse 191 innerhalb einer Umschließung montiert, wie beispielsweise die longitudinalen bzw. länglichen Glieder 24 und 26, die in Fig. 1 dargestellt sind. Es sei klar und gewürdigt, daß eine Vielzahl von solchen Wandleranordnungen 150 typischerweise dem Fahrzeugsitz zugeordnet sind, wie beispielsweise bezüglich der Fig. 1 gezeigt und beschrieben. Es ist ebenso klar, daß anstelle eines Paars von Federn 202 und 204 eine einzige Feder 202 oder ein mechanisch beaufschlagter Verbindungsarm vorgesehen werden können, um eine Axialbewegung der Welle 193 relativ zu den ersten und dritten Plattenanordnungen 154 bzw. 180 entgegen zu wirken.

Die konzentrischen Zylinder einer jeden der Plattenanordnungen 154, 156 und 180 sind bevorzugterweise aus dielektrischem Material gebildet, wie beispielsweise ein geeignetes Plastikmaterial. Die konzentrische zylindrische Anordnung in diesem Ausführungsbeispiel erhöht das Oberflächengebiet der jeweiligen Plattenanordnungen 154, 156 und 180. Folglich liegt ein entsprechender Anstieg der Kapazität zwischen den ersten und zweiten Plattengliedern 154 und 156 sowie zwischen den zweiten und dritten Plattengliedern 156 bzw. 180 vor. Die Zugabe des dielektrischen Fluidmaterials innerhalb des Gehäuses 191 erhöht weiter die entsprechenden Kapazitäten. Demgemäß sieht diese Anordnung eine deutliche Veränderung der Differenzialkapazität für ein relativ kleines Ausmaß der Bewegung der Welle 193 vor, wodurch eine verbesserte Empfindlichkeit gegenüber der an den Fahrzeugsitz angelegten Last vorgesehen wird.

Es sei für den Fachmann klar und gewürdigt, daß eine größere Anzahl von sich axial erstreckenden zylindrischen Gliedern sich von einer jeden Plattenanordnung aus erstrecken können. Eine größere Anzahl von zylindrischen Plattengliedern sieht eine größere Kapazität vor, die wiederum eine größere Empfindlichkeit gegenüber Kapazitätsänderungen vorsieht. Die spezielle Anzahl der zylindrischen Glieder der Zwischenplattenanordnung 156 sollte der Anzahl der zylindrischen Glieder entsprechen, die sich von den ersten und dritten Plattenanordnungen 154 und 180 aus erstrecken.

Anstelle einer Serienverbindung von Kondensatoren, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2, ist dieses Ausführungsbeispiel dargestellt mit den ersten und zweiten Kondensatoren 152 und 179 parallel zueinander verbunden. Ein Signalgenerator 210 ist elektrisch mit der zentralen Platte bzw. Mittelplatte 170 der zweite Plattenanordnung 156 verbunden. Der Signalgenerator 210 liefert ein Eingangssignal V_in, das bevorzugterweise ein elektrisches Wechselfeld in der Form von elektrischen Pulsen ist.

Eine leitende Platte 212 ist eine Außenoberfläche der ersten Plattenanordnung 154 benachbart zu ihrem Endteil 198 angebracht. Gleichfalls ist eine leitende Platte 214 an der dritten kapazitiven Plattenanordnung 180 benachbart zu ihrem Endteil 200 angebracht. Die leitenden Platte 212 und 214 empfangen elektrische Energie, die von einer leitenden Platte 215 innerhalb der zweiten Plattenanordnung 156 übertragen wird, und zwar durch das dielektrische Fluidmaterial 192 und durch entsprechende dielektrische zylindrische Seitenwandteile der entsprechenden Plattenanordnungen 154 und 180.

Ausgangssignale 216 und 218 werden von den leitenden Platten 212 und 214 abgenommen. Die Ausgangssignale 216 und 218 sind anzeigend für die Kapazität zwischen der ersten Plattenanordnung 154 und der zweiten Plattenanordnung 156 sowie zwischen der dritten Plattenanordnung 180 und der zweiten Plattenanordnung 156. Das bedeutet, das die Ausgangssignale 216 und 218 als eine Funktion der Kapazität des Differenzialkondensators 150 variieren, der aus den ersten und zweiten Kondensatoren 152 und 179 gebildet ist.

Die Ausgangssignale 216 und 218 werden an entsprechende Eingänge von entsprechenden Vergleichen bzw. Vergleichsvorrichtungen 220 und 222 geliefert. Das Eingangssignal V_in vom Signalgenerator 210 wird an einen weiteren Eingang eines jeden des Vergleichers 220 und 222 geliefert. Die Vergleicher 220 und 222 liefern entsprechende Ausgangssignale 224 und 226 an die ECU 230. Jedes Ausgangssignal 224 und 226 ist bevorzugterweise eine Serie von Pulsen, wobei ein jedes Ausgangssignal eine Pulsbreite besitzt, die funktional in Beziehung zur Kapazität der jeweiligen ersten und zweiten Kondensatoren 152 und 179 steht. Ansprechend auf die Ausgangssignale 224 und 226 bestimmt die ECU 230 einen Gewichtswert, der anzeigend für die an die Welle 193 der Wandlervorrichtung 150 angelegten Last ist.

Es sei klar und gewürdigt, daß die zylindrischen Seitenwände der verschiedenen Platten 154, 156 und 180 ebenso in verschiedenen anderen zylindrischen Formen ausgebildet sein können, wie beispielsweise polygonal, rechtwinklig, usw., wobei sie jedoch bevorzugterweise gerade Kreiszylinder sind.

In Fig. 5 ist ein schematisches Schaltdiagramm dargestellt, daß der Fig. 4 entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Signalgenerator 210 ein erstes exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatter 232 mit zwei Eingängen 236 und 238 auf. Der erste Eingang 236 ist mit einem Spannungskontrollkanal (VCC = voltage control channel) der zugeordneten integrierten Schaltung verbunden. Der zweite Eingang 238 ist mit einem Paar von entgegengesetzt vorgespannten Dioden 240 und 242 verbunden, die parallel verbunden sind. Die Dioden 240 und 242 sehen eine Hysteresis innerhalb des Signalgenerators 210 vor.

Ein erster Kondensator 244 ist zwischen dem Eingang 238 des exklusiv- ODER-Verknüpfungsgatter 232 und einem elektrischen Erdpotenzial verbunden. Ein weiterer Kondensator 246 ist zwischen den entgegengesetzten Enden der Dioden 240 und 242 und dem Erdpotenzial verbunden. Ein Ende eines Widerstandes 248 ist an dem Verknüpfungspunkt bzw. dem Schnittpunkt der Dioden 240 und 242 und dem Kondensator 246 verbunden. Das andere Ende des Widerstandes 248 ist mit einem Ausgang 250 des exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatters 232 verbunden. Der Widerstand 248 und die Kondensatoren 244 und 246 bilden einen RC-Schaltkreis, der die Frequenz des Signalgenerators 210 bestimmt. Der Ausgang 250 des exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatter 232 ist mit einem Eingang eines zweiten exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatters 234 verbunden. Ein Kondensator 252 ist ebenso zwischen dem Ausgang des ersten exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatters 232 und dem Erdpotenzial verbunden, um das Ausgangssignal des exklusiv- ODER-Verknüpfungsgatters 232 zu stabilisieren. Der andere Eingang des exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatters 234 ist mit dem VCC verbunden. Das zweite exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatter 234 liefert ein Ausgangssignal, das das Eingangssignal V_in ist, das an den Differenzialkondensator 150 geliefert wird. Bevorzugterweise besitzt das V_in-Signal die Form von Pulsen mit einer positiven oder Nullspannung wie sie beispielsweise in Fig. 6 bei Linie A gezeigt ist.

Der Differenzialkondensator 150 ist schematisch dargestellt als Ausbildung von ersten und zweiten Kondensatorschaltungen 260 und 266, die parallel miteinander verbunden sind. Die erste Kondensatorschaltung 260 ist durch eine Vorspanndiode 261 gebildet, die in Vorwärtsrichtung betrieben wird, wenn das V_in-Signal vom exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatter 234 größer als eine vorbestimmte Spannung ist, wie beispielsweise ungefähr 0,7 Volt. Der variable Kondensator 152, der in diesem Beispiel aus den ersten und zweiten Kondensatorplattenanordnungen 154 und 156 gebildet ist, ist parallel mit einem Widerstand 262 verbunden. Die parallele Kombination ist zwischen der Diode 261 und dem Erdpotenzial verbunden. Die Kapazität der ersten Kondensatorschaltung 152 variiert als eine Funktion des Abstandes zwischen der ersten Plattenanordnung 154 und der zweiten Plattenanordnung 156. Dieser Abstand variiert ansprechend auf die Bewegung der Welle 193, wie beispielsweise aufgrund einer angelegten Last.

Die zweite Kondensatorschaltung 266 ist im wesentlichen ähnlich zur ersten Kondensatorschaltung 260. Die zweite Kondensatorschaltung 266 ist aus einer Vorspanndiode 267 gebildet, die in Vorwärtsrichtung betrieben wird, wenn das V_in-Signal vom exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatter 234 größer ist als ungefähr 0,7 Volt. Der zweite variable Kondensator 179 ist aus den zweiten und dritten Plattengliedern 156 und 180 gebildet, wie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt. Der zweite variable Kondensator 179 ist parallel mit einem Widerstand 268 zwischen der Diode 267 und dem Erdpotenzial verbunden. Die Kapazität der zweiten Kondensatorschaltung 258 variiert als eine Funktion des Abstandes zwischen der dritten Plattenanordnung 180 und der zweiten Plattenanordnung 156, beispielsweise ansprechend auf die Bewegung der Welle 193, wie in Fig. 4 gezeigt.

Der Ausgang bzw. Die Ausgangsgröße 216 der ersten Kondensatorschaltung 260 ist mit einem Eingang eines exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatters 272 verbunden. Das Ausgangssignal V_in des zweiten exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatters 234 ist mit einem weiteren Eingang des exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatters 272 verbunden. Durch diese Anordnung wird das exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatter 272 im wesentlichen als eine Phasendetektor für die erste Kondensatorschaltung 260 betrieben, und zwar zum Vorsehen eines Ausgangssignals 224 an die ECU 230. Ein Beispiel des Ausgangssignals 224 des exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatters 272 ist in Fig. 6 bei Linie B dargestellt.

Ein Widerstand 275 ist zwischen dem Ausgang des exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatters 272 und der ECU 230 verbunden. Das exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatter 272 liefert das Ausgangssignal 224 geeigneterweise in der Form von Pulsen an einen Eingang der ECU 230. Die Pulsbreite oder die positive Dauer des Ausgangssignals 224 variiert als eine Funktion der Kapazität der ersten Kondensatorschaltung 260. Wie zuvor erwähnt, variiert die Kapazität des ersten Kondensators 152 als eine Funktion der Position der zweiten Plattenanordnung 156 relativ zur ersten Plattenanordnung 154.

Gleichfalls ist der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße 218 der zweiten Kondensatorschaltung 266 mit einem Eingang eines exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatters 276 verbunden. Das Eingangssignal V_in, das vom Signalgenerator 210 geliefert wird, wird mit dem anderen Eingang dieses exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatters 276 verbunden. Das exklusiv-ODER- Verknüpfungsgatter 276 liefert ein Ausgangssignal 278, und zwar geeigneter Weise in der Form von Pulsen, an die ECU 230 über einen Widerstand 280. Das Ausgangssignal 226, das vom exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatter 276 geliefert wird, variiert als eine Funktion der Kapazität der zweiten Kondensatorschaltung 179. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird beispielsweise die Kapazität bei der Bewegung des Wellengliedes 193 modifiziert. Insbesondere variiert die Kapazität als eine Funktion der Position der zweiten Plattenanordnung 156 relativ zur dritten Plattenanordnung 180. Ein Beispiel eines Ausgangssignals 226 des exklusiv-ODER-Verknüpfungsgatters 276 ist in Fig. 6 bei Linie C dargestellt.

In Fig. 6 sind die Ausgangssignale 224 und 226 von den jeweiligen exklusiv- ODER-Verknüpfungsgattern 272 und 276 sowie das Eingangssignal V_in dargestellt, daß vom Signalgenerator 210 geliefert wird. Die Ausgangssignale 224 und 226 werden an die ECU 230 für die Bestimmung eines Gewichtswerts anzeigend für die angelegte Last geliefert. Die positive Dauer, oder die Pulsbreite, eines jeden der Ausgangssignale 224 und 226 sind proportional zur Kapazität der jeweiligen Kondensatoren 152 und 179.

Bevorzugterweise bestimmt die ECU 230 den Gewichtswert für die Wandlervorrichtung 150 nach dem vergleichen der Ausgangssignale 224 und 226 von dem exklusiv-ODER-Verknüpfungsgattern 272 und 276. Der Unterschied hinsichtlich der Dauer der Ausgangspulse, die von dem exklusiv- ODER-Verknüpfungsgattern 272 bzw. 278 geliefert werden, wird als Δt bezeichnet. Dieser Δt-Wert wird in der ECU 230 durch einen Vergleich der Ausgangssignale an den Verbindungen 276 und 278 bestimmt.

Ein Anfangswert für Δt wird als eine Kalibrierungskonstante in der ECU 230 gespeichert. Dieser Anfangswert kann durch den Hersteller eingestellt werden oder periodisch durch die ECU 230 berechnet werden, wie beispielsweise dann, wenn keine Last an den zugeordneten Fahrzeugsitz angelegt ist. Dem Fachmann ist klar, daß der Δt-Wert entweder ein positiver oder negativer Wert sein kann, und zwar abhängig von der Richtung der an das Wellenglied 192 angelegten Kraft. Der entsprechende Gewichtswert für die an das Wellenglied 192 angelegte Last wird als eine Funktion des Δt-Werts bestimmt. Es sei gewürdigt, daß der entsprechende Gewichtswert ungefähr linear bezüglich des Δt-Werts ist. Es sei für den Fachmann klar und gewürdigt, daß die speziellen Strukturen für die in den Fig. 2 und 4 dargestellten Wandleranordnungen mit einer der in den Fig. 3 und 5 dargestellten Schaltungen verwendet werden können, wie beispielsweise durch einfache Modifikationen der elektrischen Verbindungen an die jeweiligen Kondensatorplatten. Es sei ferner klar, daß die Signalverarbeitung für die verschiedenen Ausführungsbeispiele unter Verwendung von diskreten Schaltkreiskomponenten oder einer zur Durchführung der beschriebenen Funktionen konfigurierten integrierten Schaltung implementiert bzw. ausgeführt werden können.

Aus der vorangegangenen Beschreibung der Erfindung entnimmt der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen im Bereich des Fachkönnens sollen von den angefügten Ansprüchen abgedeckt sein.

Claims

1. Nachdem die Erfindung beschrieben wurde, wird das folgende beansprucht:
Eine gewichtsabfühlende Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, die folgendes aufweist:
einen Differenzialkondensator, der folgendes aufweist:
einen ersten Kondensator, der erste und zweite gegenüberliegenden Plattenglieder aufweist, wobei der erste Kondensator eine Kapazität besitzt, die als eine Funktion des Abstandes zwischen dem zweiten Plattenglied und dem ersten Plattenglied variiert;
einen zweiten Kondensator, der ein drittes Plattenglied und das zweite Plattenglied aufweist, wobei das erste Plattenglied und das dritte Plattenglied im wesentlichen parallel und durch einen vorbestimmten festen Abstand voneinander beabstandet sind, wobei der zweite Kondensator eine Kapazität besitzt, die als eine Funktion des Abstandes zwischen dem zweiten Plattenglied und dem dritten Plattenglied variiert; und
wobei das zweite Plattenglied zwischen den ersten und dritten Plattengliedern angeordnet ist und ansprechend auf eine an den Fahrzeugsitz angelegte Last bewegbar ist, wobei die ersten und zweiten Kondensatoren den Differenzialkondensator mit einer Differenzialkapazität definieren;
eine Quelle für elektrische Wechselfeldenergie, die elektrische Energie an den Differenzialkondensator liefert; und
eine Ausgangsschaltung, die elektrisch mit dem Differenzialkondensator verbunden ist, der ein Ausgangssignal liefert, das anzeigend für die an die gewichtsabfühlende Vorrichtung angelegte Last ist, wobei das Ausgangssignal der Ausgangsschaltung als eine Funktion der Kapazität von sowohl dem ersten Kondensator als auch dem zweiten Kondensator variiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein jedes der ersten und zweiten Plattengliedern eine Vielzahl von langgestreckten, konzentrischen, zylindrischen Gliedern aufweist, die sich in eine im wesentlichen parallele Richtung erstrecken, wobei das zweite Plattenglied ein Paar von sich entgegengesetzt erstreckenden zylindrischen Teilen aufweist, wobei einer des Paares der sich entgegengesetzt erstreckenden zylindrischen Teile des zweiten Plattenglieds zumindest ein langgestrecktes zylindrisches Glied aufweist, das sich im wesentlichen parallel zu einem benachbarten Paar von konzentrischen, zylindrischen Gliedern des ersten Plattengliedes erstreckt und zwischen diesen angeordnet ist, wobei der andere des Paares von sich entgegengesetzt erstreckenden zylindrischen Teilen des zweiten Plattengliedes zumindest ein langgestrecktes zylindrisches Glied aufweist, welches sich im wesentlichen parallel und zwischen einem benachbarten Paar von den konzentrischen zylindrischen Gliedern des dritten Plattengliedes erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die konzentrischen, zylindrischen Glieder der ersten und dritten Plattenglieder Seitenwandteile besitzen, wobei zumindest ein Teil eines jeden der Seitenwandteile ein dielektrisches Material aufweist, wobei ein jedes der zumindest einen zylindrischen Gliedes des Paares, der sich entgegengesetzt erstreckenden Zylinder des zweiten Plattengliedes Seitenwandteile besitzen, die ein dielektrisches Material aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein dielektrisches Fluidmaterial aufweist, das zwischen und in Verbindung mit den ersten und zweiten Plattengliedern angeordnet ist, wobei zusätzliches dielektrisches Fluidmaterial zwischen und in Verbindung mit den zweiten und dritten Plattengliedern angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein jeder der ersten und zweiten Kondensatoren ein entsprechendes Ausgangssignal an die Ausgangsschaltung liefert, wobei die Ausgangsschaltung einen Unterschied bezüglich der Phasenverschiebung zwischen den Ausgangssignal des ersten Kondensators und dem Ausgangssignal des zweiten Kondensators bestimmt, wobei der Unterschied bezüglich der Phasenverschiebung proportional zur angelegten Last ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Mittel zur Überwachung einer Phasenverschiebung zwischen einem Eingangssignal an den ersten Kondensator aufweist, das von einer Quelle für elektrische Energie geliefert wird, und einem Ausgangssignal des ersten Kondensators, und für das Überwachen einer Phasenverschiebung zwischen dem Eingangssignal zu dem zweiten Kondensator, das durch die Quelle für elektrische Energie geliefert wird, und einem Ausgangssignal des zweiten Kondensators, wobei der Unterschied zwischen der überwachten Phasenverschiebung der jeweiligen Ausgangssignale der ersten und zweiten Kondensatoren funktional in Beziehung steht zur angelegten Last.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Ausgangsschaltung ferner eine Steuerung aufweist, an die die Mittel zur Überwachung der Phasenverschiebung ein erstes Ausgangssignal liefern, das anzeigend für die überwachte Phasenverschiebung für den ersten Kondensator ist, und ein zweites Ausgangssignal das anzeigend für die überwachte Phasenverschiebung vom zweiten Kondensator ist, wobei die Steuerung die ersten und zweiten Ausgangssignale von den Mitteln zur Überwachung der Phasenverschiebung vergleicht, um einen Wert anzeigend für die angelegte Last zu bestimmen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mittel zur Überwachung der Phasenverschiebung ein Paar von exklusiv-ODER-Verknüpfungsgattern aufweisen, von denen eine jedes zwei Eingänge besitzt, wobei ein Eingang eines jeden der Paare von exklusiv-ODER- Verknüpfungsgattern mit der Quelle für elektrische Energie zum Empfang des Eingangssignals gekoppelt ist, wobei der andere Eingang eines jeden des Paares von Gattern mit einem Ausgang eines entsprechenden der ersten und zweiten Kondensatoren gekoppelt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die ferner eine Steuerung aufweist, wobei ein jedes der exklusiv-ODER-Verknüpfungsgattern mit der Steuerung zur Lieferung eines Ausgangssignal gekoppelt ist, wobei die Steuerung die Ausgangssignale von einem jeden des Paares von exklusiv-ODER- Verknüpfungsgattern vergleicht, um einen für die angelegte Last anzeigenden Wert zu bestimmen, der eine Funktion der Differenzialkapazität der ersten und zweiten Kondensatoren ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Kondensatoren elektrisch in Serie über eine Quelle für elektrische Wechselenergie bzw. Wechselstromenergie verbunden sind, wobei ein elektrischer Knoten, der an einer Kreuzung zwischen den ersten und zweiten Kondensatoren angeordnet ist, elektrisch mit der Ausgangsschaltung verbunden ist, wobei die Ausgangsschaltung einen für die angelegte Last anzeigenden Wert als eine Funktion der Spannung am elektrischen Knoten bestimmt, wobei die Spannung am elektrischen Knoten als eine Funktion der differenzialen Kapazität der ersten und zweiten Kondensatoren ansprechend auf die angelegte Last variiert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Quelle für die elektrische Energie ein Hochfrequenzsignal an den ersten Kondensator des Differenzialkondensators liefert, wobei die Spannung am elektrischen Knoten eine Funktion der Diffenzialkapazität zwischen den ersten und zweiten Kondensatoren gemäß und als Funktion des Hochfrequenzsignals ist, das durch die Quelle für elektrische Energie geliefert wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Überwachungsschaltung ferner eine elektrisch mit dem elektrischen Knoten zwischen den ersten und zweiten Kondensatoren verbundene Verstärkungsschaltung aufweist, wobei die Verstärkungsschaltung ein verstärktes Ausgangssignal anzeigend für den Spannungsunterschied am elektrischen Knoten liefert.

13. Gewichtsabfühlende Vorrichtung, die folgendes aufweist:
einen ersten Satz von voneinander beabstandeten und im wesentlichen parallelen Platten, wobei eine jede Platte des ersten Satzes von Platten sich in Längsrichtung zwischen voneinander beabstandeten ersten und zweiten parallelen Ebenen erstreckt,
einen zweiten Satz von voneinander beabstandeten und im wesentlichen parallelen Platte, wobei eine jede Platte des zweiten Satzes von Platten sich longitudinal bzw. in Längsrichtung zwischen voneinander beabstandeten dritten und vierten parallelen Ebenen erstreckt, wobei der zweite Satz von Platten vom ersten Satz von Platten beabstandet ist und im wesentlichen parallel dazu ist;
einen dritten Satz von voneinander beabstandeten und im wesentlichen parallelen Platten, wobei ein erster Teil der Platten des dritten Satzes von Platten sich im wesentlichen parallel zu und zwischen benachbarten Paaren von Platten des ersten Satzes von Platten von einer Stelle zwischen dem ersten und zweiten Satz von Platte bis zu einer Stelle zwischen den ersten und zweiten Ebenen erstreckt, wobei ein zweiter Teil der Platten des dritten Satzes von Platten sich im wesentlichen parallel zu und zwischen benachbarten Paaren von Platten des zweiten Satzes von Platten von einer Stelle zwischen des ersten und zweiten Sätzen von Platten bis zu einer Stelle zwischen den dritten und vierten Ebenen erstreckt,
eine Mittelachse, die sich quer zu den ersten, zweiten, dritten und vierten Ebenen im wesentlichen entlang der Mitte eines jeden Satzes von Platten erstreckt, wobei die Mittelachse im wesentlichen parallel zum ersten und zweiten Satz von Platten ist;
wobei der dritte Satz von Platten bewegbar relativ zu den ersten und zweiten Sätzen von Platten und im wesentlichen parallel zur Mittelachse bei anlegen einer Last an die Vorrichtung ist, wobei der erste Satz von Platten und der erste Teil des dritten Satzes von Platten einen ersten variablen Kondensator mit einer Kapazität bilden, die funktional in Beziehung zur relativen Position des ersten Satzes von Platten und des ersten Teils des dritten Satzes von Platten steht, wobei der zweite Satz von Platten und der zweite Teil des dritten Satzes von Platten einen zweiten variablen Kondensator mit einer Kapazität bilden, die funktional in Beziehung zu der relativen Position des zweiten Satzes von Platten und des zweiten Teils des dritten Satzes von Platten steht;
eine Quelle für eine elektrische Wechselstromenergie, die elektrische Energie an die ersten und zweiten variablen Kondensatoren liefert; und
eine Ausgangsschaltung, die elektrisch mit den ersten und zweiten variablen Kondensatoren verbunden ist, die ein Ausgangssignal als eine Funktion der Differenzialkapazität bzw. des Kapazitätsunterschieds der ersten und zweiten Kondensatoren liefert, das anzeigend für die an die Vorrichtung angelegte Last ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei eine jede des ersten Satzes von Platten und des zweiten Satzes von Platten als eine Vielzahl von konzentrischen und im wesentlichen koaxialen zylindrischen Gliedern gebildet ist, die zylindrische Seitenwandteile aus einem dielektrischen Material besitzen, wobei der erste Teil des dritten Satzes von Platten zumindest ein erstes zylindrisches Glied mit einem zylindrischen Seitenwandteil aus dielektrischem Material aufweist, und wobei der zweite Teil des dritten Satzes von Platten ein zweites zylindrisches Glied mit einem Seitenwandteil aus dielektrischem Material aufweist, wobei das zylindrische Glied des ersten Satzes von Platten und das erste zylindrische Glied des dritten Satzes von Platten einen ersten variablen Kondensator definieren, und wobei das zylindrische Glied des zweiten Satzes von Platten und das zweite zylindrische Glied des dritten Satzes von Platten einen zweiten variablen Kondensator definieren.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, die ferner Überwachungsmittel aufweist, die elektrisch mit der Quelle für elektrische Energie und einen jeden der ersten und zweiten variablen Kondensatoren gekoppelt ist, wobei die Überwachungsmittel das an einen jeden der ersten und zweiten variablen Kondensatoren gelieferte Eingangssignal mit einem Ausgangssignal eines jeden der ersten und zweiten variablen Kondensatoren vergleicht, wobei die Überwachungsmittel ein erstes Signal an die Ausgangsschaltung liefern, welches eine Funktion der Kapazität des ersten variablen Kondensators ist, und ein zweites Signal an die Ausgangsschaltung liefern, welches eine Funktion der Kapazität des zweiten variablen Kondensators ist, wobei die ersten und zweiten Signale, die von den Überwachungsmitteln geliefert werden, ansprechend auf die an die Vorrichtung angelegte Last variieren, wobei die Ausgangsschaltung einen Gewichtswert bestimmt, der einen Funktion des Unterschiedes zwischen den ersten und zweiten Signalen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das erste Signal anzeigend für die Phasenverschiebung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal des ersten variablen Kondensators ist, und wobei das zweite Signal anzeigend für die Phasenverschiebung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal des zweiten variablen Kondensators ist, wobei die Ausgangsschaltung ferner eine Steuerung aufweist, an die die Überwachungsmittel die ersten und zweiten Ausgangssignale liefern, wobei die Steuerung die ersten und zweiten Ausgangssignale von den Überwachungsmitteln vergleicht, um einen für die an die gewichtsabfühlende Vorrichtung angelegte Last anzeigenden Gewichtswert zu bestimmen, der eine Funktion des Unterschiedes bezüglich der Dauer der ersten und zweiten Signale von den Überwachungsmitteln ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Mittel zur Überwachung der Phasenverschiebung ein Paar von exklusiv-ODER-Verknüpfungsgattern aufweisen, von denen ein jedes zwei Eingänge besitzt, wobei ein Eingang eines jeden des Paares von Gattern das Eingangssignal der Quelle für elektrische Energie ist, wobei der andere Eingang eines jeden des Paares von Gattern ein entsprechender Ausgang eines jeweiligen der ersten und zweiten Kondensatoren ist.