EP2831638A1 - Capacitive positioning device - Google Patents

Capacitive positioning device

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EP2831638A1
EP2831638A1 EP13704428.5A EP13704428A EP2831638A1 EP 2831638 A1 EP2831638 A1 EP 2831638A1 EP 13704428 A EP13704428 A EP 13704428A EP 2831638 A1 EP2831638 A1 EP 2831638A1
Authority
EP
European Patent Office
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electrode
measuring
locating device
receiving
electrodes
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13704428.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tobias Zibold
Andrej Albrecht
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2831638A1 publication Critical patent/EP2831638A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605Measuring capacitance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/088Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices operating with electric fields

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Abstract

A positioning device (100) for capacitively detecting an object (110) enclosed in a medium (105) comprises a measuring electrode (140), a reference electrode (145) and a receiving electrode (150), wherein the measuring electrode with the receiving electrode forms a measuring capacitance (C1) which can be influenced by the object and the reference electrode with the receiving electrode forms a reference capacitance which cannot be influenced by the object. The positioning device further comprises an oscillator (125) for supplying the measuring capacitance and the reference capacitance with phase-shifted AC voltages and a control device for controlling amplitudes of at least one of the AC voltages, in order to adapt the effects of electrical fields of the measuring electrode or of the reference electrode on the receiving electrode to one another. To this end the electrodes are planarly formed and the measuring electrode has a larger surface area than the reference electrode.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Kapazitives Ortungsgerät  Capacitive locating device
Die Erfindung betrifft ein Ortungsgerät. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Or tungsgerät zur kapazitiven Detektion eines in einem Medium eingeschlossenen Objekts. The invention relates to a locating device. In particular, the invention relates to a device for capacitive detection of an object enclosed in a medium.
Stand der Technik State of the art
Zur Erfassung eines in einer Wand verborgenen Gegenstands, etwa eines Balkens in einer Leichtbauwand, sind kapazitive Detektoren bekannt. Solche Detektoren verwenden eine Elektrode, deren Auf- oder Entladeverhalten bestimmt wird, um auf das dielektrische Objekt zu schließen. Es sind auch Detektoren mit mehreren Elektroden bekannt, bei denen eine Änderung der Kapazität einesFor detecting an object hidden in a wall, such as a beam in a lightweight wall, capacitive detectors are known. Such detectors use an electrode whose charging or discharging behavior is determined to close on the dielectric object. There are also known detectors with multiple electrodes, in which a change in the capacity of a
Paars von Elektroden bestimmt wird. Üblicherweise ist es notwendig, solche Detektoren auf der Wand manuell zu kalibrieren, da die Geräte den Wandkontakt nicht selbst erkennen können und die Kapazität der Elektroden bzw. Elektrodenpaare von Umgebungsbedingungen, wie einer Temperatur, einer Luftfeuchtigkeit, eines vom Sensor abgewandten Objekts, einer Erdung über einen Benutzer, elektrische oder dielektrische Eigenschaften des Wandmaterials abhängt. Um diese veränderlichen Einflussfaktoren zu berücksichtigen müssen bekannte Geräte an der Wand kalibriert werden, wozu entweder eine entsprechende Steuerung durch einen Benutzer oder eine aufwendige Sensorik erforderlich ist. Pair of electrodes is determined. Usually, it is necessary to manually calibrate such detectors on the wall, since the devices can not detect the wall contact itself and the capacitance of the electrodes or electrode pairs of environmental conditions, such as a temperature, humidity, an object facing away from the sensor, a ground via a user, electrical or dielectric properties of the wall material depends. In order to take account of these variable influencing factors, known devices must be calibrated on the wall, for which purpose either a corresponding control by a user or a complex sensor system is required.
DE 10 2007 058 088 A1 zeigt einen Sensor zur Ortung dielektrischer Objekte in einem Medium. Der gezeigte Sensor bestimmt ein Verhältnis zwischen einer Referenzkapazität und einer Messkapazität, die von der Position des Objekts bezüglich Elektroden der beiden Kapazitäten abhängig ist. DE 10 2008 005 783 B4 zeigt einen kapazitiven Detektor als Einklemmschutz, der mittels einer Gegentakt-Messbrücke die Kapazität zweier Kapazitäten mitei nander vergleicht. Eine der Kapazitäten ist durch zwei relativ zueinander positionierbare Elektroden gebildet, sodass eine Änderung ihres relativen Ab- stands zur Generierung eines Signals verwendet werden kann, das vor einem Einklemmen warnt. DE 10 2007 058 088 A1 shows a sensor for locating dielectric objects in a medium. The sensor shown determines a relationship between a reference capacitance and a measurement capacitance, which is dependent on the position of the object with respect to electrodes of the two capacitors. DE 10 2008 005 783 B4 shows a capacitive detector as anti-trap, which compares the capacity of two capacitors with each other by means of a push-pull measuring bridge. One of the capacitances is formed by two electrodes which can be positioned relative to one another, so that a change in their relative spacing can be used to generate a signal which warns of pinching.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ortungsgerät zur kapazitiven De tektion anzugeben, das zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit keine Kalibrierung erfordert. The invention has for its object to provide a tracking device for capacitive De detection, which requires no calibration to achieve a high accuracy.
Offenbarung der Erfindung Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Ortungsgeräts mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention achieves this object by means of a locating device having the features of the independent claim. Subclaims give preferred embodiments again.
Es gibt im Wesentlichen zwei Gründe, die eine Kalibrierung des Ortungsgeräts erfordern. Einerseits können nicht kontrollierbare Einflüsse, wie eine Umgebungstemperatur, eine Umgebungsfeuchtigkeit, ein sensorabgewandtes Objekt oder eine Erdung des Ortungsgeräts über einen Benutzer das Ausgangssignal beeinflussen. Andererseits unterscheidet sich das Ausgangssignal unabhängig von dem Objekt an einem Medium von einem Ausgangssignal in Luft, wobei ein Material und eine Materialstärke des Mediums sowie elektrische Wandeigenschaften wie eine Dielektrizitätszahl oder eine Leitfähigkeit in das Ausgangssignal einfließen können. There are essentially two reasons that require calibration of the locator. On the one hand, uncontrollable influences, such as an ambient temperature, an ambient humidity, a sensor-remote object or a grounding of the locating device via a user can influence the output signal. On the other hand, regardless of the object on a medium, the output signal differs from an output signal in air, wherein a material and a material thickness of the medium as well as electrical wall properties such as a dielectric constant or a conductivity can be included in the output signal.
Ein erfindungsgemäßes Ortungsgerät zur kapazitiven Detektion eines in einem Medium eingeschlossenen Objekts umfasst eine Messelektrode, eine Referenzelektrode und eine Empfangselektrode, wobei die Messelektrode mit der Empfangselektrode eine durch das Objekt beeinflussbare Messkapazität und die Referenzelektrode mit der Empfangselektrode eine durch das Objekt nicht beeinflussbare Referenzkapazität bildet, ferner einen Oszillator zur Versorgung der Messkapazität und der Referenzkapazität mit phasenverschobenen Wechselspannungen und eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Amplituden wenigs- tens einer der Wechselspannungen, um die Einflüsse von elektrischen Feldern der Messelektrode bzw. der Referenzelektrode auf die Empfangselektrode einander anzugleichen. Dabei sind die Elektroden flächig ausgeführt, indem sie im Verhältnis zu ihren Oberflächen nur geringe Dicken aufweisen. In einer bevor- zugten Ausführungsform sind die Oberflächen außerdem eben. Ferner weist dieAn inventive locating device for capacitive detection of an object enclosed in a medium comprises a measuring electrode, a reference electrode and a receiving electrode, wherein the measuring electrode with the receiving electrode forms a measurable by the object measuring capacitance and the reference electrode with the receiving electrode forms a non-influenced by the object reference capacitance, further an oscillator for supplying the measuring capacitance and the reference capacitance with phase-shifted alternating voltages and a control device for controlling amplitudes of less than at least one of the alternating voltages in order to equalize the influences of electric fields of the measuring electrode or the reference electrode on the receiving electrode. The electrodes are made flat, by having only small thicknesses in relation to their surfaces. In a preferred embodiment, the surfaces are also flat. Furthermore, the
Messelektrode einen größeren Flächeninhalt als die Referenzelektrode auf. Measuring electrode on a larger surface area than the reference electrode.
Durch die Verwendung der beschriebenen Elektrodenanordnung an einer Gegentakt-Messbrücke können Störfaktoren, welche die Kapazitäten zwischen den Elektroden beeinflussen, kompensiert sein. Derartige Einflüsse können unabhängig von dem Objekt und dem Medium sein, wie beispielsweise eine Umgebungstemperatur, eine Luftfeuchtigkeit, ein von den Elektroden abgewandtes Objekt oder eine Erdung des Ortungsgeräts über einen Benutzer, der das Gerät in seiner Hand hält. By using the described electrode arrangement on a push-pull measuring bridge, interference factors which influence the capacitances between the electrodes can be compensated. Such influences may be independent of the object and the medium, such as an ambient temperature, humidity, an object facing away from the electrodes, or grounding of the locator via a user holding the device in his hand.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand der Messelektrode zur Empfangselektrode größer als der Abstand der Referenzelektrode zur Empfangselektrode. Die beschriebene Gegentakt-Messbrücke bestimmt in Abhängigkeit einer Anwesenheit des Objekts die Veränderung eines Quotienten, der gebildet ist durch eine Differenz der Messkapazität von der Referenzkapazität und einer Summe dieser beiden Kapazitäten. Einflüsse, die beide Kapazitäten in gleicher weise beeinflussen, verändern die Messgröße daher nicht. Durch die angegebene geometri- sehe Ausprägung der einzelnen Elektroden kann die Beeinflussbarkeit der Referenzkapazität durch das Objekt reduziert sein. In a preferred embodiment, the distance of the measuring electrode to the receiving electrode is greater than the distance of the reference electrode to the receiving electrode. The push-pull measuring bridge described determines depending on a presence of the object, the change of a quotient, which is formed by a difference of the measuring capacity of the reference capacitance and a sum of these two capacitances. Influences that influence both capacities in the same way do not change the measured variable. Due to the specified geometrical appearance of the individual electrodes, the influenceability of the reference capacitance by the object can be reduced.
Die Messelektrode kann zumindest teilweise und insbesondere im Bereich zwischen Messelektrode und Empfangselektrode von einer Guard-Elektrode um- schlössen sein, die mit einem konstanten Potential verbunden ist. In dieser und in anderen Ausführungsformen bietet es sich an, die Messelektrode, die Empfangselektrode und die Referenzelektrode in der gleichen Ebene anzuordnen. Die Guard-Elektrode kann in diesem Fall ebenfalls in dieser Ebene verlaufen. Das konstante Potential kann insbesondere der Gerätemasse entsprechen. Die Guard-Elektrode stellt in der Ebene eine Abschirmung bereit, die auf ein vorbestimmtes, insbesondere zeitlich konstantes Potential eingestellt ist. Damit ist kein zusätzlicher Aufwand notwendig, um die Abschirmung umzusetzen, eine derartige passive Schirmung ist insbesondere dann effektiv, wenn sich das Potential an der Empfangselektrode aufgrund der Regelbedingung derart einstellt, dass Wechselspannungsanteile, die zu den oben beschriebenen Wechselspannungen synchron sind, verschwinden. Die Guard-Elektrode kann somit in Verbindung mit der beschriebenen Gegentakt-Messbrücke die Bestimmungsqualität des Ortungsgeräts verbessern. The measuring electrode may be at least partially and in particular in the region between the measuring electrode and the receiving electrode of a guard electrode to be concluded, which is connected to a constant potential. In this and other embodiments, it is appropriate to arrange the measuring electrode, the receiving electrode and the reference electrode in the same plane. The guard electrode may also run in this plane in this case. The constant potential can correspond in particular to the device ground. The guard electrode provides a shield in the plane, which is set to a predetermined, in particular temporally constant potential. There is no additional effort necessary to implement the shield, such a passive shielding is particularly effective when the potential at the receiving electrode due to the control condition such that AC components that are synchronous to the alternating voltages described above, disappear. The guard electrode can thus improve the quality of determination of the locating device in conjunction with the push-pull measuring bridge described.
Die Messelektrode, die Referenzelektrode und die Empfangselektrode können in einer Ebene liegen, wobei auf einer vom Objekt abgewandten Seite eine mit einem konstanten Potential verbundene Abschirmelektrode angeordnet ist, die die in der Ebene liegenden Elektroden zumindest teilweise oder, bevorzugterweise, vollständig abdeckt. Ein Einfluss eines nicht zu detektierenden Objekts, insbesondere eines Benutzers des Ortungsgeräts, kann dadurch verringert sein. In einer Variante kann die Abdeckung auch nur eine teilweise Abdeckung bereitstellen, beispielsweise können die Empfangselektrode oder die Referenzelektrode von der Abdeckung ausgenommen sein. The measuring electrode, the reference electrode and the receiving electrode can lie in one plane, wherein a screening electrode connected to a constant potential is arranged on a side facing away from the object, which covers the in-plane electrodes at least partially or, preferably, completely. An influence of an object not to be detected, in particular of a user of the locating device, can thereby be reduced. In a variant, the cover may provide only a partial cover, for example, the receiving electrode or the reference electrode may be excluded from the cover.
In einer anderen Ausführungsform, die mit der vorgenannten Ausführungsform kombinierbar ist, weist das Trägermaterial zwischen der Messelektrode und der Empfangselektrode eine Ausnehmung auf. In another embodiment, which can be combined with the aforementioned embodiment, the carrier material has a recess between the measuring electrode and the receiving electrode.
In noch einer anderen Ausführungsform, die mit der vorgenannten Ausführungsform kombinierbar ist, sind die Referenzelektrode und die Empfangselektrode auf einer Oberfläche eines ebenen Trägermaterials angeordnet, wobei das Trägermaterial zwischen der Referenzelektrode und der Empfangselektrode eine Ausnehmung aufweist. In yet another embodiment, which can be combined with the aforementioned embodiment, the reference electrode and the receiving electrode are arranged on a surface of a planar carrier material, wherein the carrier material between the reference electrode and the receiving electrode has a recess.
Beide Maßnahmen zielen darauf ab, dass eine Anzahl elektrischer Feldlinien durch das Trägermaterial zwischen Messelektrode und Empfangselektrode bzw. zwischen Referenzelektrode und Empfangselektrode minimiert wird. Ein Einfluss auf die Messkapazität bzw. auf die Referenzkapazität durch Eigenschaften des Trägermaterials kann dadurch verringert sein und eine Abhängigkeit der Kapazitäten von Temperatur und Feuchte vereinfacht sein. Die Guard-Elektrode kann elektrisch mit der Abschirmelektrode verbunden sein. Die beiden unterschiedlichen Arten der Abschirmung können so auf einfache Weise miteinander verbunden sein. Dies kann dazu beitragen, das Ortungsgerät einfach aufzubauen, wodurch Herstellungs- und Entwicklungskosten eingespart werden können. Both measures are aimed at minimizing a number of electric field lines through the carrier material between the measuring electrode and the receiving electrode or between the reference electrode and the receiving electrode. An influence on the measuring capacity or on the reference capacitance by properties of the carrier material can thereby be reduced and a dependency of the capacities of temperature and humidity can be simplified. The guard electrode may be electrically connected to the shield electrode. The two different types of shielding can be connected to one another in a simple manner. This can help to easily locate the locator, thereby saving manufacturing and development costs.
Zwischen der Messelektrode und der Empfangselektrode kann eine Vielzahl Leiterstücke zur elektrischen Verbindung der Abschirmelektrode mit der Guard- Elektrode liegen. Between the measuring electrode and the receiving electrode may be a plurality of conductor pieces for electrically connecting the shielding electrode to the guard electrode.
In einer anderen Ausführungsform, die mit der vorgenannten Ausführungsform kombinierbar ist, sind die Messelektrode und die Empfangselektrode auf einer Oberfläche eines ebenen Trägermaterials angeordnet, wobei das Trägermaterial zwischen der Messelektrode und der Empfangselektrode eine Ausnehmung auf- weist, deren Begrenzung zumindest teilweise mit einer leitfähigen Schicht versehen ist, die elektrisch mit der Abschirmelektrode und der Guard-Elektrode verbunden ist. In another embodiment, which can be combined with the aforementioned embodiment, the measuring electrode and the receiving electrode are arranged on a surface of a planar carrier material, wherein the carrier material between the measuring electrode and the receiving electrode has a recess, whose boundary at least partially with a conductive layer is provided, which is electrically connected to the shield electrode and the guard electrode.
Beide Varianten der vertikalen Kontaktierung zielen darauf ab, die elektrische Verbindung zwischen der Guard-Elektrode und der Abschirmelektrode in einemBoth variants of the vertical contacting aim at the electrical connection between the guard electrode and the shielding electrode in one
Bereich zwischen der Messelektrode und der Empfangselektrode derart auszuführen, dass elektrische Feldlinien, insbesondere solche durch das Trägermaterial, zwischen der Messelektrode und der Empfangselektrode abgeschirmt werden. Eine Grundkapazität zwischen der Messelektrode und der Empfangselekt- rode kann dadurch verringert sein. Dadurch kann die Empfindlichkeit der Messschaltung bezüglich eines Einflusses des Objekts gesteigert sein. Ein Einfluss auf die Grundkapazität durch Eigenschaften des Trägermaterials kann dadurch verringert und eine Abhängigkeit der Grundkapazität von Temperatur und Feuchte vereinfacht sein. Execute area between the measuring electrode and the receiving electrode such that electric field lines, in particular those are shielded by the carrier material, between the measuring electrode and the receiving electrode. A basic capacitance between the measuring electrode and the receiving electrode can thereby be reduced. As a result, the sensitivity of the measuring circuit with respect to an influence of the object can be increased. An influence on the basic capacity by properties of the carrier material can thereby be reduced and a dependence of the basic capacity on temperature and humidity can be simplified.
Die Messelektrode, die Referenzelektrode und die Abschirmelektrode können jeweils mit einer Isolationsschicht überzogen sein. Ein elektrischer Einfluss beispielsweise des Mediums auf die Referenz- bzw. Messkapazität kann dadurch verringert sein. Insbesondere kann die Isolationsschicht als Feuchtigkeitsbarriere dienen, so dass Luftfeuchtigkeit nicht in das Trägermaterial eindringen und dieThe measuring electrode, the reference electrode and the shielding electrode may each be coated with an insulating layer. An electrical influence, for example, of the medium on the reference or measuring capacitance can thereby be reduced. In particular, the insulating layer can serve as a moisture barrier, so that humidity does not penetrate into the substrate and the
Kapazitäten beeinflussen kann. Die Messelektrode oder die Referenzelektrode können mehrere voneinander beabstandete Abschnitte umfassen, die elektrisch niederohmig miteinander verbunden sind. Die Elektroden können dadurch so angeordnet sein, dass eine zweidimensionale Bestimmbarkeit des Objekts ermöglicht ist. Capacities can influence. The measuring electrode or the reference electrode may comprise a plurality of spaced-apart sections, which are connected to each other with low electrical resistance. The electrodes can thereby be arranged so that a two-dimensional determinability of the object is made possible.
Die Messelektrode oder die Referenzelektrode können mehrere voneinander elektrisch isolierte Abschnitte umfassen, die mit ungleichen, aber zueinander proportionalen Signalen beaufschlagt sind. Eine Empfindlichkeit der Elektroden- anordnung kann somit in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich groß sein. The measuring electrode or the reference electrode may comprise a plurality of mutually electrically isolated sections, which are acted upon with unequal but mutually proportional signals. A sensitivity of the electrode arrangement can thus vary in different directions.
Kurze Beschreibung der Figuren Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen: Brief Description of the Drawings The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which:
Figur 1 ein Ortungsgerät; Figur 2 eine Anordnung von Elektroden für das Ortungsgerät aus Figur 1 ; Figure 1 is a locating device; FIG. 2 shows an arrangement of electrodes for the locating device from FIG. 1;
Figur 3 eine elektrische Verbindung zwischen Elektroden an der Anordnung von Figur 2; und Figur 4 eine alternative elektrische Verbindung zwischen Elektroden an der FIG. 3 shows an electrical connection between electrodes on the arrangement of FIG. 2; and FIG. 4 shows an alternative electrical connection between electrodes on the
Anordnung von Figur 2 darstellt.  Arrangement of Figure 2 represents.
Genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen Detailed description of embodiments
Figur 1 zeigt ein Ortungsgerät 100 zur kapazitiven Detektion eines in einem Medium 105 eingeschlossenen Objekts 1 10. Das Ortungsgerät 100 umfasst eine Gegentakt-Messbrücke 1 15 und eine Anordnung 120 von Elektroden. FIG. 1 shows a locating device 100 for the capacitive detection of an object 1 10 enclosed in a medium 105. The locating device 100 comprises a push-pull measuring bridge 15 and an arrangement 120 of electrodes.
An der Messbrücke 1 15 stellt ein Oszillator 125 zwei phasenverschobene, bevorzugterweise gegenphasige, Wechselspannungen gleicher Frequenz bereit.At the measuring bridge 15, an oscillator 125 provides two phase-shifted, preferably opposite-phase, alternating voltages of the same frequency.
Die beiden Wechselspannungen sind an zwei Verstärker 130 und 135 geführt, von denen wenigstens einer in seinem Verstärkungsfaktor mittels eines Signals steuerbar ist. Der Ausgang des ersten Verstärkers 130 ist mit einer Messelektrode 140 und der Ausgang des zweiten Verstärkers 135 mit einer Referenzelektro- de 145 verbunden. The two alternating voltages are conducted to two amplifiers 130 and 135, of which at least one is controllable in its amplification factor by means of a signal. The output of the first amplifier 130 is connected to a measuring electrode 140 and the output of the second amplifier 135 is connected to a reference electrode 145.
Die Anordnung 120 umfasst wenigstens die Elektroden 140 und 145 sowie eine erdfreie Empfangselektrode 150. Die Elektroden 140, 145 und 150 sind zueinander derart angeordnet, dass sich zwischen der Messelektrode 140 und der Emp- fangselektrode 150 eine Messkapazität C1 und zwischen der ReferenzelektrodeThe arrangement 120 comprises at least the electrodes 140 and 145 and a floating receiving electrode 150. The electrodes 140, 145 and 150 are arranged relative to one another such that between the measuring electrode 140 and the receiving electrode 150 a measuring capacitance C1 and between the reference electrode
145 und der Empfangselektrode 150 eine Referenzkapazität C2 einstellt. Dabei sind die Elektroden 140, 145 und 150 derart ausgebildet, dass die Messkapazität C1 vom Objekt 1 10 beeinflussbar ist, die Referenzkapazität C2 hingegen nicht oder in einem vernachlässigbar geringen Maß. 145 and the receiving electrode 150 sets a reference capacitance C2. In this case, the electrodes 140, 145 and 150 are designed in such a way that the measuring capacitance C1 can be influenced by the object 110, while the reference capacitance C2 can not be influenced or to a negligible extent.
Die Empfangselektrode 150 ist mit einem Messverstärker 155 verbunden, dessen Ausgang mit einem Synchrondemodulator 160 verbunden ist. In Abhängigkeit eines durch den Oszillator 125 bereitgestellten Taktsignals, dessen Frequenz derjenigen der Wechselspannungen entspricht, die den Verstärkern 130 und 135 bereitgestellt sind, werden die Einflüsse der Messelektrode 140 und der Referenzelektrode 145 auf die Empfangselektrode 150 zeitlich alternierend bestimmt und einem Integrator 165, der beispielsweise als integrierender Komparator ausgebildet sein kann, bereitgestellt. Ein Ausgang des Integrators 165 ist mit einer Schnittstelle 170 verbunden, an der ein Messsignal bereitgestellt ist. Das Mess- signal wird außerdem dazu verwendet, die Verstärkungsfaktoren wenigstens eines der Verstärker 130 und 135 zu steuern. Sind beide Verstärker 130, 135 steuerbar, so ist ein Inverter 175 vorgesehen, um die Verstärkungsfaktoren gegenläufig zu steuern. The receiving electrode 150 is connected to a measuring amplifier 155 whose output is connected to a synchronous demodulator 160. In response to a clock signal provided by the oscillator 125 whose frequency corresponds to that of the AC voltages provided to the amplifiers 130 and 135, the influences of the measuring electrode 140 and the reference electrode 145 on the receiving electrode 150 are determined alternately in time and an integrator 165, for example provided as an integrating comparator. An output of the integrator 165 is connected to an interface 170 to which a measurement signal is provided. The measurement signal is also used to control the gain factors of at least one of the amplifiers 130 and 135. If both amplifiers 130, 135 are controllable, an inverter 175 is provided in order to control the gain factors in opposite directions.
Die Gegentakt-Messbrücke 1 15 ist dazu eingerichtet, die Messelektrode 140 und die Referenzelektrode der Anordnung 120 so mit Wechselspannungen zu beauf- schlagen, dass die Wirkung eines dielektrischen Einflusses des Objekts 1 10 auf die Kapazitäten C1 und C2 an der Empfangselektode 150 gleich groß ist. Dabei ist die Referenzkapazität C2 physikalisch so aufgebaut, dass sie vom Objekt 1 10 nicht oder praktisch nicht beeinflussbar ist. Befindet sich das Objekt 1 10 beispielsweise asymmetrisch im Bereich der Elektroden 140, 145, so dass die Kapazitäten C1 und C2 dielektrisch unterschiedlich stark vom Objekt 1 10 beein- flusst sind, so weisen die Wechselspannungen ungleich hohe Amplituden auf, so dass die Einflüsse der Messelektrode 140 und der Referenzelektrode 145 auf die Empfangselektrode 150 im zeitlichen Mittel gleich sind. Das an der Schnittstelle 170 bereitgestellte Messsignal reflektiert die Aussteuerung der Verstärker 130, 135. Liegt das Messsignal höher oder niedriger als ein vorbestimmter Wert, der zu einem nicht vorhandenen Objekt 1 10 korrespondiert, so kann aus dem Messsignal auf das Objekt 1 10 geschlossen werden. The push-pull measuring bridge 1 15 is set up to apply alternating voltages to the measuring electrode 140 and the reference electrode of the arrangement 120. suggest that the effect of a dielectric influence of the object 110 on the capacitances C1 and C2 at the receiving element 150 be the same. In this case, the reference capacitance C2 is physically constructed so that it can not be influenced by the object 110 or practically not influenced. If, for example, the object 1 10 is located asymmetrically in the region of the electrodes 140, 145, so that the capacitances C1 and C2 are influenced to a different degree by the object 110, the alternating voltages have unequally high amplitudes, so that the influences of the measuring electrode 140 and the reference electrode 145 are equal to the receiving electrode 150 in the time average. The measurement signal provided at the interface 170 reflects the modulation of the amplifiers 130, 135. If the measurement signal is higher or lower than a predetermined value that corresponds to a non-existent object 110, the object 1 10 can be deduced from the measurement signal.
Figur 2 zeigt die Anordnung 120 von Elektroden für das Ortungsgerät 100 aus Figur 1 . Dabei zeigt Figur 2A Elektroden in einer ersten, dem Objekt 1 10 zugewandten Ebene und Figur 2B eine Anordnung von Elektroden in einer zweiten Ebene, die dem Objekt 1 10 bezüglich der ersten Ebene abgewandt ist. Praktisch kann die gezeigte Anordnung beispielsweise als gedruckte Schaltung auf unterschiedlichen Schichten einer Platine aus isolierendem Material ausgebildet sein. FIG. 2 shows the arrangement 120 of electrodes for the locating device 100 from FIG. 1. FIG. 2A shows electrodes in a first plane facing the object 110, and FIG. 2B shows an arrangement of electrodes in a second plane, which faces away from the object 110 with respect to the first plane. In practice, the arrangement shown may be formed, for example, as a printed circuit on different layers of a board of insulating material.
In Figur 2A befinden sich in der ersten Ebene eine erste Messelektrode 205 und eine zweite Messelektrode 210, die jeweils der Messelektrode 140 in Figur 2 entsprechen, eine erste Referenzelektrode 215 und eine zweite Referenzelektrode 220, die jeweils der Referenzelektrode 145 aus Figur 1 entsprechen, sowie eine Empfangselektrode 225, die der Empfangselektrode 1 15 aus Figur 1 entspricht und eine Guard-Elektrode 242. Zueinander korrespondierende Elektroden 205 und 210, 215 und 220 können elektrisch niederohmig miteinander verbunden sein. In einer anderen Ausführungsform sind zueinander korrespondierende Elektroden 205-220 mit gleichen oder ungleichen aber zueinander proportionalen Signalen beaufschlagt, die aus unterschiedlichen Quellen stammen können. Zu diesem Zweck kann beispielsweise für jede der Messelektroden 205 und 210 ein eigener Verstärker 130 in der Messbrücke 1 15 aus Figur 1 vorgesehen sein. Jede der zweifach ausgeführten Elektroden 205 und 210, 215 und 220 kann auch einzeln ausgeführt sein. Die Referenzelektroden 215, 220 sind kleiner als die Messelektroden 205 und 210, und zwar vorzugsweise wesentlich kleiner, sodass der Flächeninhalt einer Messelektrode 205, 210 ein Vielfaches des Flächeninhalts einer Referenzelektrode 215, 220 beträgt. Bevorzugterweise sind die Messelektroden 205 und 210 gleich groß. Ebenfalls bevorzugterweise sind die Referenzelektroden 215, 220 gleich groß. In FIG. 2A, in the first plane, a first measuring electrode 205 and a second measuring electrode 210, which respectively correspond to the measuring electrode 140 in FIG. 2, a first reference electrode 215 and a second reference electrode 220, which respectively correspond to the reference electrode 145 of FIG a receiving electrode 225, which corresponds to the receiving electrode 1 15 of Figure 1 and a guard electrode 242. Interdependent electrodes 205 and 210, 215 and 220 may be electrically low impedance connected to each other. In another embodiment, electrodes 205-220 corresponding to one another are acted on with identical or unequal but mutually proportional signals, which may originate from different sources. For this purpose, for example, for each of the measuring electrodes 205 and 210, a separate amplifier 130 may be provided in the measuring bridge 15 of FIG. Each of the dual-type electrodes 205 and 210, 215 and 220 may also be implemented individually. The reference electrodes 215, 220 are smaller than the measuring electrodes 205 and 210, and preferably substantially smaller, so that the surface area of a measuring electrode 205, 210 is a multiple of the surface area of a reference electrode 215, 220. Preferably, the measuring electrodes 205 and 210 are the same size. Also preferably, the reference electrodes 215, 220 are the same size.
Vorzugsweise liegen die Messelektroden 205 und 210 weiter von der Empfangselektrode 225 entfernt als die Referenzelektroden 215 und 220, und zwar we- sentlich weiter, sodass die Entfernungen der Messelektroden 205 und 210 zurPreferably, the measuring electrodes 205 and 210 are farther from the receiving electrode 225 than the reference electrodes 215 and 220, and substantially further so that the distances of the measuring electrodes 205 and 210 to the
Empfangselektrode 225 jeweils ein Vielfaches der Entfernungen der Referenzelektroden 215 und 220 von der Empfangselektrode 225 betragen. Receiving electrode 225 each amount to a multiple of the distances of the reference electrodes 215 and 220 of the receiving electrode 225.
Bevorzugterweise entspricht der Abstand der ersten Messelektrode 205 von der Empfangselektrode 225 dem Abstand der zweiten Messelektrode von der Emp- fangselektrode 225. Ebenfalls bevorzugterweise entspricht der Abstand der ersten Referenzelektrode 215 von der Empfangselektrode 225 dem Abstand der zweiten Referenzelektrode 220 von der Empfangselektrode 225. The distance of the first measuring electrode 205 from the receiving electrode 225 preferably corresponds to the distance of the second measuring electrode from the receiving electrode 225. Also preferably, the distance of the first reference electrode 215 from the receiving electrode 225 corresponds to the distance of the second reference electrode 220 from the receiving electrode 225.
Optional sind in der Anordnung 120 weiter eine erste Gegenelektrode 235 und gegebenenfalls auch eine zweite Gegenelektrode 240 vorgesehen. Die Messelektroden 205, 210 und die Gegenelektroden 235, 240 sind bevorzugterweise gleich groß und horizontal und vertikal mit gleich großen Abständen zueinander angeordnet. Die Messelektroden 205 und 210 sowie die Gegenelektroden 235 und 240 können jeweils von einer Guard-Elektrode 242 umschlossen sein. Optionally, a first counterelectrode 235 and possibly also a second counterelectrode 240 are further provided in the arrangement 120. The measuring electrodes 205, 210 and the counterelectrodes 235, 240 are preferably the same size and arranged horizontally and vertically with equal distances to each other. The measuring electrodes 205 and 210 and the counterelectrodes 235 and 240 may each be enclosed by a guard electrode 242.
Etwa in der Mitte von Figur 2A verläuft eine Guard-Elektrode 232 in horizontaler Richtung, welche die oben angeordneten Messelektroden 205 und 210, die jeweils zugeordneten Guard-Elektroden 242, die Referenzelektroden 215 und 220 sowie die erste Empfangselektrode 225 von den unten angeordneten Gegen- elektroden 235 und 240 mit den ihnen zugeordneten Guard-Elektroden 242 und der weiteren Guard-Elektrode 230 trennt und die kapazitive Kopplung zwischen den Gegenelektroden 235, 240 und der Empfangselektrode 225 reduziert. Der in Fig. 2A unterhalb der horizontalen Guard-Elektrode 232 liegende Teil der Anordnung 120 kann in anderen Ausführungsformen auch entfallen. Approximately in the middle of FIG. 2A, a guard electrode 232 extends in the horizontal direction, which covers the measuring electrodes 205 and 210 arranged at the top, the respectively assigned guard electrodes 242, the reference electrodes 215 and 220 and the first receiving electrode 225 from the counter-circuits arranged below. Separate electrodes 235 and 240 with their associated guard electrodes 242 and the other guard electrode 230 and reduces the capacitive coupling between the counter electrodes 235, 240 and the receiving electrode 225. The part of the arrangement 120 lying below the horizontal guard electrode 232 in FIG. 2A can also be dispensed with in other embodiments.
Sämtliche Guard-Elektroden 230, 232, 242 sind optional. Die Guard-ElektrodenAll Guard electrodes 230, 232, 242 are optional. The guard electrodes
242 dienen dazu, kapazitive Kopplungen zwischen in der ersten Ebene liegenden Elektroden 205-225, 235, 240 zu unterbrechen. Die Guard-Elektrode 230 korrespondiert zur Empfangselektrode 225 und erhöht die Symmetrie der Elektrodenanordnung und damit der Feldlinienverteilung. Die Guard-Elektroden 230, 232, 242 werden mit einem vorbestimmten, insbesondere zeitlich konstanten Potential verbunden, beispielsweise mit einer Gerätemasse des Ortungsgeräts 100 aus242 serve to provide capacitive couplings between in the first level Electrodes 205-225, 235, 240 to interrupt. The guard electrode 230 corresponds to the receiving electrode 225 and increases the symmetry of the electrode assembly and thus the field line distribution. The guard electrodes 230, 232, 242 are connected to a predetermined, in particular temporally constant potential, for example with a device ground of the locating device 100
Figur 1 . Diese Vorgehensweise unterscheidet sich von einer bekannten aktiven Abschirmung („active shielding") dadurch, dass das Potential der Guard- Elektroden zeitlich konstant ist und nicht einem anderen Potential nachgeführt wird. Die Guard-Elektroden 242 bieten sich insbesondere bei Verwendung der in Figur 1 gezeigten Gegentakt-Messbrücke 1 15 an, da die Messbrücke 1 15 dazu eingerichtet ist, das Potential an der Empfangselektrode 150 derart einzustellen, dass Wechselspannungsanteile, die synchron zum Takt der Wechselspannungen an der Messelektrode 140 bzw. der Referenzelektrode 145 sind, verschwinden. FIG. 1 This procedure differs from a known active shielding in that the potential of the guard electrodes is constant over time and is not tracked to any other potential The guard electrodes 242 are particularly useful when using the ones shown in FIG Push-pull measuring bridge 1 15, since the measuring bridge 1 15 is adapted to adjust the potential at the receiving electrode 150 such that AC components that are synchronous to the clock of the AC voltages at the measuring electrode 140 and the reference electrode 145, disappear.
Eine Isolation zwischen benachbarten Elektroden der ersten Ebene kann auch mit Luft erfolgen, indem zwischen den Elektroden eine Ausnehmung 244 eingebracht ist, wie sie beispielhaft zwischen der ersten Referenzelektrode 215 und der Empfangselektrode 225 und zwischen der zweiten Referenzelektrode 220 und der Empfangselektrode 225 dargestellt ist. An insulation between adjacent electrodes of the first plane can also be done with air by a recess 244 is introduced between the electrodes, as exemplified between the first reference electrode 215 and the receiving electrode 225 and between the second reference electrode 220 and the receiving electrode 225.
In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform sind sämtliche Elektroden 205-242 der Anordnung 120 von einer Isolationsschicht 246 bedeckt, um eine resistive Kopplung mit dem Medium 105 der Umgebungsluft oder einem anderen Objekt zu erschweren. Die Isolationsschicht dient auch als Feuchtigkeitsbarriere, so dass Feuchtigkeit, etwa aus der Luft, nicht in das Trägermaterial eindringen und die Kapazitäten beeinflussen kann. In the illustrated preferred embodiment, all of the electrodes 205-242 of the assembly 120 are covered by an insulating layer 246 to make resistive coupling to the ambient air medium 105 or other object more difficult. The insulating layer also serves as a moisture barrier, so that moisture, for example from the air, can not penetrate into the carrier material and influence the capacities.
Figur 2B zeigt vier Abschirmelektroden 250, die jeweils so bemessen und positioniert sind, dass sie eine der Messelektroden 205, 210 oder eine der Gegen- elektroden 235, 240 samt der ggf. zugeordneten Guard-Elektrode 242 abdecken.FIG. 2B shows four shielding electrodes 250 which are each dimensioned and positioned such that they cover one of the measuring electrodes 205, 210 or one of the counterelectrodes 235, 240 together with the optionally associated guard electrode 242.
Die Abschirmelektroden 250 sind am Ortungsgerät 100 mit einem zeitlich konstanten Potential verbunden, welches einer Gerätemasse des Ortungsgeräts 100 entsprechen kann. Zusätzlich oder alternativ können die Abschirmelektroden 250 mit den Guard-Elektroden 242 verbunden sein. Die Abschirmelektroden 250 können auch mittels einer nicht dargestellten Isolationsschicht 246 gegen äußereThe shielding electrodes 250 are connected to the locating device 100 with a temporally constant potential, which may correspond to a device ground of the locating device 100. Additionally or alternatively, the shielding electrodes 250 may be connected to the guard electrodes 242. The shielding electrodes 250 can also by means of an insulating layer 246, not shown, against external
Einflüsse geschützt sein. Figur 3 zeigt eine elektrische Verbindung zwischen unterschiedlichen Ebenen der Anordnung 120 von Figur 2. Be protected influences. FIG. 3 shows an electrical connection between different levels of the arrangement 120 of FIG. 2.
Die Ausnehmung 244 ist in eine Platine 305 eingebracht, welche die erste Ebene von Figur 2A auf ihrer Oberseite und die zweite Ebene von Figur 2B auf ihrer Unterseite trägt. Die Ausnehmung 244 ist zwischen Referenzelektrode 145 und Empfangselektrode 150 in die Platine 305 eingebracht. Die Ausnehmung 244 ist optional an wenigstens einer Seite mit einer leitfähigen Schicht 310 versehen, die oben mit einer der Elektroden der ersten Ebene, hier beispielhaft der Guard- Elektrode 242, und unten mit einer der Elektroden der zweiten Ebene, hier beispielhaft der Abschirmelektrode 250, elektrisch verbunden ist. In einem weiteren Beispiel kann die Ausnehmung 244 zwischen der Messelektrode 140 und der Empfangselektrode 150 in die Platine 305 eingebracht sein. Die leitfähige Schicht 210 stellt hierbei vorzugsweise einen elektrischen Kontakt zwischen der Guard- Elektrode 242 auf der Oberseite und der Abschirmelektrode 250 auf der Unterseite her. The recess 244 is inserted into a board 305, which carries the first plane of Figure 2A on its upper side and the second plane of Figure 2B on its underside. The recess 244 is inserted between the reference electrode 145 and the receiving electrode 150 in the circuit board 305. The recess 244 is optionally provided on at least one side with a conductive layer 310, the top with one of the electrodes of the first level, here exemplified by the guard electrode 242, and below with one of the electrodes of the second level, here exemplified by the shield electrode 250, electrically connected. In another example, the recess 244 may be inserted between the measuring electrode 140 and the receiving electrode 150 in the board 305. In this case, the conductive layer 210 preferably establishes an electrical contact between the guard electrode 242 on the top side and the shielding electrode 250 on the bottom side.
Eine dazu alternative mechanische Ausprägung der elektrischen Verbindung ist in Figur 4 gezeigt. Anstelle der Ausnehmung 244 sind eine Anzahl vertikaler Löcher in die Platine 305 angebracht, durch welche Leiterstücke 315 durchgeführt sind. Die Leiterstücke 315 sind bevorzugterweise als Durchkontaktierungen („Vias"), etwa auf galvanischem Wege oder mittels Nieten, hergestellt. An alternative mechanical expression of the electrical connection is shown in FIG. Instead of the recess 244, a number of vertical holes are mounted in the board 305, through which conductor pieces 315 are performed. The conductor pieces 315 are preferably produced as plated-through holes ("vias"), for example by electroplating or by riveting.
Die beiden in den Figuren 3 und 4 gezeigten Varianten dienen der Ausbildung eines luftgefüllten Bereichs und optional eines Leiterstücks in vertikaler Richtung, um ein elektrisches Feld zwischen Elektroden abzuschirmen, die einander bezüglich des Leiterstücks in der Ebene gegenüber liegen. Beide Ausführungsformen können zusätzlich oder alternativ zu einer zum gleichen Zweck verwendbaren Guard-Elektrode 242 vorgesehen sein. The two variants shown in Figures 3 and 4 serve to form an air-filled region and optionally a conductor piece in a vertical direction to shield an electric field between electrodes facing each other with respect to the conductor piece in the plane. Both embodiments may be provided additionally or alternatively to a guard electrode 242 which can be used for the same purpose.

Claims

Ansprüche  claims
Ortungsgerät (100) zur kapazitiven Detektion eines in einem Medium (105) eingeschlossenen Objekts (1 10), umfassend: Locating device (100) for the capacitive detection of an object (110) enclosed in a medium (105), comprising:
- eine Messelektrode (140), eine Referenzelektrode (145) und eine Empfangselektrode (150),  a measuring electrode (140), a reference electrode (145) and a receiving electrode (150),
- wobei die Messelektrode (140) mit der Empfangselektrode (150) eine durch das Objekt (1 10) beeinflussbare Messkapazität (C1 ) und die Referenzelektrode (145) mit der Empfangselektrode (150) eine durch das Objekt (1 10) nicht beeinflussbare Referenzkapazität (C2) bildet;  - wherein the measuring electrode (140) with the receiving electrode (150) by the object (1 10) modifiable measuring capacitance (C1) and the reference electrode (145) with the receiving electrode (150) by the object (1 10) can not be influenced reference capacity ( C2) forms;
- einen Oszillator (125) zur Versorgung der Messkapazität (C1 ) und der Referenzkapazität (C2) mit phasenverschobenen Wechselspannungen; - An oscillator (125) for supplying the measuring capacitance (C1) and the reference capacitance (C2) with phase-shifted AC voltages;
- eine Steuereinrichtung (130, 135, 155, 160, 165, 175) zur Steuerung von Amplituden wenigstens einer der Wechselspannungen, um die Einflüsse von elektrischen Feldern der Messelektrode (140) bzw. der Referenzelektrode (145) auf die Empfangselektrode (150) einander anzugleichen, dadurch gekennzeichnet, dass - A control device (130, 135, 155, 160, 165, 175) for controlling amplitudes of at least one of the AC voltages to the influences of electric fields of the measuring electrode (140) and the reference electrode (145) on the receiving electrode (150) each other to match, characterized in that
- die Elektroden (140, 145, 150) flächig ausgeformt sind und die Messelektrode (140) einen größere Flächeninhalt als die Referenzelektrode (145) aufweist.  - The electrodes (140, 145, 150) are formed flat and the measuring electrode (140) has a larger surface area than the reference electrode (145).
Ortungsgerät (100) nach Anspruch 1 , wobei der Abstand der Messelektrode (140) zur Empfangselektrode (150) größer als der Abstand der Referenzelektrode (145) zur Empfangselektrode (150) ist. The locating device (100) of claim 1, wherein the distance of the measuring electrode (140) to the receiving electrode (150) is greater than the distance of the reference electrode (145) to the receiving electrode (150).
Ortungsgerät (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Messelektrode (140) zumindest teilweise von einer Guard-Elektrode (242) umlaufen ist, wobei die Guard-Elektrode (242) mit einem konstanten Potential verbunden ist. Locating device (100) according to claim 1 or 2, wherein the measuring electrode (140) is at least partially circulated by a guard electrode (242), wherein the guard electrode (242) is connected to a constant potential.
Ortungsgerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messelektrode (140), die Referenzelektrode (145) und die Empfangselektrode (150) in einer Ebene liegen und auf einer vom Objekt (1 10) abgewandten Seite eine mit einem konstanten Potential verbundene Abschirmelektrode (250) an- geordnet ist, die die in der Ebene liegenden Elektroden (140, 145, 150) zumindest teilweise abdeckt. Locating device (100) according to one of the preceding claims, wherein the measuring electrode (140), the reference electrode (145) and the receiving electrode (150) lying in a plane and on a side facing away from the object (1 10) side connected to a constant potential shielding electrode (250) is ordered, which covers the in-plane electrodes (140, 145, 150) at least partially.
Ortungsgerät (100) nach Anspruch 3 und 4, wobei die Guard-Elektrode (242) elektrisch mit der Abschirmelektrode (250) verbunden ist. The locating device (100) of claims 3 and 4, wherein the guard electrode (242) is electrically connected to the shield electrode (250).
Ortungsgerät (100) nach Anspruch 5, wobei zwischen der Messelektrode (140) und der Empfangselektrode (150) eine Vielzahl Leiterstücke (315) zur elektrischen Verbindung der Abschirmelektrode (250) mit der Guard-Elektrode (242) liegen. Locating device (100) according to claim 5, wherein between the measuring electrode (140) and the receiving electrode (150) a plurality of conductor pieces (315) for electrically connecting the shield electrode (250) with the guard electrode (242) are located.
Ortungsgerät (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Messelektrode (140) und die Empfangselektrode (150) auf einer Oberfläche eines ebenen Trägermaterials (305) angeordnet sind und das Trägermaterial (305) zwischen der Messelektrode (140) und der Empfangselektrode (150) eine Ausnehmung (244) aufweist. Locating device (100) according to claim 5 or 6, wherein the measuring electrode (140) and the receiving electrode (150) on a surface of a planar support material (305) are arranged and the carrier material (305) between the measuring electrode (140) and the receiving electrode (150 ) has a recess (244).
Ortungsgerät nach Anspruch 7, wobei eine Begrenzung der Ausnehmung (244) zumindest teilweise mit einer leitfähigen Schicht (310) versehen ist, die elektrisch mit der Abschirmelektrode (250) und der Guard-Elektrode (242) verbunden ist. The locating device of claim 7, wherein a boundary of the recess (244) is at least partially provided with a conductive layer (310) electrically connected to the shield electrode (250) and the guard electrode (242).
Ortungsgerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messelektrode (140), die Referenzelektrode (145) und die Abschirmelektrode (250) jeweils mit einer Isolationsschicht (246) überzogen sind. Locating device (100) according to one of the preceding claims, wherein the measuring electrode (140), the reference electrode (145) and the shielding electrode (250) are each covered with an insulating layer (246).
Ortungsgerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messelektrode (140) oder die Referenzelektrode (145) mehrere voneinander beabstandete Abschnitte (205, 210) umfasst, die elektrisch niederohmig miteinander verbunden sind. Locating device (100) according to one of the preceding claims, wherein the measuring electrode (140) or the reference electrode (145) comprises a plurality of spaced-apart sections (205, 210) which are electrically low-resistance connected to each other.
Ortungsgerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messelektrode (140) oder die Referenzelektrode (145) mehrere voneinander elektrisch isolierte Abschnitte (205-220) umfasst, die mit ungleichen, aber zueinander proportionalen Signalen beaufschlagt sind. Locating device (100) according to one of the preceding claims, wherein the measuring electrode (140) or the reference electrode (145) comprises a plurality of mutually electrically isolated portions (205-220), which are applied to unequal, but mutually proportional signals.
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