JP3530306B2 - キャパシタンス差の測定回路装置 - Google Patents
キャパシタンス差の測定回路装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2605—Measuring capacitance
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つのコンデンサ
のキャパシタンスの差をディジタル測定するための装置
および方法に関する。
のキャパシタンスの差をディジタル測定するための装置
および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような装置または回路装置はたとえ
ば差動コンデンサをディジタルに評価するために用いら
れる。差動コンデンサはしばしば圧力、加速度、湿度、
傾斜などを測定するためのセンサ技術に使用される。キ
ャパシタンスの差を測定するための種々の装置が既に提
案されている（たとえばドイツ特許第 3623136号、米国
特許第 4392378号、ドイツ特許第 4103433号、ヨーロッ
パ特許第 0503272号明細書を参照）。公知の方法では測
定量（キャパシタンス差）は電圧（または電流）の値に
より、またはＰＷＭ信号のオンオフ比により表される。
ディジタル処理のためには、いずれの場合にも追加的な
Ａ‐Ｄ変換が行われなければならない。
ば差動コンデンサをディジタルに評価するために用いら
れる。差動コンデンサはしばしば圧力、加速度、湿度、
傾斜などを測定するためのセンサ技術に使用される。キ
ャパシタンスの差を測定するための種々の装置が既に提
案されている（たとえばドイツ特許第 3623136号、米国
特許第 4392378号、ドイツ特許第 4103433号、ヨーロッ
パ特許第 0503272号明細書を参照）。公知の方法では測
定量（キャパシタンス差）は電圧（または電流）の値に
より、またはＰＷＭ信号のオンオフ比により表される。
ディジタル処理のためには、いずれの場合にも追加的な
Ａ‐Ｄ変換が行われなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、２つ
のコンデンサのキャパシタンスの差を測定し、測定回路
にＡ‐Ｄ変換器を追加する必要なしに、測定結果をディ
ジタル形態で出力することを可能にする装置を提供する
ことにある。本装置は、可能なかぎり簡単な仕方で市販
の部品により実現できなければならず、また場合によっ
ては集積も問題なしに行われ得るように構成されていな
ければならない。他の実施態様では本装置は、存在して
いる寄生的キャパシタンスが測定結果に影響しないよう
にすることを可能にする。
のコンデンサのキャパシタンスの差を測定し、測定回路
にＡ‐Ｄ変換器を追加する必要なしに、測定結果をディ
ジタル形態で出力することを可能にする装置を提供する
ことにある。本装置は、可能なかぎり簡単な仕方で市販
の部品により実現できなければならず、また場合によっ
ては集積も問題なしに行われ得るように構成されていな
ければならない。他の実施態様では本装置は、存在して
いる寄生的キャパシタンスが測定結果に影響しないよう
にすることを可能にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴を有する回路装置により、またこの回路装置を使用し
てキャパシタンス差を測定するための請求項８または９
による方法により解決される。他の実施態様はそれぞれ
従属請求項にあげられている。
徴を有する回路装置により、またこの回路装置を使用し
てキャパシタンス差を測定するための請求項８または９
による方法により解決される。他の実施態様はそれぞれ
従属請求項にあげられている。
【０００５】本発明による回路装置では一方のコンデン
サにより正電流が、また他方のコンデンサにより負電流
が積分され、その際に積分のために利用されないコンデ
ンサの電圧は積分のために利用されるコンデンサの電圧
に追従させられ、また進行制御部が個々の積分の継続時
間を測定し、それから値を計算しかつディジタル形態で
出力し、また積分サイクルを、コンデンサの電圧が予め
定められた範囲内にとどまるように制御する。
サにより正電流が、また他方のコンデンサにより負電流
が積分され、その際に積分のために利用されないコンデ
ンサの電圧は積分のために利用されるコンデンサの電圧
に追従させられ、また進行制御部が個々の積分の継続時
間を測定し、それから値を計算しかつディジタル形態で
出力し、また積分サイクルを、コンデンサの電圧が予め
定められた範囲内にとどまるように制御する。
【０００６】
【実施例】以下に、この回路装置および測定方法を、そ
れぞれこの回路装置の原理回路図を示す図１および図２
により一層詳細に説明する。
れぞれこの回路装置の原理回路図を示す図１および図２
により一層詳細に説明する。
【０００７】図１に示されている回路装置には、たとえ
ばキャパシタンスの比またはキャパシタンスの差とキャ
パシタンスの和との比（相対的キャパシタンス差）を測
定されるべき２つのコンデンサ１、２が記入されてい
る。これらのコンデンサ１、２に交互に正の出力電流を
有する電流源（正電流源＋Ｉ）および負の出力電流を有
する電流源（負電流源−Ｉ）から供給される積分器が接
続され得る。この実施例では第１のスイッチ５により形
成される第１のスイッチング装置５は、交互に一方また
は他方の電流源と接続することを可能にする。電流源は
それぞれ一定の強さを有する電流を供給し、この電流が
差動増幅器３の反転入力端に導かれる。この差動増幅器
３の非反転入力端は接地端子と接続されている。測定す
べき両コンデンサ１、２の各端子はこの差動増幅器３の
出力端と接続されている。図１に示されている実施例で
は第２のスイッチ６および第３のスイッチ７により形成
される第２のスイッチング装置が設けられている。この
第２のスイッチング装置６、７は、コンデンサ１、２の
それぞれ１つの端子を接地端子（差動増幅器３の非反転
入力端における基準電位）または差動増幅器３の反転入
力端（仮想接地）と接続することを可能にするように構
成されている。この回路装置は両コンデンサにおける電
圧を常に合致させるように作用する。
ばキャパシタンスの比またはキャパシタンスの差とキャ
パシタンスの和との比（相対的キャパシタンス差）を測
定されるべき２つのコンデンサ１、２が記入されてい
る。これらのコンデンサ１、２に交互に正の出力電流を
有する電流源（正電流源＋Ｉ）および負の出力電流を有
する電流源（負電流源−Ｉ）から供給される積分器が接
続され得る。この実施例では第１のスイッチ５により形
成される第１のスイッチング装置５は、交互に一方また
は他方の電流源と接続することを可能にする。電流源は
それぞれ一定の強さを有する電流を供給し、この電流が
差動増幅器３の反転入力端に導かれる。この差動増幅器
３の非反転入力端は接地端子と接続されている。測定す
べき両コンデンサ１、２の各端子はこの差動増幅器３の
出力端と接続されている。図１に示されている実施例で
は第２のスイッチ６および第３のスイッチ７により形成
される第２のスイッチング装置が設けられている。この
第２のスイッチング装置６、７は、コンデンサ１、２の
それぞれ１つの端子を接地端子（差動増幅器３の非反転
入力端における基準電位）または差動増幅器３の反転入
力端（仮想接地）と接続することを可能にするように構
成されている。この回路装置は両コンデンサにおける電
圧を常に合致させるように作用する。
【０００８】スイッチ５、６、７の同期切換は、差動増
幅器３の出力端の後に配置されている制御装置４を含む
進行制御部により実行される。この制御装置４はさらに
コンデンサに与えられている電圧を測定する電圧計を含
んでいる。制御装置４はさらに時間計および測定された
継続時間を加算するための手段を含んでいる。好ましく
は制御装置４はクロック信号発生器と接続されている。
時間は次いでディジタル形態で加算され、またこの形態
でその後の計算および結果の出力のために処理され得
る。本発明による回路装置の好ましい実施例では、この
制御装置４はキャパシタンス差の値に対する計算により
求められた結果を直ちに供給する。この回路装置のさら
に進んだ実施例として、第１のスイッチ５がその他のス
イッチに無関係に切換えられ得ること、または第１のス
イッチ５がそれぞれ他の両スイッチの１つとのみ同期し
て切換えられ得るようにすると有利である。分離したス
イッチの同期制御の代わりに、切換の際に同時にすべて
の切換接続が相応に変更するように構成されているたと
えば電子回路により実現された多重スイッチが設けられ
てもよい。両スイッチング装置のこのような実現例の際
にも、共通のスイッチに集積された第１のスイッチング
装置は第２のスイッチング装置から区別され得る。従っ
て、これらのスイッチング装置に別々の参照符号を付し
てあること、また図１による具体的な実施例を説明する
ことはこの回路装置の可能な他の実施形態に制限を課す
るものではない。図１中に示されている回路装置はその
構成が特に簡単な点で有利である。
幅器３の出力端の後に配置されている制御装置４を含む
進行制御部により実行される。この制御装置４はさらに
コンデンサに与えられている電圧を測定する電圧計を含
んでいる。制御装置４はさらに時間計および測定された
継続時間を加算するための手段を含んでいる。好ましく
は制御装置４はクロック信号発生器と接続されている。
時間は次いでディジタル形態で加算され、またこの形態
でその後の計算および結果の出力のために処理され得
る。本発明による回路装置の好ましい実施例では、この
制御装置４はキャパシタンス差の値に対する計算により
求められた結果を直ちに供給する。この回路装置のさら
に進んだ実施例として、第１のスイッチ５がその他のス
イッチに無関係に切換えられ得ること、または第１のス
イッチ５がそれぞれ他の両スイッチの１つとのみ同期し
て切換えられ得るようにすると有利である。分離したス
イッチの同期制御の代わりに、切換の際に同時にすべて
の切換接続が相応に変更するように構成されているたと
えば電子回路により実現された多重スイッチが設けられ
てもよい。両スイッチング装置のこのような実現例の際
にも、共通のスイッチに集積された第１のスイッチング
装置は第２のスイッチング装置から区別され得る。従っ
て、これらのスイッチング装置に別々の参照符号を付し
てあること、また図１による具体的な実施例を説明する
ことはこの回路装置の可能な他の実施形態に制限を課す
るものではない。図１中に示されている回路装置はその
構成が特に簡単な点で有利である。
【０００９】この回路装置の作用の仕方を説明するため
以下に先ず測定方法を説明する。測定の開始時にコンデ
ンサは好ましくは完全にまたは少なくともほぼ放電され
ている。第１のスイッチング装置（第１のスイッチ５）
は、図１に示されている例では正電流源＋Ｉが差動増幅
器３の反転入力端と接続されている第１のスイッチング
位置Ｐ1 に切換えられる。図１中に示されている出発位
置では第１のスイッチング装置により第１のコンデンサ
１が差動増幅器の反転入力端と接続されており、他方に
おいて第２のコンデンサ２は接地端子と接続されてい
る。従って、先ず正電流源＋Ｉから供給される電流が、
第１のコンデンサ１が特定の電圧に充電されることによ
って、積分される。回路装置は、差動増幅器のために第
２のコンデンサ２が同一の電圧に充電されるようにす
る。第１のコンデンサ１の充電はたとえば予め定められ
た継続時間の間に行われる。この継続時間は制御装置に
より監視される。制御装置においてたとえばこの時間は
固定的に予め定められ、また接続されているクロック信
号発生器により決定される。その代わりに電圧計を介し
て、コンデンサにおける電圧が特定の値までしか上昇し
ないこと、また、また次いで電流の積分が中断されるこ
とがコントロールできる。この特定の積分時間の経過後
に制御装置４により第１および第２のスイッチング装置
５、６、７が、いま逆の流れ方向を有する他方の電流源
（この場合には負の電流源−Ｉ）からの電流が積分さ
れ、また先に接地端子と接続されていたコンデンサが差
動増幅器の反転入力端と接続され、また他方のコンデン
サが接地端子と接続されるように、同期して切換えられ
る。電流が逆方向に流れるこの第２の積分は、制御装置
４において予め定められた継続時間またはクロックレー
トに相当する間、またはコンデンサに与えられている電
圧が特定の値を下廻るまで実行される。この値はたとえ
ば接地端子により与えられる基準電位であってよい。そ
れに基づいてすべてのスイッチが同時に出発位置にもた
らされ、従って、再び先ず第１のコンデンサが正の電流
により充電され、また次いで第２のコンデンサが負の電
流により放電される別の積分サイクルが実行され得る。
その際に差動増幅器はそれぞれ他方のコンデンサ上の電
圧を同化する。制御装置４はその際にたとえば積分時間
を、各積分サイクルの後に再び出力電圧がコンデンサに
与えられるように設定し得る。しかしコンデンサにおけ
る電圧は各積分サイクルの後に変化し得るが、その際に
測定結果の評価のために好ましくは少なくとも最後の積
分時間は、最後に最初にコンデンサに与えられている電
圧が再び到達されるように選ばれる。すなわち、その場
合、結果値を求めるために使用される式からコンデンサ
の充電または放電の際の電圧変化の和が抜け落ちる。
以下に先ず測定方法を説明する。測定の開始時にコンデ
ンサは好ましくは完全にまたは少なくともほぼ放電され
ている。第１のスイッチング装置（第１のスイッチ５）
は、図１に示されている例では正電流源＋Ｉが差動増幅
器３の反転入力端と接続されている第１のスイッチング
位置Ｐ1 に切換えられる。図１中に示されている出発位
置では第１のスイッチング装置により第１のコンデンサ
１が差動増幅器の反転入力端と接続されており、他方に
おいて第２のコンデンサ２は接地端子と接続されてい
る。従って、先ず正電流源＋Ｉから供給される電流が、
第１のコンデンサ１が特定の電圧に充電されることによ
って、積分される。回路装置は、差動増幅器のために第
２のコンデンサ２が同一の電圧に充電されるようにす
る。第１のコンデンサ１の充電はたとえば予め定められ
た継続時間の間に行われる。この継続時間は制御装置に
より監視される。制御装置においてたとえばこの時間は
固定的に予め定められ、また接続されているクロック信
号発生器により決定される。その代わりに電圧計を介し
て、コンデンサにおける電圧が特定の値までしか上昇し
ないこと、また、また次いで電流の積分が中断されるこ
とがコントロールできる。この特定の積分時間の経過後
に制御装置４により第１および第２のスイッチング装置
５、６、７が、いま逆の流れ方向を有する他方の電流源
（この場合には負の電流源−Ｉ）からの電流が積分さ
れ、また先に接地端子と接続されていたコンデンサが差
動増幅器の反転入力端と接続され、また他方のコンデン
サが接地端子と接続されるように、同期して切換えられ
る。電流が逆方向に流れるこの第２の積分は、制御装置
４において予め定められた継続時間またはクロックレー
トに相当する間、またはコンデンサに与えられている電
圧が特定の値を下廻るまで実行される。この値はたとえ
ば接地端子により与えられる基準電位であってよい。そ
れに基づいてすべてのスイッチが同時に出発位置にもた
らされ、従って、再び先ず第１のコンデンサが正の電流
により充電され、また次いで第２のコンデンサが負の電
流により放電される別の積分サイクルが実行され得る。
その際に差動増幅器はそれぞれ他方のコンデンサ上の電
圧を同化する。制御装置４はその際にたとえば積分時間
を、各積分サイクルの後に再び出力電圧がコンデンサに
与えられるように設定し得る。しかしコンデンサにおけ
る電圧は各積分サイクルの後に変化し得るが、その際に
測定結果の評価のために好ましくは少なくとも最後の積
分時間は、最後に最初にコンデンサに与えられている電
圧が再び到達されるように選ばれる。すなわち、その場
合、結果値を求めるために使用される式からコンデンサ
の充電または放電の際の電圧変化の和が抜け落ちる。
【００１０】測定の評価はコンデンサに対して成り立つ
式ＣＵ＝Ｑを利用する。ここでＱは一定電流のゆえに電
流の強さと時間との積に等しい。この式はｎ積分サイク
ルに対してｎ回応用される。それから生ずる計算は下記
の式に通ずる。ここでＩ+ 、Ｉ- は正または負の電流源
からの電流の強さの絶対値を意味し、Ｃ+ 、Ｃ- はそれ
ぞれ正または負の電流源と接続されているコンデンサの
キャパシタンスを意味し、Ｃ1 、Ｃ2 は第１および第２
のコンデンサのキャパシタンスを意味し、Ｃ0 は別のコ
ンデンサのキャパシタンスを意味し、ｔ+ 、ｔ′+ 、ｔ
´´+ は正の電流源＋Ｉにより充電される時間を意味
し、ｔ- 、ｔ´- 、ｔ´´- は負の電流源−Ｉにより充
電される時間を意味し、Ｕ+ 、Ｕ´+ 、Ｕ´´+ 、
Ｕ- 、Ｕ´- 、Ｕ´´- はそれぞれコンデンサの充電ま
たは放電の際に惹起される電圧差を意味する。
式ＣＵ＝Ｑを利用する。ここでＱは一定電流のゆえに電
流の強さと時間との積に等しい。この式はｎ積分サイク
ルに対してｎ回応用される。それから生ずる計算は下記
の式に通ずる。ここでＩ+ 、Ｉ- は正または負の電流源
からの電流の強さの絶対値を意味し、Ｃ+ 、Ｃ- はそれ
ぞれ正または負の電流源と接続されているコンデンサの
キャパシタンスを意味し、Ｃ1 、Ｃ2 は第１および第２
のコンデンサのキャパシタンスを意味し、Ｃ0 は別のコ
ンデンサのキャパシタンスを意味し、ｔ+ 、ｔ′+ 、ｔ
´´+ は正の電流源＋Ｉにより充電される時間を意味
し、ｔ- 、ｔ´- 、ｔ´´- は負の電流源−Ｉにより充
電される時間を意味し、Ｕ+ 、Ｕ´+ 、Ｕ´´+ 、
Ｕ- 、Ｕ´- 、Ｕ´´- はそれぞれコンデンサの充電ま
たは放電の際に惹起される電圧差を意味する。
【００１１】以下の式のなかで添字としての小文字はそ
れぞれ、それぞれの積分サイクルに付属の量に通し番号
を付ける通しインデックスを意味する。インデックスと
してのプラス記号は正の電流源＋Ｉに接続されている間
のそれぞれ時間間隔およびその間に生じた電圧変化を示
す。すなわち図１の実施例では第１のスイッチ５は位置
Ｐ1 にある。相応してマイナス記号は、負の電流源−Ｉ
に接続されている間の時間間隔または電圧変化を意味す
る。すなわち特に第１のスイッチ５が第２のスイッチン
グ位置Ｐ2 にある。計算は下記の式から出発して行われ
る。 Ｉ+ Σf ｔ+ f ＝Ｃ+ Σf Ｕ+ f Ｉ- Σg ｔ- g ＝Ｃ- Σg Ｕ- g
れぞれ、それぞれの積分サイクルに付属の量に通し番号
を付ける通しインデックスを意味する。インデックスと
してのプラス記号は正の電流源＋Ｉに接続されている間
のそれぞれ時間間隔およびその間に生じた電圧変化を示
す。すなわち図１の実施例では第１のスイッチ５は位置
Ｐ1 にある。相応してマイナス記号は、負の電流源−Ｉ
に接続されている間の時間間隔または電圧変化を意味す
る。すなわち特に第１のスイッチ５が第２のスイッチン
グ位置Ｐ2 にある。計算は下記の式から出発して行われ
る。 Ｉ+ Σf ｔ+ f ＝Ｃ+ Σf Ｕ+ f Ｉ- Σg ｔ- g ＝Ｃ- Σg Ｕ- g
【００１２】充電時間および電圧変化が別々に測定の間
に加算される場合には、これらの式から、電流の強さが
知られていれば、既にキャパシタンスの差または比が決
定され得る。測定によりΣf Ｕ+ f ＝Σg Ｕ- g に調整
されている場合には、前記の式からＣ+ Ｉ- Σg ｔ- g
＝Ｃ- Ｉ+ Σf ｔ+ f となる。
に加算される場合には、これらの式から、電流の強さが
知られていれば、既にキャパシタンスの差または比が決
定され得る。測定によりΣf Ｕ+ f ＝Σg Ｕ- g に調整
されている場合には、前記の式からＣ+ Ｉ- Σg ｔ- g
＝Ｃ- Ｉ+ Σf ｔ+ f となる。
【００１３】アップ積分およびダウン積分の際の電圧変
化の和を等しく設定するために、コンデンサに与えられ
ている電圧が再び初期値に達する時点を電圧計により確
認するだけでよい。この瞬間にコンデンサの充電または
放電は中断され、正および負の電圧変化の両方の和がそ
の後は等しい。最後にあげた式からキャパシタンスの比
を決定する代わりに、相対的なキャパシタンス差、すな
わちキャパシタンスの差とキャパシタンスの和との比
（Ｃ+ −Ｃ- ）／（Ｃ+ ＋Ｃ- ）を、先の式から導き出
された式 （Ｃ+ −Ｃ- ）（Ｉ+ Σf ｔ+ f ＋Ｉ- Σg ｔ- g ）＝ （Ｃ+ ＋Ｃ- ）（Ｉ+ Σf ｔ+ f −Ｉ- Σg ｔ- g ） から求めることもできる。
化の和を等しく設定するために、コンデンサに与えられ
ている電圧が再び初期値に達する時点を電圧計により確
認するだけでよい。この瞬間にコンデンサの充電または
放電は中断され、正および負の電圧変化の両方の和がそ
の後は等しい。最後にあげた式からキャパシタンスの比
を決定する代わりに、相対的なキャパシタンス差、すな
わちキャパシタンスの差とキャパシタンスの和との比
（Ｃ+ −Ｃ- ）／（Ｃ+ ＋Ｃ- ）を、先の式から導き出
された式 （Ｃ+ −Ｃ- ）（Ｉ+ Σf ｔ+ f ＋Ｉ- Σg ｔ- g ）＝ （Ｃ+ ＋Ｃ- ）（Ｉ+ Σf ｔ+ f −Ｉ- Σg ｔ- g ） から求めることもできる。
【００１４】両電流源＋Ｉ、−Ｉが同一の電流の強さの
絶対値Ｉ+ 、Ｉ- を有する電流を供給することは特に有
利である。この値は、その場合、最後の式から抜け落ち
る。コンデンサのキャパシタンスが既知である場合に
は、この方法によりキャパシタンスの差が、たとい個々
のキャパシタンスの測定精度がキャパシタンスの差の決
定のために十分でなくても、比較的正確に決定され得
る。この回路装置およびこの測定方法はもちろん、コン
デンサのキャパシタンスをこの未知のキャパシタンスと
基準量として利用される第２のコンデンサの非常に正確
に決定されたキャパシタンスとの間の差から非常に正確
に求めるためにも利用され得る。
絶対値Ｉ+ 、Ｉ- を有する電流を供給することは特に有
利である。この値は、その場合、最後の式から抜け落ち
る。コンデンサのキャパシタンスが既知である場合に
は、この方法によりキャパシタンスの差が、たとい個々
のキャパシタンスの測定精度がキャパシタンスの差の決
定のために十分でなくても、比較的正確に決定され得
る。この回路装置およびこの測定方法はもちろん、コン
デンサのキャパシタンスをこの未知のキャパシタンスと
基準量として利用される第２のコンデンサの非常に正確
に決定されたキャパシタンスとの間の差から非常に正確
に求めるためにも利用され得る。
【００１５】本発明の別の実施例により測定精度への寄
生的キャパシタンスの影響が消去され、または、キャパ
シタンスを非常に正確に決定されている第３のコンデン
サの使用の際に、測定すべき両コンデンサのキャパシタ
ンスの差が絶対的に非常に正確に決定され得る。本発明
のこの実施例を図２により説明する。図２では別のコン
デンサ８が差動増幅器３に並列にその反転入力端とその
出力端との間に設けられている。この別のコンデンサ８
は別の構成要素であってもよいし、回路装置内にいずれ
にせよ設けられている寄生的キャパシタンスであっても
よい。後者の場合には図２は図１による実際の回路の等
価回路図を表す。測定量はたとえば下記のように行われ
る。
生的キャパシタンスの影響が消去され、または、キャパ
シタンスを非常に正確に決定されている第３のコンデン
サの使用の際に、測定すべき両コンデンサのキャパシタ
ンスの差が絶対的に非常に正確に決定され得る。本発明
のこの実施例を図２により説明する。図２では別のコン
デンサ８が差動増幅器３に並列にその反転入力端とその
出力端との間に設けられている。この別のコンデンサ８
は別の構成要素であってもよいし、回路装置内にいずれ
にせよ設けられている寄生的キャパシタンスであっても
よい。後者の場合には図２は図１による実際の回路の等
価回路図を表す。測定量はたとえば下記のように行われ
る。
【００１６】積分の第１の段階では第１のスイッチ５お
よび第２のスイッチ６は、たとえば図示されているよう
に、第１のスイッチング位置Ｐ1 に位置している。第３
のスイッチ７は他方のスイッチング位置Ｐ2 に位置して
おり、従って第１のコンデンサ１は正の電流源＋Ｉと接
続されており、また第２のコンデンサ２は接地端子に接
続されている。正の電流により次いで第１のコンデンサ
１および別のコンデンサ８が共通に充電され、その際に
差動増幅器３が第２のコンデンサ２を同一の電圧に充電
する。その後、第１のスイッチ５のみがスイッチング位
置Ｐ2 に切換えられ、また第３のスイッチ７はそれに同
期して第１のスイッチング位置Ｐ1 に切換えられる。電
流源−Ｉからの負の電流により次いで別のコンデンサ８
のみが放電され、他方において接地端子と接続されてい
る両コンデンサにおける電圧は差動増幅器により追従制
御される。
よび第２のスイッチ６は、たとえば図示されているよう
に、第１のスイッチング位置Ｐ1 に位置している。第３
のスイッチ７は他方のスイッチング位置Ｐ2 に位置して
おり、従って第１のコンデンサ１は正の電流源＋Ｉと接
続されており、また第２のコンデンサ２は接地端子に接
続されている。正の電流により次いで第１のコンデンサ
１および別のコンデンサ８が共通に充電され、その際に
差動増幅器３が第２のコンデンサ２を同一の電圧に充電
する。その後、第１のスイッチ５のみがスイッチング位
置Ｐ2 に切換えられ、また第３のスイッチ７はそれに同
期して第１のスイッチング位置Ｐ1 に切換えられる。電
流源−Ｉからの負の電流により次いで別のコンデンサ８
のみが放電され、他方において接地端子と接続されてい
る両コンデンサにおける電圧は差動増幅器により追従制
御される。
【００１７】第１のスイッチ５および第３のスイッチ７
の新たな切換わりはすぐ次の積分サイクルを開始する。
図２中に示されているスイッチング位置の組み合わせを
開始する代わりに、第１のコンデンサ１および第２のコ
ンデンサ２が共に接地端子と接続されているように、先
ず第２のスイッチ６および第３のスイッチ７が共にスイ
ッチング位置Ｐ1 にあってもよい。電流源＋Ｉからの正
の電流により次いで先ず別のコンデンサ８または寄生的
キャパシタンスのみが充電される。続いて別のコンデン
サ８およびたとえば第１のコンデンサ１が負の電流源−
Ｉへの接続後に放電される。それは負の電流源−Ｉから
の負の電流によっても開始され得る。好ましくは、交互
の充電および放電の過程は、コンデンサに与えられてい
る電圧が出発値に再び達した瞬間に終了される。
の新たな切換わりはすぐ次の積分サイクルを開始する。
図２中に示されているスイッチング位置の組み合わせを
開始する代わりに、第１のコンデンサ１および第２のコ
ンデンサ２が共に接地端子と接続されているように、先
ず第２のスイッチ６および第３のスイッチ７が共にスイ
ッチング位置Ｐ1 にあってもよい。電流源＋Ｉからの正
の電流により次いで先ず別のコンデンサ８または寄生的
キャパシタンスのみが充電される。続いて別のコンデン
サ８およびたとえば第１のコンデンサ１が負の電流源−
Ｉへの接続後に放電される。それは負の電流源−Ｉから
の負の電流によっても開始され得る。好ましくは、交互
の充電および放電の過程は、コンデンサに与えられてい
る電圧が出発値に再び達した瞬間に終了される。
【００１８】次いで、たとえば別のコンデンサ８の充電
のみが開始される第２の工程が行われる。そのために第
２のスイッチ６および第３のスイッチ７が共にスイッチ
ング位置Ｐ1 、すなわち両コンデンサが接地端子に接続
されている位置にもたらされる。次いで、別のコンデン
サ８が充電されるが、充電時間の後にいま第１のスイッ
チ５および第２のスイッチ６が他方のスイッチング位置
Ｐ2 に切換えられる。その後に第２のコンデンサ２およ
び別のコンデンサ８が共通に放電される。新たに第１の
スイッチ５および第２のスイッチ６が切換えられ、また
再び別のコンデンサ８または寄生的キャパシタンスが充
電され、新たに切換えられ、その際にいまそれぞれ第１
のスイッチ５および第２のスイッチ６が同期して駆動さ
れる。これらの積分サイクルは、コンデンサの電圧が新
たに初期値に達したときに終了される。測定結果の評価
のために、第１のスイッチ５が他の両スイッチの一つと
常に同期して切換えられる測定方法の第２の段階に対し
て、たとえばすべてのスイッチがスイッチング位置Ｐ1
にあるときの別のコンデンサのみのすべての積分時間の
和が、第１のスイッチ５が他の両スイッチの一つと常に
同期して切換えられるときの第２の工程での別のコンデ
ンサのみの積分時間の和とまさに同じ大きさであること
は特に有利である。それにより、計算に利用される式に
より後で一層詳細に説明するように、評価が顕著に簡単
化される。
のみが開始される第２の工程が行われる。そのために第
２のスイッチ６および第３のスイッチ７が共にスイッチ
ング位置Ｐ1 、すなわち両コンデンサが接地端子に接続
されている位置にもたらされる。次いで、別のコンデン
サ８が充電されるが、充電時間の後にいま第１のスイッ
チ５および第２のスイッチ６が他方のスイッチング位置
Ｐ2 に切換えられる。その後に第２のコンデンサ２およ
び別のコンデンサ８が共通に放電される。新たに第１の
スイッチ５および第２のスイッチ６が切換えられ、また
再び別のコンデンサ８または寄生的キャパシタンスが充
電され、新たに切換えられ、その際にいまそれぞれ第１
のスイッチ５および第２のスイッチ６が同期して駆動さ
れる。これらの積分サイクルは、コンデンサの電圧が新
たに初期値に達したときに終了される。測定結果の評価
のために、第１のスイッチ５が他の両スイッチの一つと
常に同期して切換えられる測定方法の第２の段階に対し
て、たとえばすべてのスイッチがスイッチング位置Ｐ1
にあるときの別のコンデンサのみのすべての積分時間の
和が、第１のスイッチ５が他の両スイッチの一つと常に
同期して切換えられるときの第２の工程での別のコンデ
ンサのみの積分時間の和とまさに同じ大きさであること
は特に有利である。それにより、計算に利用される式に
より後で一層詳細に説明するように、評価が顕著に簡単
化される。
【００１９】本発明のこの実施例においても、コンデン
サに与えられている電圧を制御装置に伝達する電圧計が
設けられていなければならない。別のコンデンサ８のキ
ャパシタンスが既知でない場合には、制御装置は、それ
ぞれすべてのスイッチのスイッチング位置の特定の組み
合わせに対する電圧変化の加算を方法の各工程に対して
別々に可能にする手段を有していなければならない。別
のコンデンサ８のキャパシタンスが既知でないときに、
寄生的キャパシタンスの影響を消去するために、それぞ
れ方法の各工程および３つのスイッチのスイッチング位
置の各組み合わせに対する別々に加算された電圧変化の
絶対値の４つの和が等しいことは重要である。電圧変化
の絶対値のこの加算は、充電電流および放電電流の電流
の強さはそれぞれ一定にとどまるので、それぞれ間接的
に行われ得る。従って、各電圧変化は充電または放電の
そのつどの継続時間に比例している。従って、方法の第
１の工程で、第１のコンデンサも第２のコンデンサも接
地端子と接続されているすべての時間間隔が加算され、
またこの工程の終了時に電圧計を介してコンデンサに与
えられている電圧が再び初期値に達したことがチェック
され、また第１の工程で積分サイクルが、再び第１のコ
ンデンサも第２のコンデンサも接地端子と接続されてい
る時間間隔の和が第１の工程からのこの和に等しいよう
な頻度で行われるならば十分である。その場合、方法の
第２の工程の終了時にもコンデンサに与えられている電
圧が初期値に達し、それによって工程およびスイッチン
グ位置に対して別々に加算された電圧変化の絶対値の４
つの和がすべて等しいことが電圧計によりチェックされ
るだけで十分である。そのつどの時間間隔の加算は制御
装置に接続されているクロック発生器を使用してディジ
タルにクロック信号のカウントにより行われ得る。
サに与えられている電圧を制御装置に伝達する電圧計が
設けられていなければならない。別のコンデンサ８のキ
ャパシタンスが既知でない場合には、制御装置は、それ
ぞれすべてのスイッチのスイッチング位置の特定の組み
合わせに対する電圧変化の加算を方法の各工程に対して
別々に可能にする手段を有していなければならない。別
のコンデンサ８のキャパシタンスが既知でないときに、
寄生的キャパシタンスの影響を消去するために、それぞ
れ方法の各工程および３つのスイッチのスイッチング位
置の各組み合わせに対する別々に加算された電圧変化の
絶対値の４つの和が等しいことは重要である。電圧変化
の絶対値のこの加算は、充電電流および放電電流の電流
の強さはそれぞれ一定にとどまるので、それぞれ間接的
に行われ得る。従って、各電圧変化は充電または放電の
そのつどの継続時間に比例している。従って、方法の第
１の工程で、第１のコンデンサも第２のコンデンサも接
地端子と接続されているすべての時間間隔が加算され、
またこの工程の終了時に電圧計を介してコンデンサに与
えられている電圧が再び初期値に達したことがチェック
され、また第１の工程で積分サイクルが、再び第１のコ
ンデンサも第２のコンデンサも接地端子と接続されてい
る時間間隔の和が第１の工程からのこの和に等しいよう
な頻度で行われるならば十分である。その場合、方法の
第２の工程の終了時にもコンデンサに与えられている電
圧が初期値に達し、それによって工程およびスイッチン
グ位置に対して別々に加算された電圧変化の絶対値の４
つの和がすべて等しいことが電圧計によりチェックされ
るだけで十分である。そのつどの時間間隔の加算は制御
装置に接続されているクロック発生器を使用してディジ
タルにクロック信号のカウントにより行われ得る。
【００２０】それぞれ別のコンデンサ８が個々にまたは
第１のコンデンサ１と一緒に充電または放電されるこの
方法の第１の工程に対して、下記の２つの基本式が得ら
れる。ここでＣ0 は別のコンデンサ８のキャパシタン
ス、またＣ1 は第１のコンデンサ１のキャパシタンス、
またｔ+ 、ｔ- はそれぞれ第１のスイッチ５がスイッチ
ング位置Ｐ1 またはＰ2 にあった時間、またＵ+ および
Ｕ- はコンデンサに与えられている電圧の付属の変化の
絶対値を意味する。 Ｉ+ Σf ｔ+ f ＝Ｃ0 Σf Ｕ+ f Ｉ- Σg ｔ- g ＝（Ｃ0 ＋Ｃ1 ）Σg Ｕ- g
第１のコンデンサ１と一緒に充電または放電されるこの
方法の第１の工程に対して、下記の２つの基本式が得ら
れる。ここでＣ0 は別のコンデンサ８のキャパシタン
ス、またＣ1 は第１のコンデンサ１のキャパシタンス、
またｔ+ 、ｔ- はそれぞれ第１のスイッチ５がスイッチ
ング位置Ｐ1 またはＰ2 にあった時間、またＵ+ および
Ｕ- はコンデンサに与えられている電圧の付属の変化の
絶対値を意味する。 Ｉ+ Σf ｔ+ f ＝Ｃ0 Σf Ｕ+ f Ｉ- Σg ｔ- g ＝（Ｃ0 ＋Ｃ1 ）Σg Ｕ- g
【００２１】方法の第２の工程に対しては相応して下記
の基本式が得られる。ここでは方法の第１の工程にくら
べて時間および電圧変化を区別するため変数に´記号が
付されている。 Ｉ+ Σh ｔ´+ h ＝Ｃ0 Σh Ｕ´+ h Ｉ- Σi ｔ´- i ＝（Ｃ0 ＋Ｃ1 ）Σi Ｕ´- i
の基本式が得られる。ここでは方法の第１の工程にくら
べて時間および電圧変化を区別するため変数に´記号が
付されている。 Ｉ+ Σh ｔ´+ h ＝Ｃ0 Σh Ｕ´+ h Ｉ- Σi ｔ´- i ＝（Ｃ0 ＋Ｃ1 ）Σi Ｕ´- i
【００２２】方法の各工程の後に説明するように、コン
デンサに与えられている電圧が初期値に再び達すると、
その後はΣf Ｕ+ f ＝Σg Ｕ- g およびΣh Ｕ´+ h ＝
ΣiＵ´- i が成り立つ。
デンサに与えられている電圧が初期値に再び達すると、
その後はΣf Ｕ+ f ＝Σg Ｕ- g およびΣh Ｕ´+ h ＝
ΣiＵ´- i が成り立つ。
【００２３】基本式の各対はそれによって下記の式の１
つを与える。 Ｃ0 Ｉ- Σg ｔ- g ＝（Ｃ0 ＋Ｃ1 ）Ｉ+ Σf ｔ+ f Ｃ0 Ｉ- Σi ｔ´- i ＝（Ｃ0 ＋Ｃ2 ）Ｉ+ Σh ｔ´+ h
つを与える。 Ｃ0 Ｉ- Σg ｔ- g ＝（Ｃ0 ＋Ｃ1 ）Ｉ+ Σf ｔ+ f Ｃ0 Ｉ- Σi ｔ´- i ＝（Ｃ0 ＋Ｃ2 ）Ｉ+ Σh ｔ´+ h
【００２４】これらの式をＣ1 またはＣ2 に関して解
き、また差し引くと下式が得られる。 （Ｃ1 −Ｃ2 ）Ｉ+ Σf ｔ+ f Σh ｔ´+ h ＝ ＝Ｃ0 Ｉ- （Σg ｔ- g ，Σh ｔ´+ h −Σf ｔ+ f Σi ｔ´- i ）
き、また差し引くと下式が得られる。 （Ｃ1 −Ｃ2 ）Ｉ+ Σf ｔ+ f Σh ｔ´+ h ＝ ＝Ｃ0 Ｉ- （Σg ｔ- g ，Σh ｔ´+ h −Σf ｔ+ f Σi ｔ´- i ）
【００２５】上記のように、別のコンデンサ８のみの充
電時間の和が方法の両工程で等しく選ばれる場合、すな
わちΣf ｔ+ f ＝Σh ｔ´+ h が成り立つ場合には、上
記の式は下記のように簡単化される。 （Ｃ1 −Ｃ2 ）Ｉ+ Σf ｔ+ f ＝Ｃ0 Ｉ- （Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i ） （式１）
電時間の和が方法の両工程で等しく選ばれる場合、すな
わちΣf ｔ+ f ＝Σh ｔ´+ h が成り立つ場合には、上
記の式は下記のように簡単化される。 （Ｃ1 −Ｃ2 ）Ｉ+ Σf ｔ+ f ＝Ｃ0 Ｉ- （Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i ） （式１）
【００２６】別のコンデンサ８のキャパシタンスＣ0 が
既知であれば、この式から第１のコンデンサ１のキャパ
シタンスＣ1 および第２のコンデンサ２のキャパシタン
スＣ2 の差が決定され得る。
既知であれば、この式から第１のコンデンサ１のキャパ
シタンスＣ1 および第２のコンデンサ２のキャパシタン
スＣ2 の差が決定され得る。
【００２７】別のコンデンサ８が未知の寄生的キャパシ
タンスである場合には、計算の際に基本式の両対のそれ
ぞれ第１の式がＣ0 に関して解かれ、また生ずる項がそ
れぞれ第２の式に代入される。その際に再びΣf Ｕ+ f
＝Σg Ｕ- g およびΣh Ｕ´+ h ＝Σi Ｕ´- i が考慮
に入れられる。代入の後に基本式の対の両第２式から下
式が得られる。 （Ｃ1 −Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ- g −Ｉ+ Σh ｔ´+ h Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´+ h ＋Ｉ- Σi ｔ´- i Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´+ h −Ｉ+ Σf ｔ+ f ）＝ ＝（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ+ g −Ｉ- Σi ｔ´- i Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´ + h ＋Ｉ +Σh ｔ´+ h Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´+ h −Ｉ+ Σf ｔ+ f ）
タンスである場合には、計算の際に基本式の両対のそれ
ぞれ第１の式がＣ0 に関して解かれ、また生ずる項がそ
れぞれ第２の式に代入される。その際に再びΣf Ｕ+ f
＝Σg Ｕ- g およびΣh Ｕ´+ h ＝Σi Ｕ´- i が考慮
に入れられる。代入の後に基本式の対の両第２式から下
式が得られる。 （Ｃ1 −Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ- g −Ｉ+ Σh ｔ´+ h Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´+ h ＋Ｉ- Σi ｔ´- i Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´+ h −Ｉ+ Σf ｔ+ f ）＝ ＝（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ+ g −Ｉ- Σi ｔ´- i Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´ + h ＋Ｉ +Σh ｔ´+ h Σf Ｕ+ f ／Σh Ｕ´+ h −Ｉ+ Σf ｔ+ f ）
【００２８】上記のように方法の各工程で電圧変化の絶
対値の和がそれぞれ１つの方向に等しい大きさである場
合には、すなわちΣf Ｕ+ f ＝Σh ｔ´+ h が成り立つ
場合には、第１および第３の基本式からΣf ｔ+ f ＝Σ
h ｔ´+ h も成り立つ。この場合、上記の式は （Ｃ1 −Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ- g ＋Ｉ- Σi ｔ´- i −２Ｉ+ Σf ｔ+ f ）＝ ＝（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ- g −Ｉ- Σi ｔ´- i ） （式２） として簡単化される。この式から再び相対的キャパシタ
ンス差の比（Ｃ1 −Ｃ2）／（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）が計算され
る。
対値の和がそれぞれ１つの方向に等しい大きさである場
合には、すなわちΣf Ｕ+ f ＝Σh ｔ´+ h が成り立つ
場合には、第１および第３の基本式からΣf ｔ+ f ＝Σ
h ｔ´+ h も成り立つ。この場合、上記の式は （Ｃ1 −Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ- g ＋Ｉ- Σi ｔ´- i −２Ｉ+ Σf ｔ+ f ）＝ ＝（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）（Ｉ- Σg ｔ- g −Ｉ- Σi ｔ´- i ） （式２） として簡単化される。この式から再び相対的キャパシタ
ンス差の比（Ｃ1 −Ｃ2）／（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）が計算され
る。
【００２９】評価のためには電流の強さの絶対値の比Ｉ
+ ／Ｉ- が既知でなければならない。電流の強さの絶対
値は等しいが流れ方向は逆の電流を供給する電流源が利
用されると有利である。このことが可能でない場合また
は他の回路構成要素の都合で望ましくない場合には、正
の電流源＋Ｉまたは負の電流源−Ｉから供給される電流
の絶対値が異なって設定されてもよい。電流の強さが既
知でない場合には、それらは本発明による回路装置から
求められてもよい。そのためには、設けられているコン
デンサの１つまたはそれ以上のそれぞれただ１つの固定
的キャパシタンスが利用される基準測定が必要である。
別のコンデンサ８のキャパシタンスＣ0のみが利用され
る場合には、第２のスイッチ６および第３のスイッチ７
が共にスイッチング位置Ｐ1 にもたらされ、または第２
のスイッチング装置の他の実施例では相応して第１のコ
ンデンサ１および第２のコンデンサ２が接地端子と接続
される。しかし基準測定のために他のコンデンサまたは
すべてのコンデンサのそれぞれ１つも共通に利用され得
る。重要なことは、第２のスイッチング装置６、７の設
定されたスイッチング位置がこの測定の間に変更されな
いことだけである。第１のスイッチング装置５は正の電
流源と負の電流源との間を往復して切換わる。すなわち
交互に特定の時間ｔ´´+ にわたり充電され、また時間
ｔ´´- にわたり放電される。第１のスイッチング装置
５がそれぞれスイッチング位置Ｐ1 にある時間および第
１のスイッチング装置５がそれぞれスイッチング位置Ｐ
2 にある時間は別々に加算される。こうしてΣj ｔ´´
+ j およびΣk ｔ´´ -k が得られる。充電または放電
されたコンデンサにおける電圧の変化の付属の絶対値は
同じく別々に和Σj Ｕ´´+ j およびΣk Ｕ´´- k と
して加算される。この場合、式 Ｉ+ Σj ｔ´´ + j＝ＣΣj Ｕ´´ + jおよび Ｉ- Σk ｔ´´ -k ＝ＣΣk Ｕ´´ -k が成り立つ。ここでＣは当該のコンデンサのキャパシタ
ンスである。最後の充電または放電過程が、Σj Ｕ´´
+j ＝Σk Ｕ´´ -k が成り立つような長さで継続する
場合には（このことはたとえば、コンデンサに与えられ
ている電圧が初期電圧に等しいことにより簡単な仕方で
確認され得る）、上記の式から直ちに Ｉ+ Σj ｔ´´ +j ＝Ｉ- Σk ｔ´´ -k が続く。
+ ／Ｉ- が既知でなければならない。電流の強さの絶対
値は等しいが流れ方向は逆の電流を供給する電流源が利
用されると有利である。このことが可能でない場合また
は他の回路構成要素の都合で望ましくない場合には、正
の電流源＋Ｉまたは負の電流源−Ｉから供給される電流
の絶対値が異なって設定されてもよい。電流の強さが既
知でない場合には、それらは本発明による回路装置から
求められてもよい。そのためには、設けられているコン
デンサの１つまたはそれ以上のそれぞれただ１つの固定
的キャパシタンスが利用される基準測定が必要である。
別のコンデンサ８のキャパシタンスＣ0のみが利用され
る場合には、第２のスイッチ６および第３のスイッチ７
が共にスイッチング位置Ｐ1 にもたらされ、または第２
のスイッチング装置の他の実施例では相応して第１のコ
ンデンサ１および第２のコンデンサ２が接地端子と接続
される。しかし基準測定のために他のコンデンサまたは
すべてのコンデンサのそれぞれ１つも共通に利用され得
る。重要なことは、第２のスイッチング装置６、７の設
定されたスイッチング位置がこの測定の間に変更されな
いことだけである。第１のスイッチング装置５は正の電
流源と負の電流源との間を往復して切換わる。すなわち
交互に特定の時間ｔ´´+ にわたり充電され、また時間
ｔ´´- にわたり放電される。第１のスイッチング装置
５がそれぞれスイッチング位置Ｐ1 にある時間および第
１のスイッチング装置５がそれぞれスイッチング位置Ｐ
2 にある時間は別々に加算される。こうしてΣj ｔ´´
+ j およびΣk ｔ´´ -k が得られる。充電または放電
されたコンデンサにおける電圧の変化の付属の絶対値は
同じく別々に和Σj Ｕ´´+ j およびΣk Ｕ´´- k と
して加算される。この場合、式 Ｉ+ Σj ｔ´´ + j＝ＣΣj Ｕ´´ + jおよび Ｉ- Σk ｔ´´ -k ＝ＣΣk Ｕ´´ -k が成り立つ。ここでＣは当該のコンデンサのキャパシタ
ンスである。最後の充電または放電過程が、Σj Ｕ´´
+j ＝Σk Ｕ´´ -k が成り立つような長さで継続する
場合には（このことはたとえば、コンデンサに与えられ
ている電圧が初期電圧に等しいことにより簡単な仕方で
確認され得る）、上記の式から直ちに Ｉ+ Σj ｔ´´ +j ＝Ｉ- Σk ｔ´´ -k が続く。
【００３０】この式から直ちに比Ｉ+ ／Ｉ- が計算され
得る。さらに測定の際に充電および放電時間の和がΣf
ｔ+ f ＝Σj ｔ´´+ j となるように選ばれるならば、
式１および２は （Ｃ1 −Ｃ2 ）Σk ｔ´´ -k ＝Ｃ0 （Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i ） または （式１′） （Ｃ1 −Ｃ2 ）Σg ｔ- g ＋Σi ｔ´- i −２Σk ｔ´´- k ）＝ ＝（Ｃ1 −Ｃ2 ）Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i ） （式２´）
得る。さらに測定の際に充電および放電時間の和がΣf
ｔ+ f ＝Σj ｔ´´+ j となるように選ばれるならば、
式１および２は （Ｃ1 −Ｃ2 ）Σk ｔ´´ -k ＝Ｃ0 （Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i ） または （式１′） （Ｃ1 −Ｃ2 ）Σg ｔ- g ＋Σi ｔ´- i −２Σk ｔ´´- k ）＝ ＝（Ｃ1 −Ｃ2 ）Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i ） （式２´）
【００３１】当然のことながら積分は、等しい頻度で充
電および放電されるように、もしくはたかだか一回多く
充電および放電されるように、すなわち中間に充電また
は放電過程が行われることなしに往復して切換えられな
いように行われる。従って、基本式の対のなかのそれぞ
れ１つの加算インデックスに属する被加数の数は等し
く、もしくはたかだか１だけ異なっている。上記の式か
ら行われる計算のために、場合によっては計算または評
価装置として数えるべき制御装置４が、それぞれ測定さ
れた時間間隔を加算し得る手段を有する必要があり、ま
た制御装置４がさらにコンデンサにおける特定の電圧の
到達の際に自動的にスイッチング装置を同期して切換
え、または積分を中断する手段を有する必要がある。場
合によっては、確認された電圧変化を加算し、また和の
値を記憶し、またその後に続いて他の値と比較するため
の手段も設けられいなければならない。この電圧差の加
算、記憶および比較は常に、特に請求の範囲を解釈する
際に、これらの電圧差が実際の電圧差に比例する時間間
隔の形態で検出され得ると理解されるべきであり、また
示された演算がこれらの時間間隔（積分時間）により行
われ得ると理解されるべきである。
電および放電されるように、もしくはたかだか一回多く
充電および放電されるように、すなわち中間に充電また
は放電過程が行われることなしに往復して切換えられな
いように行われる。従って、基本式の対のなかのそれぞ
れ１つの加算インデックスに属する被加数の数は等し
く、もしくはたかだか１だけ異なっている。上記の式か
ら行われる計算のために、場合によっては計算または評
価装置として数えるべき制御装置４が、それぞれ測定さ
れた時間間隔を加算し得る手段を有する必要があり、ま
た制御装置４がさらにコンデンサにおける特定の電圧の
到達の際に自動的にスイッチング装置を同期して切換
え、または積分を中断する手段を有する必要がある。場
合によっては、確認された電圧変化を加算し、また和の
値を記憶し、またその後に続いて他の値と比較するため
の手段も設けられいなければならない。この電圧差の加
算、記憶および比較は常に、特に請求の範囲を解釈する
際に、これらの電圧差が実際の電圧差に比例する時間間
隔の形態で検出され得ると理解されるべきであり、また
示された演算がこれらの時間間隔（積分時間）により行
われ得ると理解されるべきである。
【００３２】寄生的キャパシタンスの消去の際にはたと
えば、一方の電流源による寄生的キャパシタンスの充電
の際の電圧変化がそれぞれ加算されれば十分である。こ
の値は制御装置４により記憶される。さらに、コンデン
サに与えられている電圧と記憶されている初期値（たと
えば完全な放電の際には０Ｖ）との比較により、方法の
最初の工程の後にコンデンサが再び電圧の初期値にある
ようにされる。方法の第２の工程で相応に再び寄生的キ
ャパシタンスのみの際にのみ生ずるすべての電圧変化が
加算される。充電過程は、この和が先に記憶さた和に一
致する瞬間に中断される。放電が再び初期電圧の到達ま
で行われる。こうして、式中に現れる４つの電圧変化の
絶対値の和が等しい大きさであることが達成される。従
って、制御装置４は各第２の切換過程の後に電圧差を既
に記憶されている値に加算し、一回その合間に到達され
た最大値を記憶し、この値と電圧変化のそれぞれ到達さ
れた中間和を比較するだけでよい。それは上記のよう
に、クロック発生器により決定された等しい長さの時間
間隔のカウントを介して行われ得る。こうして確認され
た数の比較は方法の進行制御のために十分である。なぜ
ならば、電圧変化のそのつどの全絶対値が実際に測定さ
れかつ加算された電圧変化のアナログ評価の際に互いに
等値性に関してのみ比較されればよく、その後の計算に
入れられる必要がないからである。
えば、一方の電流源による寄生的キャパシタンスの充電
の際の電圧変化がそれぞれ加算されれば十分である。こ
の値は制御装置４により記憶される。さらに、コンデン
サに与えられている電圧と記憶されている初期値（たと
えば完全な放電の際には０Ｖ）との比較により、方法の
最初の工程の後にコンデンサが再び電圧の初期値にある
ようにされる。方法の第２の工程で相応に再び寄生的キ
ャパシタンスのみの際にのみ生ずるすべての電圧変化が
加算される。充電過程は、この和が先に記憶さた和に一
致する瞬間に中断される。放電が再び初期電圧の到達ま
で行われる。こうして、式中に現れる４つの電圧変化の
絶対値の和が等しい大きさであることが達成される。従
って、制御装置４は各第２の切換過程の後に電圧差を既
に記憶されている値に加算し、一回その合間に到達され
た最大値を記憶し、この値と電圧変化のそれぞれ到達さ
れた中間和を比較するだけでよい。それは上記のよう
に、クロック発生器により決定された等しい長さの時間
間隔のカウントを介して行われ得る。こうして確認され
た数の比較は方法の進行制御のために十分である。なぜ
ならば、電圧変化のそのつどの全絶対値が実際に測定さ
れかつ加算された電圧変化のアナログ評価の際に互いに
等値性に関してのみ比較されればよく、その後の計算に
入れられる必要がないからである。
【００３３】両電流の強さが絶対値に関して等しい場
合、またはＩ+ ／Ｉ- を求めるための基準測定の場合に
充電時間の和が上記のように等しく選ばれる場合には、
計算のために利用される式（たとえば式１´および２
´）は、相対的キャパシタンス差または別のコンデンサ
のキャパシタンスを基準とするキャパシタンス差が充電
および放電時間の異なった和から簡単に計算され得るよ
うに簡単化される。従って、これらの時間が別々に加算
され、またそのつどの和が計算のために記憶されるだけ
でよい。計算の基礎となっている式から、測定方法の前
記の好ましい実施例に応用可能なはるかに簡単化された
形態で、時間間隔のみが加算され、減算され、乗算さ
れ、かつ除算されることによって、結果が計算され得る
ことがわかる。その際にこれらの時間は定められた最小
の時間間隔を決定する間隔を有する特定の数のクロック
信号により定められており、従ってその数によってのみ
計算されるだけでよい。
合、またはＩ+ ／Ｉ- を求めるための基準測定の場合に
充電時間の和が上記のように等しく選ばれる場合には、
計算のために利用される式（たとえば式１´および２
´）は、相対的キャパシタンス差または別のコンデンサ
のキャパシタンスを基準とするキャパシタンス差が充電
および放電時間の異なった和から簡単に計算され得るよ
うに簡単化される。従って、これらの時間が別々に加算
され、またそのつどの和が計算のために記憶されるだけ
でよい。計算の基礎となっている式から、測定方法の前
記の好ましい実施例に応用可能なはるかに簡単化された
形態で、時間間隔のみが加算され、減算され、乗算さ
れ、かつ除算されることによって、結果が計算され得る
ことがわかる。その際にこれらの時間は定められた最小
の時間間隔を決定する間隔を有する特定の数のクロック
信号により定められており、従ってその数によってのみ
計算されるだけでよい。
【００３４】充電および放電過程の時間はすべて、最後
のものを除いて等しく選ばれてもよいし、またはその代
わりに異なって選ばれてもよい。最後の積分時間は計算
の簡単化のためにそれぞれ、初期電圧がコンデンサ上に
再び到達されるように選ばれなければならない。基本的
に異なった積分時間を許すならば、制御装置はたとえ
ば、コンデンサにおける予め定められた最大または最小
電圧の到達の際にそれぞれスイッチング装置を同期して
切換える手段を設けられていてよい。時間ｔ+ 、ｔ
´+ 、t - 、ｔ´- 、ｔ´´+ およびｔ´´- はその場
合に異なっていてよいが、各積分サイクルのなかでたと
えば等しくなければならない。方法の工程がスイッチン
グ一の同一の組み合わせで開始する場合には、ｔ+ ＝ｔ
´´- になる。１つの方向のそのつどの電圧変化の絶対
値の和の必要とされる等値性はその場合に充電および放
電過程の数の等値性から自動的に生ずる。この場合に
も、制御装置がクロックされているならば、積分時間の
ディジタル加算が可能である。
のものを除いて等しく選ばれてもよいし、またはその代
わりに異なって選ばれてもよい。最後の積分時間は計算
の簡単化のためにそれぞれ、初期電圧がコンデンサ上に
再び到達されるように選ばれなければならない。基本的
に異なった積分時間を許すならば、制御装置はたとえ
ば、コンデンサにおける予め定められた最大または最小
電圧の到達の際にそれぞれスイッチング装置を同期して
切換える手段を設けられていてよい。時間ｔ+ 、ｔ
´+ 、t - 、ｔ´- 、ｔ´´+ およびｔ´´- はその場
合に異なっていてよいが、各積分サイクルのなかでたと
えば等しくなければならない。方法の工程がスイッチン
グ一の同一の組み合わせで開始する場合には、ｔ+ ＝ｔ
´´- になる。１つの方向のそのつどの電圧変化の絶対
値の和の必要とされる等値性はその場合に充電および放
電過程の数の等値性から自動的に生ずる。この場合に
も、制御装置がクロックされているならば、積分時間の
ディジタル加算が可能である。
【００３５】測定のディジタル評価はたとえば図１およ
び図２中に右側に概要を示されている回路装置により行
われ得る。この例では積分サイクルはそれぞれ電圧ＵL
と電圧ＵH との間で行われる。制御装置４は２つの差動
増幅器１０、１１を介して第１の差動増幅器３の出力端
に接続されている。この差動増幅器の入力端の１つはそ
れぞれこれらの電圧ＵL 、ＵH の電位にある。カウンタ
１２、１３、除算器１４およびクロック発生器９（トリ
ガー）が設けられている。これらのカウンタ１２、１３
は制御装置４によりスイッチオンおよびスイッチオフさ
れ、またクロック発生器から与えられる時間単位をカウ
ントする。カウンタ１２は加算と減算との間を切換えら
れ得る（アップ／ダウンカウンタ）。そのために制御線
２３が設けられている。
び図２中に右側に概要を示されている回路装置により行
われ得る。この例では積分サイクルはそれぞれ電圧ＵL
と電圧ＵH との間で行われる。制御装置４は２つの差動
増幅器１０、１１を介して第１の差動増幅器３の出力端
に接続されている。この差動増幅器の入力端の１つはそ
れぞれこれらの電圧ＵL 、ＵH の電位にある。カウンタ
１２、１３、除算器１４およびクロック発生器９（トリ
ガー）が設けられている。これらのカウンタ１２、１３
は制御装置４によりスイッチオンおよびスイッチオフさ
れ、またクロック発生器から与えられる時間単位をカウ
ントする。カウンタ１２は加算と減算との間を切換えら
れ得る（アップ／ダウンカウンタ）。そのために制御線
２３が設けられている。
【００３６】測定は、最初にこれらのカウンタ１２、１
３が制御装置４から初期値（“ＮＵＬＬ”）へのリセッ
ト命令を相応の制御線２４（ＲＥＳＥＴ）を経て受ける
ような仕方で行われる。制御装置４がスイッチング装置
５、６、７を、コンデンサがたとえば電圧ＵL に充電さ
れているように切換えた後に、キャパシタンスの測定が
開始する。次いでスイッチング装置が第１の積分サイク
ルに対して切換えられる。図１の例ではたとえば第１の
スイッチ５はスイッチング位置Ｐ1 に、第２のスイッチ
６はスイッチング位置Ｐ1 に、また第３のスイッチ７は
スイッチング位置Ｐ2 にもたらされる。制御線２２、２
５（ＥＮＡＢＬＥ）を経て同時にカウンタ１２、１３が
始動される。コンデンサにおける電圧ＵH がまだ到達さ
れていない間は、カウンタがクロック発生器９から与え
られる時間間隔を加算する。電圧ＵH が到達されると、
制御装置がスイッチング装置を、この例では３つのスイ
ッチ５、６、７がそれぞれ他方のスイッチング位置に切
換えられるように切換える。同時に制御線２３（ＵＰ／
ＤＯＷＮ）を経て第１のカウンタ１２が減算に切換えら
れ、従ってこのカウンタはいま時間間隔を負にカウント
する。コンデンサは、電圧ＵL が到達されるまで放電さ
れる。この積分サイクルはたとえばｎ回通過される。制
御装置４と除算器１４との間の制御線２１、２６（ＥＮ
ＡＢＬＥ、ＬＯＡＤ）を経て次いで、カウンタにより求
められた値を除算器１４にロードし、また除算を実行す
ることが指令される。この除算の結果は直ちにキャパシ
タンスの和と差との比を与える。
３が制御装置４から初期値（“ＮＵＬＬ”）へのリセッ
ト命令を相応の制御線２４（ＲＥＳＥＴ）を経て受ける
ような仕方で行われる。制御装置４がスイッチング装置
５、６、７を、コンデンサがたとえば電圧ＵL に充電さ
れているように切換えた後に、キャパシタンスの測定が
開始する。次いでスイッチング装置が第１の積分サイク
ルに対して切換えられる。図１の例ではたとえば第１の
スイッチ５はスイッチング位置Ｐ1 に、第２のスイッチ
６はスイッチング位置Ｐ1 に、また第３のスイッチ７は
スイッチング位置Ｐ2 にもたらされる。制御線２２、２
５（ＥＮＡＢＬＥ）を経て同時にカウンタ１２、１３が
始動される。コンデンサにおける電圧ＵH がまだ到達さ
れていない間は、カウンタがクロック発生器９から与え
られる時間間隔を加算する。電圧ＵH が到達されると、
制御装置がスイッチング装置を、この例では３つのスイ
ッチ５、６、７がそれぞれ他方のスイッチング位置に切
換えられるように切換える。同時に制御線２３（ＵＰ／
ＤＯＷＮ）を経て第１のカウンタ１２が減算に切換えら
れ、従ってこのカウンタはいま時間間隔を負にカウント
する。コンデンサは、電圧ＵL が到達されるまで放電さ
れる。この積分サイクルはたとえばｎ回通過される。制
御装置４と除算器１４との間の制御線２１、２６（ＥＮ
ＡＢＬＥ、ＬＯＡＤ）を経て次いで、カウンタにより求
められた値を除算器１４にロードし、また除算を実行す
ることが指令される。この除算の結果は直ちにキャパシ
タンスの和と差との比を与える。
【００３７】図２による装置は、方法の種々の工程での
すべての充電時間の和が等しい大きさであるかどうかを
確認するために設けられている２つの別のカウンタ１
５、１６を含んでいる。この装置ではすべてのカウンタ
１２、１３、１４、１５は加算と減算との間を切換られ
得る（ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ）。そのために制御線２
３、２７、２９、３１（ＵＰ／ＤＯＷＮ）が設けられて
いる。制御線２４（ＲＥＳＥＴ）はここでも、新しい測
定を開始し得るように、出発状態“ＮＵＬＬ”へのリセ
ット命令をカウンタに伝達する。たとえば各積分サイク
ルにおいて第１のスイッチ５および第３のスイッチ７が
それぞれ同期して切換えられる方法の第１の工程では、
第３のカウンタ１５が相応の制御線２８（ＥＮＡＢＬ
Ｅ）を経て、クロック発生器９から与えられる時間間隔
の加算に切換えられる。方法の第２の工程ではそれぞれ
第１のスイッチ５および第２のスイッチ６が同期して切
換えられる。上記の計算式中でそれぞれダッシュ記号を
付されている方法の第２の工程でのすべての充電時間の
和が方法の第１の工程での充電時間の和に等しいよう
に、たとえば第３のカウンタ１５の制御線２９（ＵＰ／
ＤＯＷＮ）を経ての減算への切換の後に、このカウンタ
値が各時間間隔において、初期値（“ＮＵＬＬ”）が再
び到達されるまで、減ぜられる。その場合、方法の第２
の工程でのすべての充電時間の数は方法の第１の工程で
のすべての充電時間の数に等しい。
すべての充電時間の和が等しい大きさであるかどうかを
確認するために設けられている２つの別のカウンタ１
５、１６を含んでいる。この装置ではすべてのカウンタ
１２、１３、１４、１５は加算と減算との間を切換られ
得る（ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ）。そのために制御線２
３、２７、２９、３１（ＵＰ／ＤＯＷＮ）が設けられて
いる。制御線２４（ＲＥＳＥＴ）はここでも、新しい測
定を開始し得るように、出発状態“ＮＵＬＬ”へのリセ
ット命令をカウンタに伝達する。たとえば各積分サイク
ルにおいて第１のスイッチ５および第３のスイッチ７が
それぞれ同期して切換えられる方法の第１の工程では、
第３のカウンタ１５が相応の制御線２８（ＥＮＡＢＬ
Ｅ）を経て、クロック発生器９から与えられる時間間隔
の加算に切換えられる。方法の第２の工程ではそれぞれ
第１のスイッチ５および第２のスイッチ６が同期して切
換えられる。上記の計算式中でそれぞれダッシュ記号を
付されている方法の第２の工程でのすべての充電時間の
和が方法の第１の工程での充電時間の和に等しいよう
に、たとえば第３のカウンタ１５の制御線２９（ＵＰ／
ＤＯＷＮ）を経ての減算への切換の後に、このカウンタ
値が各時間間隔において、初期値（“ＮＵＬＬ”）が再
び到達されるまで、減ぜられる。その場合、方法の第２
の工程でのすべての充電時間の数は方法の第１の工程で
のすべての充電時間の数に等しい。
【００３８】方法を実行するこの仕方により、たとえば
測定すべきキャパシタンスの差と和との比が上記の式２
により決定され得る。第１のカウンタ１２によりたとえ
ば正の電流源＋Ｉおよび負の電流源−Ｉの電流の強さの
絶対値が等しい場合にΣg ｔ- g −Σi ｔ´- i の値が
決定され得る。第２のカウンタ１３により表現Σg ｔ-
g ＋Σi ｔ´- i −２Σf ｔ+ f の値が決定され得る。
そのために先ずすべてのカウンタが制御線２４（ＲＥＳ
ＥＴ）を経て初期値（“ＮＵＬＬ”）にリセットされ
る。コンデンサが電圧ＵL に充電される。測定がスイッ
チング位置Ｐ1 ですべての３つのスイッチ５、６、７に
より開始する。同時に第２のカウンタ１３が制御線２５
（ＥＮＡＢＬＥ）を経て始動され、また制御線２７（Ｕ
Ｐ／ＤＯＷＮ）を経て減算に切換えられる。第３のカウ
ンタ１５が制御線２８を経て加算のために始動される。
次いで、コンデンサ上の電圧がＵL からＵH へ上昇する
まで充電過程が行われる。次いで制御装置４により第１
のスイッチ５および第３のスイッチ７が他方のスイッチ
ング位置Ｐ2 に切換えられる。同時に制御線２２（ＥＮ
ＡＢＬＥ）を経て第１のカウンタ１２が始動され、制御
線２７（ＵＰ／ＤＯＷＮ）を経て第２のカウンタ１３が
加算に切換えられ、また第３のカウンタ１５が停止され
る。後続の放電過程でコンデンサ上の電圧がＵH からＵ
L へ変化しているならば、制御装置４が新たに第１のス
イッチ５および第３のスイッチ７を第１のスイッチング
位置Ｐ1 に切換える。第１のカウンタ１２は制御線２２
を経て停止され、第２のカウンタ１３は制御線２７（Ｕ
Ｐ／ＤＯＷＮ）を経て減算に切換えられ、また第３のカ
ウンタ１５は制御線２８（ＥＮＡＢＬＥ）を経て加算の
ために始動される。この積分サイクルは予め定められた
頻度で繰り返される。
測定すべきキャパシタンスの差と和との比が上記の式２
により決定され得る。第１のカウンタ１２によりたとえ
ば正の電流源＋Ｉおよび負の電流源−Ｉの電流の強さの
絶対値が等しい場合にΣg ｔ- g −Σi ｔ´- i の値が
決定され得る。第２のカウンタ１３により表現Σg ｔ-
g ＋Σi ｔ´- i −２Σf ｔ+ f の値が決定され得る。
そのために先ずすべてのカウンタが制御線２４（ＲＥＳ
ＥＴ）を経て初期値（“ＮＵＬＬ”）にリセットされ
る。コンデンサが電圧ＵL に充電される。測定がスイッ
チング位置Ｐ1 ですべての３つのスイッチ５、６、７に
より開始する。同時に第２のカウンタ１３が制御線２５
（ＥＮＡＢＬＥ）を経て始動され、また制御線２７（Ｕ
Ｐ／ＤＯＷＮ）を経て減算に切換えられる。第３のカウ
ンタ１５が制御線２８を経て加算のために始動される。
次いで、コンデンサ上の電圧がＵL からＵH へ上昇する
まで充電過程が行われる。次いで制御装置４により第１
のスイッチ５および第３のスイッチ７が他方のスイッチ
ング位置Ｐ2 に切換えられる。同時に制御線２２（ＥＮ
ＡＢＬＥ）を経て第１のカウンタ１２が始動され、制御
線２７（ＵＰ／ＤＯＷＮ）を経て第２のカウンタ１３が
加算に切換えられ、また第３のカウンタ１５が停止され
る。後続の放電過程でコンデンサ上の電圧がＵH からＵ
L へ変化しているならば、制御装置４が新たに第１のス
イッチ５および第３のスイッチ７を第１のスイッチング
位置Ｐ1 に切換える。第１のカウンタ１２は制御線２２
を経て停止され、第２のカウンタ１３は制御線２７（Ｕ
Ｐ／ＤＯＷＮ）を経て減算に切換えられ、また第３のカ
ウンタ１５は制御線２８（ＥＮＡＢＬＥ）を経て加算の
ために始動される。この積分サイクルは予め定められた
頻度で繰り返される。
【００３９】次いで方法の第２の工程が開始する。制御
装置４がスイッチ５、６、７をそれぞれスイッチング位
置Ｐ1 におき、制御線２２を経て第１のカウンタ１２を
停止させ、制御線２５を経て第２のカウンタ１３を始動
させ、またそれを制御線２７を経て減算に切換え、また
制御線２８を経て第３のカウンタ１５を始動させ、また
それを同時に制御線２９（ＵＰ／ＤＯＷＮ）を経て減算
に切換える。コンデンサ上の電圧ＵL から出発して、電
圧ＵH が到達されるまで、充電過程が行われる。次いで
制御装置４が第１のスイッチ５および第２のスイッチ６
をそれぞれ他方のスイッチング位置Ｐ1 に切換える。同
時に制御線２２および制御線２３を経て第１のカウンタ
１２が始動され、また減算に切換えられ、制御線２７を
経て第２のカウンタ１３が加算に切換えられ、また制御
線２８を経て第３のカウンタ１５が停止される。後続の
放電過程の際にコンデンサ上の電圧がＵH からＵL へ変
化したとき、制御装置４は新たに第１のスイッチ５およ
び第２のスイッチ６を第１のスイッチング位置Ｐ1 に切
換える。この積分サイクルは方法の第２の工程で、第３
のカウンタ１５が初期値（“ＮＵＬＬ”）に到達するま
で繰り返される。制御装置４と除算器１４との間の制御
線２１、２６（ＥＮＡＢＬＥ、ＬＯＡＤ）を経て次い
で、第１のカウンタ１２および第２のカウンタ１３から
求められた値が除算器１４にロードし、また除算を実行
するように指令される。
装置４がスイッチ５、６、７をそれぞれスイッチング位
置Ｐ1 におき、制御線２２を経て第１のカウンタ１２を
停止させ、制御線２５を経て第２のカウンタ１３を始動
させ、またそれを制御線２７を経て減算に切換え、また
制御線２８を経て第３のカウンタ１５を始動させ、また
それを同時に制御線２９（ＵＰ／ＤＯＷＮ）を経て減算
に切換える。コンデンサ上の電圧ＵL から出発して、電
圧ＵH が到達されるまで、充電過程が行われる。次いで
制御装置４が第１のスイッチ５および第２のスイッチ６
をそれぞれ他方のスイッチング位置Ｐ1 に切換える。同
時に制御線２２および制御線２３を経て第１のカウンタ
１２が始動され、また減算に切換えられ、制御線２７を
経て第２のカウンタ１３が加算に切換えられ、また制御
線２８を経て第３のカウンタ１５が停止される。後続の
放電過程の際にコンデンサ上の電圧がＵH からＵL へ変
化したとき、制御装置４は新たに第１のスイッチ５およ
び第２のスイッチ６を第１のスイッチング位置Ｐ1 に切
換える。この積分サイクルは方法の第２の工程で、第３
のカウンタ１５が初期値（“ＮＵＬＬ”）に到達するま
で繰り返される。制御装置４と除算器１４との間の制御
線２１、２６（ＥＮＡＢＬＥ、ＬＯＡＤ）を経て次い
で、第１のカウンタ１２および第２のカウンタ１３から
求められた値が除算器１４にロードし、また除算を実行
するように指令される。
【００４０】正および負の電流源の電流の強さの絶対値
が等しくなく、またそれらの比が求められなければなら
ない場合には、さもなければ不要な第４のカウンタ１６
が方法の第３の工程に対してすべての充電時間の等しい
和を保障するために使用される。この目的で第４のカウ
ンタ１６が第３のカウンタ１５と一緒に加算のために始
動される。そのために制御線３０（ＥＮＡＢＬＥ）が設
けられている。第３のカウンタ１５が減算を行う方法の
第２の工程で、第４のカウンタ１６はスイッチオフされ
た状態にとどまる。方法の第３の工程では次いで当該の
制御線３１（ＵＰ／ＤＯＷＮ）を経てこのカウンタ１６
が減算に切換えられ、またこの方法の第３の工程が、第
４のカウンタ１６が初期値（“ＮＵＬＬ”）を指示する
まで継続される。Ｃ＝Ｃ0 を有する基準測定の際に第２
のスイッチ６および第３のスイッチ７は共にスイッチン
グ位置Ｐ1 に位置しており、他方において第１のスイッ
チ５はそれぞれスイッチング位置の間を切換えられる。
第１のカウンタ１２および第２のカウンタ１３は、たと
えば第１のカウンタ１２が値Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i
を、また第２のカウンタ１３が値Σg ｔ- g ＋Σi ｔ´
- i −２Σk ｔ´´ - k を求めるように、制御線２２、
２５を経て始動され、また制御線２３、２７を経て加算
と減算との間を切換えられる。制御線２１および２６を
経て制御装置４から次いで再び除算器が、これらの第１
のカウンタ１２および第２のカウンタ１３から求められ
た値を除算するように指令される。第３のカウンタ１５
および第４のカウンタ１６は、方法の１つの工程で充電
過程の際にのみ時間間隔の当該の数が両カウンタにより
加算され、もしくはそれぞれ１つのカウンタにより先に
得られた値から初期値まで減算されるように制御装置４
から制御線２８、３０を経て始動または停止させられ、
また制御線２９、３１を経て加算から減算へ切換えられ
る。初期値が再び到達される場合に信号を制御装置４に
発する第３のカウンタ１５の使用により、追加的に方法
の２つの工程に対してΣf ｔ+ ＝Σh ｔ´+ h が到達さ
れ得る。第４のカウンタ１６により時間間隔の和の等値
性が第３の工程に対しても到達され得る。すなわちΣf
ｔ+ f ＝Σj ｔ´´+ j となる。
が等しくなく、またそれらの比が求められなければなら
ない場合には、さもなければ不要な第４のカウンタ１６
が方法の第３の工程に対してすべての充電時間の等しい
和を保障するために使用される。この目的で第４のカウ
ンタ１６が第３のカウンタ１５と一緒に加算のために始
動される。そのために制御線３０（ＥＮＡＢＬＥ）が設
けられている。第３のカウンタ１５が減算を行う方法の
第２の工程で、第４のカウンタ１６はスイッチオフされ
た状態にとどまる。方法の第３の工程では次いで当該の
制御線３１（ＵＰ／ＤＯＷＮ）を経てこのカウンタ１６
が減算に切換えられ、またこの方法の第３の工程が、第
４のカウンタ１６が初期値（“ＮＵＬＬ”）を指示する
まで継続される。Ｃ＝Ｃ0 を有する基準測定の際に第２
のスイッチ６および第３のスイッチ７は共にスイッチン
グ位置Ｐ1 に位置しており、他方において第１のスイッ
チ５はそれぞれスイッチング位置の間を切換えられる。
第１のカウンタ１２および第２のカウンタ１３は、たと
えば第１のカウンタ１２が値Σg ｔ- g −Σi ｔ´- i
を、また第２のカウンタ１３が値Σg ｔ- g ＋Σi ｔ´
- i −２Σk ｔ´´ - k を求めるように、制御線２２、
２５を経て始動され、また制御線２３、２７を経て加算
と減算との間を切換えられる。制御線２１および２６を
経て制御装置４から次いで再び除算器が、これらの第１
のカウンタ１２および第２のカウンタ１３から求められ
た値を除算するように指令される。第３のカウンタ１５
および第４のカウンタ１６は、方法の１つの工程で充電
過程の際にのみ時間間隔の当該の数が両カウンタにより
加算され、もしくはそれぞれ１つのカウンタにより先に
得られた値から初期値まで減算されるように制御装置４
から制御線２８、３０を経て始動または停止させられ、
また制御線２９、３１を経て加算から減算へ切換えられ
る。初期値が再び到達される場合に信号を制御装置４に
発する第３のカウンタ１５の使用により、追加的に方法
の２つの工程に対してΣf ｔ+ ＝Σh ｔ´+ h が到達さ
れ得る。第４のカウンタ１６により時間間隔の和の等値
性が第３の工程に対しても到達され得る。すなわちΣf
ｔ+ f ＝Σj ｔ´´+ j となる。
【００４１】すべての４つのカウンタを使用して基準測
定を行うこの方法の目的にかなった実行は詳細には下記
のように行われる。先ずすべてのコンデンサ１、２、８
がスイッチの適当なスイッチング位置において電流源を
経て電圧ＵL に充電される。制御装置４が次いで第１の
スイッチ５、第２のスイッチ６および第３のスイッチ６
をそれぞれ第１のスイッチング位置Ｐ1 に切換える。積
分の開始と同時に第３のカウンタ１５が制御線２８を経
て、また第４のカウンタ１６が制御線３０を経て加算に
切換えられる。コンデンサ上の電圧ＵH が到達される
と、制御装置が第１のスイッチ５および第３のスイッチ
７を他方のスイッチング位置Ｐ2 に切換える。同時に第
１のカウンタ１２が制御線２２を経て、また第２のカウ
ンタ１３が制御線２５を経て加算のために始動させら
れ、また第３のカウンタ１５および第４のカウンタ１６
が停止させられる。放電過程の際にコンデンサ上の出発
電圧ＵL が再び到達されると、第１の積分サイクルが終
了される。制御装置が制御線２２、２５を経て第１のカ
ウンタおよび第２のカウンタを停止させ、第１のスイッ
チ５および第３のスイッチ７を新たにスイッチング位置
Ｐ1 に切換え、また第３のカウンタ１５および第４のカ
ウンタ１６を制御線２８、３０を経て新たに加算のため
に始動させる。
定を行うこの方法の目的にかなった実行は詳細には下記
のように行われる。先ずすべてのコンデンサ１、２、８
がスイッチの適当なスイッチング位置において電流源を
経て電圧ＵL に充電される。制御装置４が次いで第１の
スイッチ５、第２のスイッチ６および第３のスイッチ６
をそれぞれ第１のスイッチング位置Ｐ1 に切換える。積
分の開始と同時に第３のカウンタ１５が制御線２８を経
て、また第４のカウンタ１６が制御線３０を経て加算に
切換えられる。コンデンサ上の電圧ＵH が到達される
と、制御装置が第１のスイッチ５および第３のスイッチ
７を他方のスイッチング位置Ｐ2 に切換える。同時に第
１のカウンタ１２が制御線２２を経て、また第２のカウ
ンタ１３が制御線２５を経て加算のために始動させら
れ、また第３のカウンタ１５および第４のカウンタ１６
が停止させられる。放電過程の際にコンデンサ上の出発
電圧ＵL が再び到達されると、第１の積分サイクルが終
了される。制御装置が制御線２２、２５を経て第１のカ
ウンタおよび第２のカウンタを停止させ、第１のスイッ
チ５および第３のスイッチ７を新たにスイッチング位置
Ｐ1 に切換え、また第３のカウンタ１５および第４のカ
ウンタ１６を制御線２８、３０を経て新たに加算のため
に始動させる。
【００４２】所定の数の積分サイクルが通過された後
に、制御装置がカウンタを停止させ、第１のスイッチ
５、第２のスイッチ６および第３のスイッチ７をそれぞ
れスイッチング位置Ｐ1 に切換え、また第３のカウンタ
１５を制御線２８を経て始動させ、またこのカウンタを
制御線２９を経て減算に切換える。充電過程が次いで新
たに、コンデンサ上で電圧ＵH が到達されるまで行われ
る。第３のカウンタ１５が次いで制御線２８を経て停止
させられる。この方法の第２の工程においてコンデンサ
の放電の前に第１のスイッチ５および第２のスイッチ６
がそれぞれ他方のスイッチング位置Ｐ2 に切換えられ、
第１のカウンタ１２が制御線２２および２３を経て減算
のために始動させられ、また第２のカウンタ１３が制御
線２５を経て加算のために始動させられる。コンデンサ
が放電過程で電圧値ＵL に再び到達したとき、カウンタ
は停止させられ、また新しい積分サイクルが開始し得
る。そのために制御装置が第１のスイッチ５および第２
のスイッチ６を新たにスイッチング位置Ｐ1 に切換え、
また第３のカウンタ１５を制御線２８を経て新たに減算
のために始動させる。この方法の第２の工程での積分サ
イクルは、第３のカウンタ１３が初期値（“ＮＵＬ
Ｌ”）に再び到達するまで繰り返される。
に、制御装置がカウンタを停止させ、第１のスイッチ
５、第２のスイッチ６および第３のスイッチ７をそれぞ
れスイッチング位置Ｐ1 に切換え、また第３のカウンタ
１５を制御線２８を経て始動させ、またこのカウンタを
制御線２９を経て減算に切換える。充電過程が次いで新
たに、コンデンサ上で電圧ＵH が到達されるまで行われ
る。第３のカウンタ１５が次いで制御線２８を経て停止
させられる。この方法の第２の工程においてコンデンサ
の放電の前に第１のスイッチ５および第２のスイッチ６
がそれぞれ他方のスイッチング位置Ｐ2 に切換えられ、
第１のカウンタ１２が制御線２２および２３を経て減算
のために始動させられ、また第２のカウンタ１３が制御
線２５を経て加算のために始動させられる。コンデンサ
が放電過程で電圧値ＵL に再び到達したとき、カウンタ
は停止させられ、また新しい積分サイクルが開始し得
る。そのために制御装置が第１のスイッチ５および第２
のスイッチ６を新たにスイッチング位置Ｐ1 に切換え、
また第３のカウンタ１５を制御線２８を経て新たに減算
のために始動させる。この方法の第２の工程での積分サ
イクルは、第３のカウンタ１３が初期値（“ＮＵＬ
Ｌ”）に再び到達するまで繰り返される。
【００４３】次いで、スイッチが先ずすべてスイッチン
グ位置Ｐ1 に置かれ、また制御線３０および３１を経て
第４のカウンタ１６が減算のために始動させられる方法
の第３の工程が開始する。コンデンサが電圧ＵH に充電
された後、制御装置が第１のスイッチ５をスイッチング
位置Ｐ2 に切換え、制御線２５および２７を経て第２の
カウンタ１３を２倍の工程幅を有する（すなわち時間間
隔が２倍にカウントされる）減算のために始動させ、ま
た制御線３０を経て第４のカウンタ１６を停止させる。
新たにコンデンサ上の電圧ＵL が到達されるとき、第３
の工程のこの積分サイクルは終了される。すべてのスイ
ッチは再びスイッチング位置Ｐ1 にもたらされ、第２の
カウンタ１３は停止させられ、また第４のカウンタ１６
は制御線３０を経て新たに減算のために始動させられ
る。これらの積分サイクルは、第４のカウンタ１６がそ
の初期値（“ＮＵＬＬ”）に再び到達するまで繰り返さ
れる。
グ位置Ｐ1 に置かれ、また制御線３０および３１を経て
第４のカウンタ１６が減算のために始動させられる方法
の第３の工程が開始する。コンデンサが電圧ＵH に充電
された後、制御装置が第１のスイッチ５をスイッチング
位置Ｐ2 に切換え、制御線２５および２７を経て第２の
カウンタ１３を２倍の工程幅を有する（すなわち時間間
隔が２倍にカウントされる）減算のために始動させ、ま
た制御線３０を経て第４のカウンタ１６を停止させる。
新たにコンデンサ上の電圧ＵL が到達されるとき、第３
の工程のこの積分サイクルは終了される。すべてのスイ
ッチは再びスイッチング位置Ｐ1 にもたらされ、第２の
カウンタ１３は停止させられ、また第４のカウンタ１６
は制御線３０を経て新たに減算のために始動させられ
る。これらの積分サイクルは、第４のカウンタ１６がそ
の初期値（“ＮＵＬＬ”）に再び到達するまで繰り返さ
れる。
【００４４】補足して言及すべきこととして、スイッチ
ング装置の同期切換とは、先ず電流源がスイッチオフさ
れ、すなわち第１のスイッチ５が一方の端子とも他方の
端子とも接続されず、次いでその他のスイッチが切換え
られ、またその後に初めて電流源との接続が形成される
過程をも指すものとする。こうして、たとえばスイッチ
ング装置の或る遅れに基づいて十分に同一時点での切換
が行われ得ない場合も本発明の範囲に含まれるものとす
る。その場合、先ず電流源がスイッチオフされ、次いで
すべてのスイッチが新しい構成のスイッチング位置にも
たらされ、また次いで初めて電流源が第１のスイッチ５
を経て接続される。本発明による方法の意味でこの過程
も同期切換として解釈するものとする。
ング装置の同期切換とは、先ず電流源がスイッチオフさ
れ、すなわち第１のスイッチ５が一方の端子とも他方の
端子とも接続されず、次いでその他のスイッチが切換え
られ、またその後に初めて電流源との接続が形成される
過程をも指すものとする。こうして、たとえばスイッチ
ング装置の或る遅れに基づいて十分に同一時点での切換
が行われ得ない場合も本発明の範囲に含まれるものとす
る。その場合、先ず電流源がスイッチオフされ、次いで
すべてのスイッチが新しい構成のスイッチング位置にも
たらされ、また次いで初めて電流源が第１のスイッチ５
を経て接続される。本発明による方法の意味でこの過程
も同期切換として解釈するものとする。
【００４５】本発明は、簡単な仕方で寄生的キャパシタ
ンスの有害な影響なしにキャパシタンス差のディジタル
測定を行うことを可能にし、その際に回路装置の構成の
ために高精度の要素が必要とされない。示された回路装
置を使用して寄生的キャパシタンスを消去するための本
発明による方法は特にマイクロメカニックセンサの測定
結果を評価するために本発明を応用することを可能にす
る。
ンスの有害な影響なしにキャパシタンス差のディジタル
測定を行うことを可能にし、その際に回路装置の構成の
ために高精度の要素が必要とされない。示された回路装
置を使用して寄生的キャパシタンスを消去するための本
発明による方法は特にマイクロメカニックセンサの測定
結果を評価するために本発明を応用することを可能にす
る。
【図１】本発明による回路装置の１実施例の原理回路
図。
図。
【図２】本発明による回路装置の別の実施例の原理回路
図。
図。
１ 第１のコンデンサ
２ 第２のコンデンサ
３ 差動増幅器
４ 制御装置
５ 第１のスイッチ
６ 第２のスイッチ
７ 第３のスイッチ
９ クロック発生器
１２ 第１のカウンタ
１３ 第２のカウンタ
１４ 除算器
１５ 第３のカウンタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 アンドレアス ヒルデブラント
ドイツ連邦共和国 67346 シユパイヤ
ー ザンクト‐ゲルマン‐シユトラーセ
27
(56)参考文献 実開 昭54−174373（ＪＰ，Ｕ)
米国特許5194819（ＵＳ，Ａ)
米国特許5028876（ＵＳ，Ａ)
米国特許4459541（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 27/00 - 27/32
Claims (10)
- 【請求項１】 第１のコンデンサ（１）のキャパシタン
スと第２のコンデンサ（２）のキャパシタンスとの間の
差を測定するための回路装置において、 反転入力端および非反転入力端ならびに出力端を有する
差動増幅器（３）と、一定の強さおよび第１の流れ方向
を有する電流を供給する正電流源（＋Ｉ）と、一定の強
さおよび第１の流れ方向と逆の流れ方向を有する電流を
供給する負電流源（−Ｉ）と、接地端子と、制御装置
（４）と、第１のスイッチング装置（５）と、第２のス
イッチング装置（６、７）とが設けられており、 前記第１のスイッチング装置（５）が２つのスイッチン
グ位置（Ｐ1 、Ｐ2 ）を有し、これらのスイッチング位
置でそれぞれ前記正電流源（＋Ｉ）または前記負電流源
（−Ｉ）が前記差動増幅器（３）の反転入力端と接続さ
れており、 前記差動増幅器（３）の非反転入力端が前記接地端子と
接続されており、 前記第２のスイッチング装置（６、７）が２つの異なる
スイッチング位置として、前記コンデンサ（１、２）の
一方の端子が前記差動増幅器（３）の入力端の一方とそ
れぞれ接続されているスイッチング位置と、前記コンデ
ンサ（１、２）の他方の端子が前記差動増幅器の他方の
入力端とそれぞれ接続されているスイッチング位置とを
設定し得るように構成されており、 前記コンデンサの他方の端子が前記差動増幅器の出力端
および前記制御装置（４）の入力端と接続されており、
また前記制御装置に対して、前記第１および前記第２の
スイッチング装置（５；６、７）を同期して切換え、２
つのこのような切換過程の間の時間とコンデンサに与え
られている電圧とを測定し、時間を加算し、またキャパ
シタンス差の決定のために必要な値を求めることを可能
にする手段が設けられていることを特徴とする２つのコ
ンデンサのキャパシタンス差の測定回路装置。 - 【請求項２】 第１のスイッチング装置（５）が第１の
スイッチ（５）であり、また第２のスイッチング装置
（６、７）が第２のスイッチ（６）および第３のスイッ
チ（７）であり、 これらのスイッチ（５、６、７）がそれぞれ交互に、当
該のスイッチの固定端子がそれぞれ２つの切換端子の１
つと接続されている第１のスイッチング位置（Ｐ1 ）お
よび第２のスイッチング位置（Ｐ2 ）に切換可能であ
り、 第１のスイッチ（５）の固定端子が差動増幅器（３）の
反転入力端と、第１のスイッチ（５）の切換端子の一方
が正の電流源（＋Ｉ）と、また第１のスイッチ（５）の
切換端子の他方が負の電流源（−Ｉ）と接続されてお
り、 ａ）第２のスイッチ（６）の固定端子がコンデンサ
（１、２）の一方の端子と、また第３のスイッチ（７）
の固定端子が他方のコンデンサの端子と接続されてお
り、また第２および第３のスイッチ（６、７）の切換端
子のそれぞれ一方が差動増幅器の一方の入力端と、また
切換端子のそれぞれ他方が差動増幅器のそれぞれ他方の
入力端と接続されており、もしくは、 ｂ）第２のスイッチ（６）の固定端子が差動増幅器の一
方の入力端と、また第３のスイッチ（７）の固定端子が
差動増幅器の他方の入力端と接続されており、また第２
および第３のスイッチ（６、７）の切換端子のそれぞれ
一方がコンデンサの一方の端子と、また切換端子のそれ
ぞれ他方がコンデンサの他方の端子と接続されており、
また制御装置（４）に対して、これらのスイッチ（５、
６、７）をこの第２のスイッチング装置に対して設けら
れているスイッチと同期して切換え得る手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の回路装置。 - 【請求項３】 スイッチ（５、６、７）が個々に切換え
られ得ることを特徴とする請求項２記載の回路装置。 - 【請求項４】 正および負の電流源（＋Ｉ、−Ｉ）が絶
対値の等しい強さを有する電流を供給することを特徴と
する請求項１ないし３の１つに記載の回路装置。 - 【請求項５】 第１のスイッチング装置（５）が第２の
スイッチング装置（６、７）と無関係に切換えられ得る
ことを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の回路
装置。 - 【請求項６】 第２のスイッチング装置（６、７）が、
差動増幅器の入力端と接続されているコンデンサの端子
が共に接地端子と接続されているスイッチング位置を可
能にし、 第２のスイッチング装置がこのスイッチング位置と、差
動増幅器の入力端と接続されているコンデンサの端子が
差動増幅器の異なる入力端と接続されている両スイッチ
ング位置の各々との間を第１のスイッチング装置（５）
と同期して切換可能であり、また制御装置（４）が、少
なくともこれらのスイッチング位置の１つに対してコン
デンサに与えられている電圧のそれぞれ生ずる変化を加
算し、またこの和を記憶し得る手段を有することを特徴
とする請求項１ないし５の１つに記載の回路装置。 - 【請求項７】 制御装置（４）が、コンデンサに与えら
れている電圧にスイッチング装置（５；６、７）の特定
の切換状況でそれぞれ生ずる変化の和の絶対値が制御装
置により記憶されている値の絶対値に達すると直ちに、
スイッチング位置の間を切換えられ得る手段を有するこ
とを特徴とする請求項６記載の回路装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし７の１つによる回路装置
を使用して２つのコンデンサ（１、２）のキャパシタン
スの比または２つのコンデンサ（１、２）のキャパシタ
ンスの差と和との比を求めるための方法において、 ａ）正電流源（＋Ｉ）から供給される電流の強さと負電
流源（−Ｉ）から供給される電流の強さとの比が固定的
に設定され、第１のスイッチング装置（５）が第１のス
イッチング位置（Ｐ1 ）にもたらされ、また第２のスイ
ッチング装置（６、７）が、一方のコンデンサが差動増
幅器の一方の入力端と、また他方のコンデンサが差動増
幅器の他方の入力端と接続されているように設定され、 ｂ）第１のスイッチング装置と接続されているコンデン
サが予め定められた時間または制御装置（４）によりそ
れまでの工程で求められた時間の間に充電または放電さ
れ、他方において差動増幅器が他方のコンデンサを同一
の電圧に充電し、 ｃ）第１および第２のスイッチング装置が、差動増幅器
の一方の入力端と接続されているコンデンサの端子が差
動増幅器のそれぞれ他方の入力端と接続されるように、
同期して切換えられ、 ｄ）工程ｂ）が実行され、 ｅ）工程ｃ）およびｄ）が複数回にわたり次々と実行さ
れ、その際に工程ｃ）で切換えられる両スイッチング位
置の各々に対して別々に、工程ｄ）が実行されている時
間が加算され、また工程ｄ）が、コンデンサに与えられ
ている電圧が続いて初めにコンデンサに与えられている
電圧と少なくとも予め定められた測定精度に対して必要
な程度に合致するような頻度およびそれぞれの長さで実
行され、また ｆ）コンデンサのキャパシタンスの比またはキャパシタ
ンスの差と和との比が電流の強さの既知の比または別個
に求められた比とスイッチング位置に対して別々に加算
された時間の和とから求められることを特徴とする方
法。 - 【請求項９】 請求項６または７による回路装置を使用
して２つのコンデンサ（１、２）のキャパシタンスの比
または２つのコンデンサ（１、２）のキャパシタンスの
差と和との比を求めるための方法において、 ａ）正電流源（＋Ｉ）から供給される電流の強さと負電
流源（−Ｉ）から供給される電流の強さとの比が固定的
に設定され、第１のスイッチング装置（５）が第１のス
イッチング位置（Ｐ1 ）にもたらされ、また第２のスイ
ッチング装置（６、７）が下記の２つの特別なスイッチ
ング位置ＡまたはＢ、すなわち Ａ）一方のコンデンサが差動増幅器の一方の入力端と、
また他方のコンデンサが差動増幅器の他方の入力端と接
続されている Ｂ）差動増幅器の一方の入力端と接続されているコンデ
ンサの端子が共に接地端子と接続されている のいずれかの位置に設定され、 ｂ）差動増幅器の反転入力端と差動増幅器の出力端との
間に差動増幅器に対して並列に存在している別のコンデ
ンサ（８）（特定のキャパシタンスまたは未知の寄生的
キャパシタンスの回路構成要素）が予め定められた時間
または制御装置によりそれまでの方法工程から求められ
た時間の間に充電または放電され、他方において差動増
幅器が他方のコンデンサを同一の電圧に充電し、 ｃ）第１および第２のスイッチング装置が、コンデンサ
が設定された特別なスイッチング位置から他方の特別な
スイッチング位置に達するように、同期して切換えら
れ、 ｄ）工程ｂ）が実行され、 ｅ）工程ｃ）およびｄ）が複数回にわたり次々と実行さ
れ、その際に特別な両スイッチング位置の各々に対して
別々に、工程ｂ）またはｄ）が実行されている時間が加
算され、また少なくともこれらの両方の特別なスイッチ
ング位置の１つに対して別々に、コンデンサに与えられ
ている電圧のこれらの時間の間に生ずる変化が加算さ
れ、また工程ｄ）が、コンデンサに与えられている電圧
が続いて初めにコンデンサに与えられている電圧と少な
くとも予め定められた測定精度に対して必要な程度に合
致するような頻度およびそれぞれの長さで実行され、ま
たコンデンサに与えられている電圧のこれらの特別な両
スイッチング位置で生じた変化の和が制御装置により記
憶され、 ｆ）第２のスイッチング装置（６、７）が２つの特別な
スイッチング位置ＢまたはＣの１つに設定され、その際
にスイッチング位置Ｃでは一方のコンデンサが差動増幅
器の一方の入力端と、また他方のコンデンサが差動増幅
器の他方の入力端と接続されており、またその際に端子
が特別なスイッチング位置Ａにくらべて入れ換えられて
おり、 ｇ）工程ｂ）が実行され、 ｈ）工程ｃ）が実行され、その際に特別なスイッチング
位置ＢとＣとの間で切換えられ、 ｉ）工程ｂ）が実行され、 ｊ）工程ｈ）およびｉ）が複数回にわたり次々と実行さ
れ、またこれらの両方の特別なスイッチング位置に対し
て別々に、工程ｇ）またはｉ）が実行されている時間が
加算され、また少なくともこれらの特別なスイッチング
位置の１つに対して別々に、コンデンサに与えられてい
る電圧のこれらの時間の間にそれぞれ生ずる変化が加算
され、またコンデンサに与えられている電圧のこの特別
なスイッチング位置で生じた変化の和が同じく制御装置
により記憶され、もしくは工程ｉ）がこの特別なスイッ
チング位置で、この和の絶対値が制御装置により工程
ｅ）で記憶された値の絶対値に達するような頻度および
それぞれの長さで実行され、また工程ｉ）が全体とし
て、コンデンサに与えられている電圧が続いて初めにコ
ンデンサに与えられている電圧と少なくとも予め定めら
れた測定精度に対して必要な程度に合致するような頻度
およびそれぞれの長さで実行され、また ｋ）電流の強さの既知の比または別個に求められた比と
スイッチング位置に対して別々に加算された時間の和と
工程ｅ）およびｊ）でそれぞれ求められた電圧の変化の
和の比とから、コンデンサのキャパシタンスの差と和と
の比が求められ、またはこれらの値と別のコンデンサ
（８）のキャパシタンスの既知の値または別個に定めら
れた値とからコンデンサのキャパシタンスの差が求めら
れることを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 請求項５または請求項６または７の１
つによる回路装置を使用して、正電流源から供給される
電流の強さと負電流源から供給される電流の強さとの比
を求めるために、 ａ）第１のスイッチング装置が第１のスイッチング位置
にもたらされ、また第２のスイッチング装置が、少なく
とも１つのコンデンサが第１のスイッチング装置と接続
されているように設定され、 ｂ）このコンデンサが予め定められた時間または制御装
置によりそれまでの方法工程から求められた時間の間に
充電または放電され、 ｃ）第１のスイッチング装置のみが切換えられ、 ｄ）工程ｂ）が実行され、 ｅ）工程ｃ）およびｄ）が複数回にわたり次々と実行さ
れ、その際に第１のスイッチング装置の両スイッチング
位置の各々に対して別個に、工程ｂ）またはｄ）が実行
されている時間が加算され、また工程ｄ）が、コンデン
サに与えられている電圧が続いて初めにコンデンサに与
えられている電圧と少なくとも予め定められた測定精度
に対して必要な程度に合致するような頻度およびそれぞ
れの長さで実行され、また ｆ）正電流源から供給される電流の強さと負電流源から
供給される電流の強さとの比が、コンデンサが負電流源
と接続されているスイッチング位置に対して別個に加算
された時間の和とコンデンサが正電流源と接続されてい
るスイッチング位置に対して別個に加算された時間の和
との比として求められる ことを特徴とする請求項８または９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19513022A DE19513022C1 (de) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | Schaltungsanordnung und Verfahren zur Bestimmung von Kapazitätsdifferenzen |
| DE19513022.7 | 1995-04-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=7759015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10868896A Expired - Fee Related JP3530306B2 (ja) | 1995-04-06 | 1996-04-05 | キャパシタンス差の測定回路装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5629629A (ja) |
| EP (1) | EP0741299B1 (ja) |
| JP (1) | JP3530306B2 (ja) |
| DE (2) | DE19513022C1 (ja) |
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