JP4786669B2 - 容量センサ用の回路構成 - Google Patents

Description

本発明は、容量センサ用の回路配置、さらに、可変的、物理的測定量、例えば液体の静圧を瞬間的に表す信号電圧の設定方法に関する。

ＥＰ−Ａ ９２２ ９６２には、容量センサ用の回路構成が開示されており、この回路構成は、
検出対象の物理的測定量によって設定される可変容量をもち、この瞬間的に設定された容量に比例した電荷を搬送する測定コンデンサと、
放電を行う基準コンデンサと、
入力と出力とが上記基準コンデンサを介して互いに結合された反転増幅器とを含んでおり、
上記増幅器の入力が一時的に上記測定コンデンサと結合されることで、上記測定コンデンサの電荷が出来るだけ完全に上記基準コンデンサに転送され、かつ、上記増幅器の出力が上記測定コンデンサの容量に本質的に比例する信号電圧を供給するようにする。

このような回路構成の問題点は、測定コンデンサに適用される電荷が、瞬間容量によるものであるため、回路構成の電流消費が、使用中の広範囲にわたって変動する可能性があることである。電流消費は非常に大きく、思いもよらぬ短絡が測定コンデンサに生じる可能性がある。

上記回路構成のさらなる問題点は、容量圧力センサで使用する場合に、得られた信号電圧が容量に比例し、検出される測定量には比例しないことである。

したがって、本発明の目的は、容量センサに特に適しており、測定コンデンサの瞬間的な容量に実質的に依存しない電流消費を表し、測定コンデンサの容量の逆数に依存する信号電圧を生じる回路構成を提供することである。

この目的を達成するため、本発明は、容量センサ用の回路構成を提供するものであり、この回路構成は、
所定の残留電荷になるまで放電され、検出される物理的な測定量によって設定される可変容量をもつ第１の測定コンデンサと、
基準電荷を搬送する第１の基準コンデンサと、
出力が上記第１の測定コンデンサに生じる測定電圧に比例する第１の信号電圧をもたらすように、入力が少なくとも一時的に上記第１の測定コンデンサに結合される第１のバッファ増幅器とを備えており、
上記第１の基準コンデンサの基準電荷が出来るだけ完全に上記第１の測定コンデンサに搬送されるように、上記第１のバッファ増幅器の入力と出力とが、動作中に上記第１の基準コンデンサを介して一時的に結合される。

また、本発明は、可変で物理的な測定量、例えば液体の静圧を瞬間的に表す信号電圧を設定する方法でもあり、この方法は、
調整可能な測定コンデンサの容量に、測定量の変動に対応する変化を与えるステップと、
上記測定コンデンサを所定の残留電荷になるまで放電させるステップと、
基準コンデンサに基準電荷を生成するステップと、 容量を瞬間的に表す測定電圧を生成するために、上記基準コンデンサから上記測定コンデンサに上記基準電荷を転送するステップと、
信号電圧を作成するためにおよそ１の増幅で上記測定電圧を増幅するステップとを備えている。

本発明の第１の好ましい発展形態によると、上記回路構成は、上記第１の測定コンデンサを放電させるために、上記第１の測定コンデンサの第１の電極を一時的に第１の基準電位に配置する第１のスイッチを備える。

本発明の第２の好ましい発展形態によると、上記第１の測定コンデンサの第２の電極は、固定の第２の基準電位である。
本発明の第３の好ましい発展形態によると、上記２つの基準電位は、上記第１の測定コンデンサに対して等しく、その残留電荷が本質的に０に等しくなるようにする。

本発明の第４の好ましい発展形態によると、上記第１の基準コンデンサは、上記第１の電極で上記第１のバッファ増幅器の出力に結合されており、基準電荷で上記第１の基準コンデンサを充電するために、第２の電極を介して上記第１の基準コンデンサを、充電電圧を供給する電子機器の出力に結合させる第２のスイッチが設けられている。

本発明の第５の好ましい発展形態によると、上記回路構成は、基準電荷を上記第１の測定コンデンサに搬送するために、上記第１の基準コンデンサの第２の電極を上記第１のバッファ増幅器の入力に一時的に結合する第３のスイッチを備える。

本発明の第６の好ましい発展形態によると、上記回路構成は、上記信号電圧をサンプル及びホールドするためのサンプルホールド回路を備える。
本発明の第７の好ましい発展形態によると、上記回路構成は、第２の測定コンデンサをさらに備え、上記第１のバッファ増幅器の入力が一時的に上記第２の測定コンデンサに結合されることで、上記バッファ増幅器の出力が、上記第２の測定コンデンサに発生する測定電圧に本質的に比例する信号電圧をもたらすようにする。

本発明の第８の好ましい発展形態によると、上記回路構成は、
基準電荷を搬送する第２の基準コンデンサと、
出力が上記第１の測定コンデンサに発生する測定電圧に本質的に比例する第２の信号電圧をもたらすよう、入力が上記第１の測定コンデンサに少なくとも一時的に結合される第２のバッファ増幅器とをさらに備え、
基準電荷が上記第２の基準コンデンサから上記第１の測定コンデンサに出来るだけ完全に搬送されるように、上記第２のバッファ増幅器の入力と出力とが、動作中に上記第２の基準コンデンサを介して互いに一時的に結合される。

本発明の第９の好ましい発展形態によると、上記回路構成は、容量を有するリアクティブ段をさらに備え、これは、上記第１の基準コンデンサから搬送される基準電荷を一部取り込む寄生容量に出来るだけ近い位置に配置される。

本発明の第１０の好ましい発展形態によると、上記回路構成は、上記第１の測定コンデンサを上記第１のバッファ増幅器の入力に結合する導体を備え、この導体はアクティブ保護シールド（an actively protecting shield）を備える。

本発明の方法の第１の好ましい発展形態によると、測定量の変化に反応する測定信号を生成するために、上記信号電圧がサンプルされて一時的にホールドされる。
本発明の方法の第２の好ましい発展形態によると、上記基準電荷を生成するために、充電電圧が上記基準コンデンサに印加され、この印加は、所定の基準電圧降下が上記基準コンデンサに生じるまで十分に長い時間続けられる。

本発明の方法の第３の好ましい発展形態によると、上記測定コンデンサが放電されて至る上記残留電荷は、ゼロにほぼ等しい。

本発明とその特徴は、図を参照し、実施例に基いて以下にさらに詳細に説明する。同一の構成要素には同一の参照番号を付し、すでに説明済みの構成要素については、重複を避けるために後の図面では省略する。

図１は、容量センサ用の回路構成を示す模式図であり、特に絶対圧力センサ、相対圧力センサ、または差圧センサ用の構成を示す。この回路構成は、調整可能および/または自
己調整可能な第１の測定コンデンサK_M1の容量C_M1を表す、クロックにより周期的に更新された信号電圧ΔU_S1を、第１のバッファ増幅器OV₁の出力にもたらす役割を有する。バッファ増幅器OV₁は、例えば、インピーダンス変換器である。

この回路構成で生成される信号電圧ΔU_S1は、好ましくは、この回路構成をもつセンサ
の測定用電子機器AEによって、対応する、特にデジタル方式の測定信号x_pに変換される。測定信号x_pは、例えばデータバスを用いて上流の測定局に送信される。必要に応じて、測定信号x_pはアナログ信号、例えば、４ｍAから２０ｍAの範囲のループ電流を使用することができる。このような、増幅器回路から出力される信号電圧の測定は、基本的には当業者には周知の技術であるので、これ以上の説明は省略する。測定用電子機器AEの適切な回路実施例については、例えば上記ＥＰ−Ａ ９２２ ９６２を参照すること。

この回路構成の動作では、測定コンデンサK_M1の容量は、可変の物理的測定量ｐ、特に
センサに作用する静圧、すなわち、測定量ｐの変化量は、対応する測定コンデンサK_M1の
瞬間的容量の変化量に影響する。

上記の通り、センサによって検出される物理的測定量ｐが静圧である場合には、測定コンデンサK_M1は、例えば、少なくとも２つのコンデンサ板の１つを支え、たわみ変化を伴
う測定量の変化に反応して第１と第２のコンデンサ板の相対距離を調整する、弾性変形膜を用いた容量型圧力測定セル（a capacitive pressure measuring cell）であってもよい。このような感圧型の測定コンデンサの構造と使用法は、当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。上記の測定コンデンサの実施例の形態については、US-A 50 01595, US-A 50 05 421, US-A 50 50 034, US-A 50 79 953, US-A 51 94 697, US-A 54 00489, US-A 55 39 611を参照すること。勿論、測定コンデンサK_M1は、必要に応じて、例えば温度および/または誘電定数などの他の物理的測定量の変化に対して容量の変化を伴って反応するものを使用することができる。

図１に示すように、測定コンデンサは、特には固定された、例えば接地電位のような第１の基準電位U_M11に設定された第１の電極を備える。また、測定コンデンサK_M1の第２の
電極は、バッファ増幅器OV₁の入力に結合されている。このように、測定コンデンサK_M1の瞬間的な電荷および瞬間的な容量C_M1に影響を受けた測定電圧ΔU_M1は、バッファ増幅器OV₁によってその入力側で実際に直接サンプルされる。

本発明によれば、測定コンデンサK_M1は、測定周期の最初で所定の残留電荷Q_Res1まで放電される。このため、この回路構成の動作中、第２の基準電位U_M12が一時的に測定コンデンサK_M1の第２の電極に配置される。測定コンデンサK_M1の対応する残留電圧、ΔU_M1,0は
、以下の通り求められる。

測定コンデンサK_M1の放電を行う場合、この回路構成は、測定コンデンサK_M1に平列に第１のスイッチS₁₁を備えるのが好ましい。この第１のスイッチS₁₁は、第１の２値クロック信号clk₁による制御下で、繰り返し一時的に所定の方法で、測定コンデンサK_M1の第２の電極を第２の基準電位U_M12に配置するように働く。

基準電位U_M12は、この場合の測定コンデンサK_M1が放電中に実質的に短絡するように、基準電位U_M11と同一であるのが望ましい。このようにすることで、簡単に測定コンデンサK_M1を所定の残留電荷Q_Res1まで下げることができる。この例の場合には、非常に短い放電時間でも実際に０となる。必要に応じて、２つの基準電位は異なっていても良い。

測定コンデンサK_M1の他に、この回路構成は、所定の、特には別個に調整可能な容量C_Ref1を有する第１の基準コンデンサK_Ref1を少なくとも１つさらに備えており、このコンデンサの第１の電極が信号電圧ΔU_S1によって瞬間的な一定の電位に保持される。このため、基準コンデンサK_Ref1は、図１に示すように、とくには固定的に、その第１の電極を介してバッファ増幅器OV₁の出力に接続される。さらには、信号電圧ΔU_S1も、好ましくは、回路の零地点（null point）として実際に作用する第２の基準電位U_M12を参照にすべきである。

動作中は、基準コンデンサK_Ref1の第２の電極は、基準電圧ΔU_Ref1が基準コンデンサK_Ref1に設定されるように供給電子機器VEの充電電圧ΔU_Lに時々接続される。この基準電圧は、実質的に充電電圧と信号電圧の瞬間的な差であるΔU_L-ΔU_S1に等しい。したがって、基準コンデンサK_Ref1は、レベルが実質的に積C_Ref1x ΔU_Ref1によって求められる、対応する基準電荷Q_Ref1をもつ。充電電圧ΔU_Lは、ここでは好ましくは、測定コンデンサK_M1の残留電圧と同様、第２の基準電位U_M12が参照にされる。

基準コンデンサK_Ref1に充電電圧ΔU_Lを一時的に印加するために、この回路構成は、基準コンデンサと供給電子機器VEとを互いに接続するスイッチS₁₂を備えるのが好ましい。スイッチS₁₂は、特にはクロック信号clk₁と同じ位相である第２の２値クロック信号clk₂によって制御される。クロック信号clk₁, clk₂がここではそのように作成されることで、この回路構成の動作中に、２つのスイッチS₁₁, S₁₂は第１の位相t₁-t₂の開始t₁の前に開かれる。

本発明の方法に従って容量C_M1を判定するために、測定コンデンサK_M1が位相t₁-t₂の期間中にスイッチS₁₁を介して出来るだけ完全に放電され、スイッチS₁₁はその後少なくともしばらくは閉じられることで、所定の残留電圧ΔU_M1,0が得られるようにする。実際には、測定コンデンサK_M1の放電と同時に、基準コンデンサK_Ref1が、閉じたスイッチS₁₂を介して供給される充電電圧ΔU_Lによって充電される。必要に応じて、測定コンデンサK_M1の放電および基準コンデンサK_Ref1の充電は、位相t₁-t₂内の適当な時期に代えてもよい。位相t₁-t₂の位相終端t₂では、スイッチS₁₁とスイッチS₁₂の両方が再び開かれる。

位相t₁-t₂の長さは、遅くとも位相終端t₂には測定コンデンサが所定の残留電荷Q_Res1＝０まで放電されるように選択される。さらにまた、遅くとも位相終端t₂には、基準コンデンサK_Ref1が上記のとおり基準電荷を搬送するできるように設定される。

位相t₁-t₂の終了後は、基準電荷Q_Ref1は、本発明の方法における第２の位相t₃-t₄中に
出来るだけ基準コンデンサK_Ref1から取り除かれ、位相t₃-t₄の位相終端t₄に以下の関係が成立するように、できるだけ多く測定コンデンサK_M1に転送される。

式（１）と（２）に基き、式（３）から、測定電圧ΔU_M1を求めるための次の式が得ら
れる。

式（４）から明らかなように、本発明の回路構成における測定電圧ΔU_M1は、実際に測定コンデンサK_M1の容量C_M1の逆数に比例する。このため、測定する圧力の逆数に容量C_M1が依存することが知られている容量型圧力センサに本発明の回路構成を使用すると、関連する増幅要因以外に、圧力の増加によってもそれに比例した測定電圧ΔU_M1の増加が生じる、という利点が得られる。

基準電荷Q_Ref1を測定コンデンサK_M1に転送するために、図１の回路構成は、第３のスイッチS₁₃を備えることが望ましい。このスイッチS₁₃は、位相がクロック信号clk₁, clk₂からずらされた第３のクロック信号clk₃によってオンされ、基準コンデンサK_Ref1の第２の電極をバッファ増幅器OV₁の入力に接続する。

図２では、以前にとくに位相t₁-t₂で開いていたスイッチS₁₃が、位相t₃-t₄の期間中に閉じられる。スイッチS₁₃が閉じた後に生じるバッファ増幅器OV₁の入力と出力との瞬間的な信号レベルの差は、直ちに等化される。すなわち、基準コンデンサK_Ref1の基準電圧ΔU_Ref1は、スイッチS₁₃が閉じた後ゼロにセットされ、これによって必然的に基準コンデンサK_Ref1も放電される。このときに流れる放電電流によって、これまで基準コンデンサK_Ref1によって搬送された基準電荷が測定コンデンサK_M1へほぼ完全に転送される。

上記スイッチS₁₃およびスイッチS₁₁, S₁₂は、当業者の周知の方法で、トランジスタ、特に電界効果トランジスタによって実現される。この場合に、スイッチS₁₁, S₁₂, S₁₃は、通常では開いており、クロック信号clk₁, clk₂, clk₃がそれぞれ高レベル状態になったときに閉じるように切り替えられる。必要に応じて、スイッチS₁₁, S₁₂, S₁₃は通常ではクロック信号が低レベルになった状態で閉じるように設定することもできる。クロック信号は、それに応じて反転させておく。

図２に示すように、クロック信号clk₁, clk₂, clk₃の設定は、スイッチS₁₁, S₁₂が開いている状態でスイッチS₁₃が閉じているのを常態とし、必要に応じて、実際には図２に示すように、互いに異なる開閉関係を設定することが出来る。信号電圧への干渉結合を阻止するため、クロック信号は、上記の境界条件を維持する一方で、例えばＥＰ−Ａ ９２２ ９６２ にも記述してあるように、動作中にそのクロック周波数や位相位置を変化させてもよい。

クロック信号clk₁, clk₂, clk₃は、例えば、この回路構成を備えたセンサの適切な制御用電子機器SEによって生成することが出来る。
本発明の方法のさらに別の発展形態では、測定信号x_pを生成するため、サンプルクロック信号clk_SH1によって制御されるサンプルホールド回路SH₁によって、信号電圧ΔU_S1が位相t₃-t₄のあとの第３の位相t₄-t₅の期間でサンプルおよびホールドされる。サンプルクロック信号clk_SH1は、図２に概略的に示すように、スイッチS₁₃が閉じたあとであって、かつ信号電圧ΔU_S1の更新のあとでのみサンプルホールド回路SH₁が起動され、そののちにこの信号電圧を搬送するバッファ増幅器OV₁の出力にサンプルホールド回路が結合されるように、生成される。さらに、サンプルクロック信号clk_SH1のパルス幅は、遅くとも位相t₄-t₅の位相終端t₅でサンプルホールド回路SH₁がバッファ増幅器OV₁から再度離れるように、サイズ設定される。

サンプルホールド回路SH₁の後段に、当業者の周知の方法で、信号電圧ΔU_S1を表すデジタル信号を生成するのに用いるAD変換器を設置することが可能である。充電電圧ΔU_Lの変動を補正するために、上記のAD変換機(図示しない)は、基準入力、例えば充電電圧ΔU_Lに比例する基準電圧に結合されるのが望ましい。

本発明の回路構成を具体的に実現する上で、実際問題として、この回路構成に不可避の寄生容量が生成されて結合される結果、基準電荷Q_Ref1の重要な一部である約１％から１０％が測定コンデンサK_M1に転送されなくなる、という場合が生じうることが、研究によりさらにわかった。これによって、かなりの誤差が信号電圧ΔU_S1に発生する。さらに、そのような寄生容量、例えば、一般に使用される過電圧保護回路や、導体容量や、またはバッファ増幅器OV₁の入力容量などによって生成される寄生容量が、非常に頻繁に変化する結果、信号電圧ΔU_S1に対するその影響をほとんど正確に予測することができない。

したがって、本発明のさらに好ましい発展形態によれば、信号電圧ΔU_S1の精度を高めるために、容量C_BS1を有するリアクティブ段BS₁を備えている。この容量C_BS1は、一方では、基準電荷Q_Ref1の一部を取り込んでいる寄生容量C_PS1にできるだけ等しく、そしてもう一方では、少なくとも同じようにして動作中に変化もする。この寄生容量C_PS1を出来るだけ正確に再現するために、リアクティブ段BS₁は、寄生容量C_PS1を形成する回路構造PS1と本質的に同じように設計される。

回路構造PS₁に転送される基準電荷Q_Ref1の一部を補償するために、本発明のさらに別の好ましい発展形態によれば、リアクティブ段BS₁の容量C_BS1が第４の位相t₅-t₆で信号電圧ΔU_S1によって変更される。このために、本発明のさらに別の発展形態においては、第４のスイッチS₁₄がこの回路構成内に設けられる。スイッチS₁₄は、図３に示すように、第４の２値クロック信号clk₄によって制御され、リアクティブ段BS₁の第１の電極を、信号電圧ΔU_S1を搬送するバッファ増幅器OV₁の出力に接続する。

このようにしてリアクティブ段BS₁で生成された電荷は、その少なくとも一部が、第５の２値クロック信号clk₅で制御される第５のスイッチS₁₅によって、最終的に第５の位相t₇-t₈の期間内に、前述のように放電された測定コンデンサK_M1と、それと同様に放電された回路構造PS₁とに分配される。位相t₇-t₈は、図２に明確に示すように、実質的に、位相t₇-t₈でのリアクティブ段BS₁の充電に続く測定周期の２つの位相t₁-t₂、t₃-t₄の間に発生する。

本発明の方法のさらに別の発展形態によると、上記のように寄生容量C_PS1が測定容量C_M1の約１％から１０％の範囲内であり、寄生容量C_PS1と測定容量C_M1の両方が測定周期と比べて長い期間にわたってほぼ変化しないものとすると、測定電圧ΔU_M1には以下の近似が成り立つ。

式５に基いて簡単に理解できるように、この近似は、C_PS1がC_BS1に等しいときに相当する。ここでは、容量C_PS1、C_M1が２つの連続する測定周期の期間中に比較的ゆっくり変化すると仮定しており、この仮定は、測定周期を相応する高い周波数で繰り返すことによって、すなわち、クロック信号に適度に高い周波数を選択することによって、簡単に実現可能である。この場合の近似が正確であるほど、それだけ測定容量と比較して寄生容量C_PS1は小さくなる、ということにも注意すべきである。

上記寄生容量のほかにも、測定コンデンサK_M1とバッファ増幅器OV₁の間に延びる信号転送経路に沿って発生する干渉電圧が、信号電圧ΔU_S1の妨害のさらなる原因であることも分かっている。

信号電圧ΔU_S1に対する妨害を抑止するために、本発明のさらに好ましい発展形態によると、測定コンデンサK_M1の第１の電極とバッファ増幅器OV₁の入力との間に、少なくとも部分的にシールドされた導体VLが備えられる。この導体VLにより信号伝送経路にさらに導入された、通常は一定でない導体容量に起因する、信号電圧ΔU_S1のひずみを防ぐために、本発明のさらなる発展形態では、導体VLのシールドGD、特に同心のシールド、とバッファ増幅器OV₁の出力との間にガルヴァニック接続を備える。この公知の手段は、アクティブガーディング（active guarding）または“随伴シールド（accompanying shield）”としても知られており、測定コンデンサK_M1の第１の電極とシールドGDとの間に形成される導体容量をできるだけ放電させるか、またはそれに出来るだけ一定の電荷を維持するためのものである。

例えば圧力差を測定する際に通常そうであるように、第２の測定コンデンサK_M2容量C_M2が測定コンデンサK_M1の容量C_M1の測定と並行して登録されるような場合には、少なくとも、上記の第１の測定値獲得段に実質的同一の第２の測定値獲得段を使用してもよい。このように、第１段に少なくとも測定コンデンサK_M1、基準コンデンサK_Ref1、バッファ増幅器OV₁、スイッチS₁₁, S₁₂, S₁₃を備える一方、第２段に少なくとも第２の測定コンデンサK_M2、第２の基準コンデンサK_Ref2、第２のバッファ増幅器OV₂、および第６、第７、第８のスイッチS₂₁, S₂₂, S₂₃を備える。バッファ増幅器OV₂の出力で第２の信号電圧ΔU_S2をサンプル可能であり、これは、測定コンデンサK_M2にかかる測定電圧降下ΔU_M2を表す。対応するクロック信号clk₁, clk₂, clk₃は、例えばスイッチS₂₁, S₂₂, S₂₃を制御するために使用する。図４参照。

好ましくは、本発明のさらに別の発展形態における測定用電子機器AEは、第２の測定値獲得段から得られた信号電圧ΔU_S2のための第２のサンプルホールド回路SH₂をも備えている。

本発明のさらに別の発展形態では、特に、２つの測定値獲得段が例えばそのそれぞれの構成要素における許容変化量が小さいことに起因した互いに異なる転送動作を有する場合には、２つの測定値獲得段においてそれぞれ同じく動作する構成要素、例えば両方のバッファ増幅器OV₁、OV₂および/または両方の基準コンデンサK_Ref1、K_Ref2および/または場合によっては両方のサンプルホールド回路SH₁、SH₂を周期的に切り替えることにより、最も正確な測定結果が平均的に得られる、ということがさらにわかっている。それぞれの構成要素の切り替えは、例えば、第１、第２、第３、第４の切り替えスイッチW₁₁, W₁₂, W₂₁, W₂₂からなる単純な切り替え機構によって行うことが可能であり、これらスイッチは、（少なくとも位相t₁-t₂, t₃-t₄を含む上記測定周期の幾つかの繰り返し、例えば約１０から１００の繰り返しを行った後）、図示されたスイッチ位置からそれぞれの切り替え位置に出来るだけ同期して切り替わるように移動させられる。

本発明で提示する回路構成の第１の測定値獲得段および、存在する場合には、第２の測定値獲得段および/またはリアクティブ段BS₁は、一体化構造、例えば単一のASIC構成要素に集積化して実現するのが望ましい。こうすることによって、回路構成の必要なスペースを小さくすることができ、例えば、第２の測定値獲得段をも非常に簡単に第１の測定値獲得段と同一に作成することができるという利点も得られる。同様に、リアクティブ段BS₁も、寄生容量を生成するスイッチ構造PS₁に簡単に一致させることができる。

図１は、容量センサ用の回路構成を概略的に示す図である。 図２は、図１の回路構成における信号対時間を概略的に示す図である。 図３は、図１の回路構成の別の発展形態を概略的に示す図である。 図４は、図１の回路構成のさらに別の発展形態を概略的に示す図である。

Claims (16)

1. 容量センサ用の回路構成であって、
   検出される物理的測定量(p)によって設定される可変の容量を持ち、所定の残留電荷になるまで放電される第１の測定コンデンサ(K_M1)と、
   基準電荷を搬送する第１の基準コンデンサ(K_Ref1)と、
   出力が前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に発生する測定電圧に本質的に比例する第１の信号電圧をもたらすように、入力が少なくとも一時的に前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に結合される第１のバッファ増幅器(OV₁)とを備え、
   前記第１の基準コンデンサ(K_Ref1)の基準電荷が出来るだけ完全に前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に転送されるように、前記第１のバッファ増幅器(OV₁)の入力と出力とが、動作中に一時的に前記第１の基準コンデンサ(K_Ref1)を介して互いに結合されることを特徴とする回路構成。
2. 前記第１の測定コンデンサ(K_M1)を放電するために、前記第１の測定コンデンサ(K_M1)の第１の電極を一時的に第１の基準電位に配置する第１のスイッチ(S₁₁)をさらに備える請求項１に記載の回路構成。
3. 前記第１の測定コンデンサ(K_M1)の第２の電極は、固定された第２の基準電位に配置される請求項２に記載の回路構成。
4. 前記第１の測定コンデンサの残留電荷が本質的にゼロに等しくなるように、前記２つの基準電位が前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に対して等しい請求項３に記載の回路構成。
5. 前記第１の基準コンデンサ(K_Ref1)は前記第１のバッファ増幅器(OV₁)の出力に第１の電極で結合され、
   前記第１の基準コンデンサ(K_Ref1)を前記基準電荷で充電するために、前記第１の基準コンデンサ(K_Ref1)を、充電電圧を供給する供給電子機器(VE)の出力に第２の電極を介して一時的に結合する、第２のスイッチ(S₁₂)を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回路構成。
6. 前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に前記基準電荷を転送するために、前記第１の基準コンデンサ(K_Ref1)の第２の電極を前記第１のバッファ増幅器(OV₁)の入力に一時的に結合する第３のスイッチ(S₁₃)をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の回路構成。
7. 前記信号電圧をサンプルおよびホールドするためのサンプルホールド回路(SH₁)をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の回路構成。
8. 第２の測定コンデンサ(K_M2)を備え、
   前記バッファ増幅器(OV₁)の出力が前記第２の測定コンデンサ(K_M1)に発生する測定電圧に本質的に比例する信号電圧をもたらすように、前記第１のバッファ増幅器(OV₁)の入力が一時的に前記第２の測定コンデンサ(K_M1)に結合されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の回路構成。
9. 基準電荷を搬送する第２の基準コンデンサ(K_Ref2)と、
   出力が前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に発生する測定電圧に本質的に比例する第２の信号電圧をもたらすように、入力が少なくとも一時的に前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に結合される第２のバッファ増幅器(OV₂)とを備え、
   前記基準電荷が出来るだけ完全に前記第２の基準コンデンサ(K_Ref2)から前記第１の測定コンデンサ(K_M1)に転送されるように、前記第２のバッファ増幅器(OV₂)の入力と出力とが、動作中に前記第２の基準コンデンサ(K_Ref2)を介して互いに一時的に結合されることを特徴とする請求項８に記載の回路構成。
10. 前記第１の基準コンデンサ(K_Ref1)からもたらされる基準電荷を一部取り込む寄生容量の出来るだけ近くに配置される容量をもつリアクティブ段(BS₁)をさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の回路構成。
11. 前記第１の測定コンデンサ(K_M1)を前記第１のバッファ増幅器(OV₁)の入力に結合する導体(VL)がアクティブ保護シールド(GD)を持つことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の回路構成。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の回路構成を備えるセンサ。
13. 可変で物理的な測定量(p)を瞬間的に表す信号電圧を設定する方法であって、
    調整可能な測定コンデンサ(K_M1)の容量に、測定量(p)の変動に対応する変化を生じさせるステップと、
    前記測定コンデンサ(K_M1)を所定の残留電荷になるまで放電させるステップと、
    基準コンデンサ(K_Ref1)に基準電荷を生成するステップと、
    容量を瞬間的に表す測定電圧を生成するために、前記基準コンデンサ(K_Ref1)から前記測定コンデンサ(K_M1)に基準電荷を転送するステップと、
    信号電圧を生成するために、およそ１の増幅で前記測定電圧を増幅するステップとを備えることを特徴とする方法。
14. 前記測定量(p)の変動に反応する測定信号(x_p)を生成するために、前記信号電圧がサンプルされて一時的にホールドされることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記基準電荷を生成するために、充電電圧が前記基準コンデンサ(K_Ref1)に印加され、該印加は、所定の基準電圧降下が前記基準コンデンサに生じるまで十分に長い時間続けられる請求項１３に記載の方法。
16. 前記測定コンデンサ(K_Ref1)が放電されて至る前記残留電荷は、およそゼロに等しい請求項１３に記載の方法。