KR20090027648A

KR20090027648A - 용량성 구성요소의 용량을 측정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20090027648A
Application number: KR1020087030842A
Authority: KR
Inventors: 안드레이 우호브
Original assignee: 일렉트로룩스 홈 프로덕츠 코오포레이션 엔.브이.
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2009-03-17
Also published as: US8030950B2; AU2007267356A1; RU2008152051A; EP1862806B1; RU2439593C2; PL1862806T3; WO2007137786A1; US20090235738A1; AU2007267356B2; CN101490567B; KR101398151B1; EP1862806A1; CN101490567A

Abstract

용량성 구성요소(21)의 용량을 측정하는 방법으로, 두 측정 분기를 가진 디지탈 브릿지는 측정되는 미지의 용량과 관련된 주파수(f₁)를 가진 측정 펄스(M)열에 의해서 정의되는 제1 신호(B₁)와 기지값의 기준 용량(C_REF)과 관련된 주파수(f₂)를 가진 기준 펄스(L)열에 의해서 정의되는 제2 신호(B₂)를 발생하고, 동일한 펄스(Th₁,Th₂)수를 발생하도록 디지탈 브릿지의 두 측정 분기에 의해서 취해지는 시간(T1,T2) 간의 차이(△T)가 계산되며, 미지의 용량 및 기준 용량(C_REF) 간의 용량차(△C)는 시간차(△T)의 함수로서 결정되며, 용량성 구성요소(21)의 미지의 용량은 기준 용량(C_REF)과 용량차(△C)에 기초해서 계산된다.

Description

용량성 구성요소의 용량을 측정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE CAPACITANCE OF A CAPACITIVE COMPONENT}

본 발명은 용량성 구성요소의 용량을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

특히 본 발명은 용기 내의 액체량 등과 같은 물리적 양의 함수로서 가변하는 용량성 구성요소의 용량을 정확하게 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 다음의 설명은 단지 일례로 언급하는 것이다.

알고 있는 바와 같이 용기 내의 액체량 또는 키 눌림을 판정하기 위해 현재 사용되는 일부 전자 장치는 결정될 양의 함수로서 용량이 변화하는 용량성 구성요소와, 용량성 구성요소에 접속되어 그의 용량을 측정하고 용량의 변동을 야기하는 물리적양의 정량적 표시를 제공하기 위해 측정 장치를 채용한다.

상기 목적을 위해 사용되는 일부 측정 장치는 디지탈 회로 구성이며, 멀티바이브레이터 단(stage)은 용량성 구성요소에 접속되어 용량성 구성요소의 용량과 주파수 관련된 펄스열을 발진하고 생성한다. 멀티바이브레이터 단은 또한 카운터 단에도 접속되며, 카운터 단은 멀티바이브레이터 단에 의해서 생성된 펄스들을 카운트하여 리셋 신호가 수신되는 현재 시작 순간인 펄스 카운트가 소정의 카운트 임계 치에 도달하였을 때 인터럽트 신호를 공급한다.

리셋 신호 및 인터럽트 신호는 리셋 신호가 생성되는 순간과 인터럽트 신호가 수신되는 순간 사이의 시간 간격을 측정하기 위해 내부 클록을 가진 마이크로프로세서에 의해서 생성/수신되고, 그에 기초해서 용량성 구성요소의 용량이 결정된다.

비제한적인 일실시예로서 도 1은 전술한 디지탈 구조의 측정 장치(1)를 도시하며, 측정 장치는 예컨대 캐패시터에 의해서 정의된 용량성 구성요소(4)의 용량을 측정한다. 캐패시터는 제1 플레이트와 접지 전위 V_GND에 분극된 제2 플레이트를 포함하며, 제1 및 제2 플레이트는 각각 액체 레벨을 결정하기 위해 용기 내에 통상 위치하는 측정 장치(1)의 측정 전극(4a)과 기준 전극(4b)을 정의한다.

보다 상세하게 측정 장치(1)는 실질적으로 내부 클록(2a)이 활성화되는 순간과 동기화된 리셋 신호 R를 발생하고 클록을 멈추기 위한 인터럽트 신호 I를 수신하는 마이크로프로세서 처리 유닛(2)과, 멀티바이브레이터 단(5) 및 카운터 단(6)을 포함하는 펄스 발생 회로(3)를 포함하고 있다.

보다 상세하게 멀티바이브레이터 단(5)은 리셋 신호 R를 수신하는 단자(5a)와, 측정 전극(4a)에 접속된 단자(5b)와, 기준 전극(4b)에 접속된 단자(5c)와, 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이 용량성 구성요소(4)의 용량과 주파수 관련된 사각파 펄스 D 열에 의해서 정의되는 스위칭 신호 B를 발생하는 출력(5d)을 구비하고 있다.

보다 상세하게 멀티바이브레이터 단(5)은 슈미트 트리거로 통상 정의되며, 카운터 단(6)은 펄스 D의 카운트를 시작하기 위해 리셋 신호 R를 수신하는 단자(6a)와, 펄스 D의 열을 수신하는 단자(6b)와, 펄스 D의 수가 소정의 트리거 임계치 Th에 도달하였을 때 인터럽트 신호 I를 발생하는 단자(6c)를 갖고 있다.

도 2와 관련해서, 캐패시터(4)의 용량은 리셋 신호 R를 생성하는 마이크로프로세서에 의해서 시작되는 소정의 시간 간격 TI으로 측정 장치(1)에 의해서 측정된다.

시간 간격 TI 동안, 마이크로프로세서(2)는 클록을 활성화하고 동시에 멀티바이브레이터 단(5)과 카운터 단(6)에 리셋 신호 R를 공급한다.

보다 상세하게 리셋 신호 R는 리셋 조건에서 발진 조건(도 2의 포인트 P)으로 전환하는 트리거 펄스로서 멀티바이브레이터 단(5)에 의해 수신되며 멀티바이브레이터 단(5)은 용량성 구성요소(4)의 용량에 비례하는 주파수를 가진 펄스 D를 발생한다.

리셋 신호 R는 또한 카운터 단(6)에 의해서 펄스 D의 카운트를 시작한다.

펄스 D의 카운트가 소정의 트리거 임계치 Th 아래에 있는 한, 인터럽트 신호 I는 제1 논리 레벨 예컨대 하이 논리 레벨로 전환한다. 역으로 펄스 D가 소정의 트리거 임계치 Th(도 2의 포인트 E)와 동일한 경우, 인터럽트 신호 I는 펄스 카운트를 중지하기 위해 제2 논리 레벨, 이 경우 로우 논리 레벨로 전환한다. 이 때 마이크로프로세서(2)는 펄스 D 카운트의 시작과 끝 사이의 시간 간격 TA을 결정하고 그에 따라 용량값을 계산한다.

상기 유형의 측정 장치는 용량의 큰 변동을 측정할 때 특히 잘 동작하나 작은 변동의 경우에는 잘 동작하지 않는다.

본 발명의 목적은 공지의 장치의 것 보다 높은 정확도로 용량성 구성요소의 용량을 측정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면 첨부된 청구범위에서 정의하고 있는 바와 같이 용량성 구성요소의 용량을 측정하기 위한 방법 및 장치가 제공된다.

본 발명은 다음의 원리에 실질적으로 기초하고 있다. 즉,

2 개의 측정 분기를 가진 디지탈 브릿지에 의하여 결정될 미지의 용량과 주파수 관련된 펄스열에 의해서 정의되는 제1 신호와 공지값의 기준 용량과 주파수 관련된 펄스열에 의해서 정의되는 제2 신호를 생성하는 것과,

동일한 펄스수를 생성하기 위해 디지탈 브릿지의 2개의 측정 분기가 취하는 시간차를 계산하는 것과,

미지의 용량과 기준 용량간의 차이를 동일한 펄스수를 생성하기 위해 디지탈 브릿지의 2 개의 측정 분기가 취하는 시간차의 함수로서 결정하는 것과,

기준 용량과 상기 계산된 시간차에 기초해서 미지의 용량을 계산하는 것에 기초하고 있다.

본 발명의 비제한 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 용량성 구성요소의 용량을 측정하기 위한 공지의 장치의 블록도를 도 시하고 있다.

도 2는 도 1의 용량 측정 장치에 의해서 생성된 신호의 시간 그래프를 도시하고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 용량 측정 장치의 블록도를 도시하고 있다.

도 4는 도 3의 용량 측정 장치에 의해서 생성된 신호의 시간 그래프를 도시하고 있다.

도 5는 용기 내의 액체량을 측정하기 위한 장치에 있어서의 도 3의 측정 장치의 하나의 가능한 응용례를 도시하고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 용량성 구성요소의 용량을 측정하기 위한 측정 장치(20)의 블록도를 도시하고 있다.

특히 도 3의 실시예에서 용량성 구성요소(21)는 제1 플레이트와 기준 전위, 바람직하게는(반드시 그렇지는 않음) 접지 전위 V_GND에 분극된 제2 플레이트를 갖고 있으며 제1 및 제2 플레이트는 각각 측정 장치(20)의 측정 전극(21a)과 기준 전극(21b)을 정의한다.

측정 장치(20)는 용량이 결정되는 용량성 구성요소(21)에 접속된 펄스 발생 회로(23)와, 공지의 상수 값의 기준 용량 C_REF을 가진 기준 용량 구성요소(25), 예컨대 캐패시터에 접속된 펄스 발생 회로(24)와, 이후 설명되는 바와 같이 측정되는 미지의 용량과 기준 용량 C_REF간의 차이 △C 에 비례하여 관련 시간 동안 한 논리 레벨을 취하는 논리 신호를 발생하는 논리 회로(26)와, 차이 △C와 기준 용량 C_REF의 값의 함수로서 측정되는 미지의 용량의 함수로서 측정되는 미지의 용량를 결정하도록 구성되는 처리 유닛(22)을 포함하고 있다.

특히, 도 3의 실시예에서 펄스 발생 회로(23,24)는 둘다 도 1의 펄스 발생 회로(3)와 동일한 디지탈 구성이다. 즉 각 회로는 멀티바이브레이터 단과 카운터 단을 포함한다.

특히, 펄스 발생 회로(23)는 바람직하게는(반드시 그렇지는 않음) 리셋 신호 R를 수신하는 입력 단자(27)를 가진 기타 유사 바이브레이터 회로, 예컨대 쌍안정 멀티바이브레이터 또는 슈미트 트리거 회로에 의해서 정의되는 멀티바이브레이터 단(23a)과, 용량성 구성요소(21)의 측정 전극(21a)과 기준 전극(21b)에 각각 접속된 제1 및 제2 입력 단자(28,29)와, 용량성 구성요소(21)의 용량과 관련된 주파수 f₁ 가진 측정 펄스 M의 열에 의해서 정의되는 스위칭 신호 B₁를 공급하는 출력 단자(30)를 포함하고 있다.

펄스 발생 회로(23)는 또한 카운터 단(23b)에 의해서 측정 펄스 M의 카운트를 시작하는, 리셋 신호 R를 수신하는 입력 단자(31)를 포함하고 있는 카운터 단(23b)과 스위칭 신호 B₁ 수신하는 입력 단자(32)와, 인터럽트 신호 I₁ 공급하는 출력 단자(33)를 포함하고 있다.

측정 펄스 M의 카운트가 소정의 제1 트리거 임계치 Th₁ 아래에 있는 한 카운 터 단(23b)은 인터럽트 신호 I₁를 제1 논리 레벨, 예컨대 하이 논리 레벨로 전환한다. 역으로 측정 펄스 M의 카운트가 소정의 트리거 임계치 Th₁(도 4의 포인트 F)와 동일한 경우, 카운터 단(23b)은 측정 펄스 M의 카운트를 중지하기 위해 인터럽트 신호 I₁를 제2 논리 레벨, 예컨대 로우 논리 레벨로 전환한다.

펄스 발생 회로(24)는 슈미트 트리거 회로 또는 어느 다른 유사 바이브레이터 회로, 예컨대 리셋 신호 R를 수신하는 입력 단자(35)를 가진 쌍안정 바이브레이터에 의해서 정의되는 바람직하게는(반드시 그렇지는 않음) 멀티바이브레이터 단(24a)과, 기준 용량성 구성요소(25)의 제1 및 제2 단자에 각각 접속된 제1 및 제2 입력 단자(36,37)와, 기준 용량성 구성요소(25)의 기준 용량 C_REF과 관련된 주파수 f₂를 가진 기준 펄스 L의 열에 의해서 정의되는 스위칭 신호 B₂를 공급하는 출력 단자(38)를 포함하고 있다.

펄스 발생 회로(24)는 또한 카운터 단(24b)에 의해서 기준 펄스 L의 카운트를 또한 시작하는, 리셋 신호 R를 수신하는 입력 단자(39)를 포함하는 카운터 단(24b)과, 스위칭 신호 B₂를 수신하는 입력 단자(40)와, 인터럽트 신호 I₂를 공급하는 출력 단자(41)를 포함하고 있다.

기준 펄스 L의 카운트가 소정의 제2 트리거 임계치 Th₂(예, Th₂=Th₁) 아래에 있는 한, 카운터 단(24b)은 인터럽트 신호 I₂를 제1 논리 레벨, 예컨대 하이 논리 레벨로 전환한다. 역으로 기준 펄스 L의 카운트가 소정의 트리거 임계치 Th₂(도 4의 포인트 U)와 동일한 경우, 카운터 단(24b)은 기준 펄스 L의 카운트를 중지하기 위해 인터럽트 신호 I₂를 제2 논리 레벨, 이 경우 로우 논리 레벨로 전환한다.

논리 회로(26)는 인터럽트 신호 I₁, I₂를 각각 수신하는 제1 및 제2 입력 단자(42,43)와, 두 인터럽트 신호 I₁ 및 I₂가 동일한 논리 레벨에 있을 때 제1 논리 레벨, 예컨대 로우 논리 레벨을 취하고, 역으로 두 인터럽트 신호 I₁ 및 I₂가 상이한 논리 레벨에 있을 때 제2 논리 레벨, 예컨대 하이 논리 레벨을 취하는 논리 신호 ST를 발생하는 출력 단자(44)를 포함하고 있다.

특히, 논리 회로(26)는 XOR 게이트 또는 어느 유사 회로를 포함할 수가 있다.

처리 유닛(22)은, 예컨대 마이크로프로세서 타입이며 2 개의 펄스 발생 회로(23,24)의 펄스 카운트와 발진을 동기화하기 위해 리셋 신호 R를 발생하는 출력과, 논리 신호 ST를 수신하는 입력을 포함한다.

논리 신호 ST의 논리 레벨의 지속 시간으로부터 처리 유닛(22)은 동일한 펄스수를 발생하도록 측정 장치(20)의 두 펄스 발생 회로(23,24)가 취하는 시간 T₁ 및 T₂ 사이의 시간차 △T를 결정할 수가 있다.

시간차 △T에 기초해서 처리 유닛(22)은 또한 기준 용량성 구성요소(25)와 용량성 구성요소(21) 사이의 용량차 △C를 결정함으로써 용량차 △C와 기준 용량 C_REF의 함수로서 용량성 구성요소(21)의 용량을 계산할 수가 있다.

측정 장치(20)의 동작 방법에 대해서는 도 4를 참조하여 설명하기로 하며 트리거 임계치 Th₁ 및 Th₂는 256개의 펄스 수 n와 동일하며 기준 용량 C_REF은 측정되는 미지의 용량과는 상이하며 펄스 발생 회로(24)에 의해서 생성된 기준 펄스 L의 주파수 f₂는 펄스 발생 회로(23)에 의해서 생성된 측정 펄스 M의 주파수 f₁와 실질적으로 동일하다.

우선 처리 유닛(22)은 한편으론 멀티바이브레이터 단(23a,24a)의 발진을 활성화하기 위해 트리거로서 동작하고 또 다른 한편으론 카운터 단(23b,24b)에 의해서 펄스 카운트를 시작하는 리셋 신호 R를 발생한다.

특히, 멀티바이브레이터 단(23a)은 주파수 f₁의 측정 펄스 M의 열을 포함하는 펄스 신호 B₁를 발생하고 동시에 멀티바이브레이터(24a)는 주파수 f₂의 기준 펄스 L를 포함하는 펄스 신호 B₂를 발생한다.

이 단계에서 카운터 단(23b,24b)은 측정 펄스 M와 기준 펄스 L를 각각 카운트한다.

측정 펄스 M가 트리거 임계치 Th₁에 도달하는 경우, 카운터 단(23b)은 인터럽트 신호 I₁를 하이에서 로우 논리 레벨로 전환하고 동시에 기준 펄스 L의 카운트가 트리거 임계치 Th₂에 도달하는 경우, 카운터 단(24b)은 인터럽트 신호 I₂를 하이 에서 로우 논리 레벨로 전환한다.

미지의 용량 및 기준 용량은 신호 I₁ 및 I₂를 상이한 순간에 전환한다.

특히 도 4의 일실시예에서 인터럽트 신호 I₁는 인터럽트 신호 I₂ 이전에 전환한다. 그러므로 두 스위칭 사이의 간격에서 인터럽트 신호 I₁ 및 I₂는 상이한 논리 레벨에 있어 논리 회로(26)는 신호 ST를 이러한 조건이 지속하여 인터럽트 신호 I₂가 전환하는 순간 종료하는 시간 간격 △T에 걸쳐서 로우에서 하이 논리 레벨로 전환한다.

그러므로 시간 간격 △T는 미지의 용량값에 비례하는 시간 T1 및 기준 용량 C_REF 값에 비례하는 시간 T2 사이의 차이를 나타낸다.

그러므로 신호 ST는 시간 간격 △T에 대응하는 지속 기간의 사각 펄스를 포함하며 처리 유닛(22)에 공급된다.

이 때 처리 유닛(22)은 다음의 수학식, 즉

△C = F(△T) = △T(R*K) (여기서, R은 슈미트 트리거 회로에서 저항의 저항값이며, K는 상수이다)

에 따라서 시간 간격 △T의 함수로서 측정되는 미지의 용량과 기준 용량 C_REF사이의 용량차 △C를 결정한다. 이 때 처리 유닛(22)은 기준 용량 C_REF 값과 용량차 △C에 기초해서 용량성 구성요소(21)의 미지의 용량을 결정한다.

도 3과 관련해서, 외부 전자기 잡음에 특히 둔감한 측정 장치(20)를 제조하 기 위해 측정 전극(21a)에 의해서 멀티바이브레이터 단(23a)에 공급된 것과 동일한 전자기 잡음을 갖는 멀티바이브레이터 단(24a)을 공급하기 위해 멀티바이브레이터 단(24a)의 입력 단자(36)에 보상 전극(45)을 접속할 수가 있다.

이처럼 인터럽트 신호 I₁ 및 I₂에서 외부 전자기 잡음에 의해서 발생된 어느 변동은 동일 회로 구성을 가지며 동일한 잡음 신호를 수신하는 두 펄스 발생 회로(23,24)로 때문에 동일하다.

특히 동일한 잡음 유도 변동은 용량 측정에 대해서 절대적으로 영향을 미치지 않으며 사실상 순간 인터럽트 신호 I₁ 및 I₂가 전환하는 순간의 차이를 결정하는 논리 회로(26)에 의해서 감소된다.

특히 유효 잡음 보상에 대해서 멀티바이브레이터 단(24a)이 멀티바이브레이터 단(23a)의 전자 회로와 동일한 회로에 의해서 정의되어야 하고 동시에 카운터 단(23b)은 카운터 단(24b)의 전자 회로와 동일한 회로에 의해서 정의되어야 함을 파악해야 한다.

전술한 내용과 관련해서 보여주지 않은 실시예에서 측정 장치(20)는 측정을 위해 스위칭 회로(예, 멀티플렉서)에 의해서 다수의 용량성 구성요소에 접속 가능함을 알아야 한다. 스위칭 회로의 스위칭을 적절히 동기화시킴으로써 측정 장치(20)는 다수의 용량성 구성요소(21)의 용량을 측정할 수가 있다.

도 5는 용기(51) 내의 액체 L의 레벨을 측정하기 위한 측정 장치(50)에 있어서의 측정 장치(20)의 하나의 가능한 응용예를 도시하고 있다.

특히 도 5의 실시예에서 측정되는 용량성 구성요소(21)는 용기(51)의 내측 또는 외측에 피팅된 측정 전극(21a)과 기준 전극(21b)을 갖는다. 예컨대 측정 전극(21a) 및 기준 전극(21b)은 용기(51)의 내측 또는 외측 벽에 평행하고 서로 마주하여 위치할 수가 있으며 용기(51) 내에 피팅되거나 결합될 수가 있다.

측정 장치(50)는 또한 동일한 잡음 신호를 수신하고 그 수신 신호를 접속되는 펄스 발생 회로(24)에 공급하기 위해 측정 전극(21a) 다음의 용기(51)에 피팅되는 보상 전극(45)을 포함하는 것이 좋다.

용기(51) 내의 액체 L의 양의 변동은 측정 장치(20)에 의해서 측정되는 용량성 구성요소(21)의 용량의 대응 변동을 발생하며 처리 유닛(22)은 용량성 측정치의 함수로서 용기(51) 내의 액체 L의 대응 양을 결정한다.

첨부된 청구범위에서 정의하고 있는 바와 같이 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 본 명세서에서 기술된 바와 같은 방법 및 장치에 대한 수정이 가능하다.

수월하고 저렴한 제조 이외에 전술한 측정 장치(20)는 용량의 크고 작은 변동을 정확하게 측정하는 장점이 있다.

더욱이 보상 전극(45)을 이용하여 측정 장치(20)는 측정 전극에서 임의의 입력 잡음을 보상하며 그에 따라 전자기 잡음에 큰 내성이 있다.

Claims

용량성 구성요소(21)의 용량을 측정하기 위한 측정 장치(20)에 있어서,

용량이 측정되는 상기 용량성 구성요소(21)에 접속되어 측정되는 미지의 용량과 관련된 주파수(f₁)의 제1 펄스(M) 열을 발생하고 기지의 기준 용량(C_REF)을 가진 기준 용량성 구성요소(25)에 접속되어 상기 기준 용량(C_REF)과 관련된 주파수(f₂)의 제2 펄스(M) 열을 발생하는 펄스 발생 수단(23,24)과,

상기 펄스 발생 수단(23,24)에 접속되고 소정의 펄스 수(Th₁,Th₂)에 도달하도록 상기 제1 및 제2 펄스(M,L) 열이 취하는 시간(T1,T2) 사이의 시간차(△T)를 결정하고 상기 시간차(△T)의 함수로서 상기 미지의 용량과 기준 용량(C_REF) 사이의 차이(△C)를 계산하도록 구성된 처리 수단(22,26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단(23,24)은 용량이 측정되는 상기 용량성 구성요소(21)에 접속되어 상기 제1 펄스(M) 열의 펄스수가 제1 임계치(Th₁)와 소정의 관계를 만족하는 경우 제1 인터럽트 신호(I₁)를 발생하는 제1 펄스 발생 수단(23)과,

상기 기지의 기준 용량(C_REF)을 가진 상기 기준 용량성 구성요소(25)에 접속 되어 상기 제2 펄스(L) 열의 펄스수가 제2 임계치(Th₂)와 소정의 관계를 만족하는 경우 제2 인터럽트 신호(I₂)를 발생하는 제2 펄스 발생 수단(24)과,

상기 제1(I₁) 및 제2(I₂) 인터럽트 신호를 수신하며 상기 제1(I₁) 및 제2(I₂) 인터럽트 신호가 생성되는 순간들 사이의 시간 간격(△T)에 대응하는 시간차(△T)를 결정하도록 구성되는 상기 처리 수단(22,26)

을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 펄스 발생 수단(23)은 용량이 측정되는 상기 용량성 구성요소(21)에 접속되어 상기 제1 펄스(M) 열을 발생하는 멀티바이브레이터 단(23a)과, 제1 펄스(M) 열을 수신하고 상기 제1 인터럽트 신호(I₁)를 발생하는 카운터 단(23b)을 포함하며, 상기 제2 펄스 발생 수단(24)은 상기 기준 용량성 구성요소(25)에 접속되어 상기 제2 펄스(L) 열을 발생하는 멀티바이브레이터 단(24a)과 상기 제2 펄스(L) 열을 수신하고 상기 제2 인터럽트 신호(I₂)를 발생하는 카운터 단(24b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제3항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단(24)의 상기 멀티바이브레이터 단(24a)은 상기 제1 펄스 발생 수단(23)의 멀티바이브레이터 단(23a)의 전자 회로와 유사한 전자 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단(24)의 상기 카운터 단(24b)은 상기 제1 펄스 발생 수단(23)의 카운터 단(23b)의 전자 회로와 유사한 전자 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 용량이 측정되는 상기 용량성 구성요소(21)는 상기 측정 장치(20)의 측정 전극(21a)과 기준 전극(21b)을 각각 정의하는 제1 및 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 펄스 발생 수단(23)의 상기 멀티바이브레이터 단(23a)은 상기 측정 전극(21a)과 상기 기준 전극(21b)에 각각 접속된 제1 및 제2 단자를 갖는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 펄스 발생 수단(24)의 상기 멀티바이브레이터 단(24a)은 상기 기준 용량성 구성요소(25)의 두 단자에 접속된 두 입력 단자를 갖고 있으며, 상기 측정 장치(20)는 상기 제2 펄스 발생 수단(24)의 상기 멀티바이브레이터 단(24a)의 입력 단자들 중 하나에 접속된 적어도 하나의 보상 전극(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제7항에 있어서, 상기 보상 전극(45)은 상기 측정 전극(21a) 다음에 위치함으로써, 상기 제2 펄스 발생 수단(24)과 상기 제1 펄스 발생 수단(23)에 동일한 잡음이 공급되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 수단(22,26)은 상기 제1(I₁) 및 제2(I₂) 인터럽트 신호가 동일한 논리 레벨인 경우 제1 논리값을 취하고 역으로 상기 제1(I₁) 및 제2(I₂) 인터럽트 신호가 상이한 논리 레벨인 경우 제2 논리 레벨을 취하는 논리 신호(ST)를 발생하도록 상기 제1(I₁) 및 제2(I₂) 인터럽트 신호를 수신하는 논리 회로(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제9항에 있어서, 상기 처리 수단(22,26)은 상기 시간차(△T)와 대응 용량차(△C)를 결정하기 위해 상기 논리 신호(ST)를 수신하여 처리하는 처리 유닛(22)을 포함하며, 상기 처리 유닛(22)은 또한 상기 용량차(△C)와 상기 기준 용량(C_REF)의 함수로서 측정되는 용량성 구성요소(21)의 미지의 용량을 결정하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
용기(51) 내의 액체량을 측정하기 위한 측정 장치(50)에 있어서,

전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서의 측정 장치(20)를 포함하며, 용량이 측정되는 용량성 구성요소(21)는 용기(51) 내의 액체를 정의하기 위해 용기(51) 내에 피팅되는 상기 측정 장치의 측정 전극(21a)과 기준 전극(21b)을 각각 정의하는 제1 및 제2 플레이트와 상기 용기(51) 내의 액체량의 함수로서 용량이 가변하는 캐패시터를 포함하고, 상기 측정 장치(20)의 처리 수단(26)은 상기 용량성 구성요 소(21)의 측정 용량의 함수로서 상기 용기(51) 내의 액체량을 결정하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제11항에 있어서, 상기 측정 전극(21a)과 상기 기준 전극(21b)은 상기 용기(51) 내에 피팅되거나 결합되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
용량성 구성요소(21)의 용량을 측정하기 위한 방법에 있어서,

a) 용량이 측정되는 상기 용량성 구성요소(21)를 측정되는 미지의 용량과 관련된 주파수(f₁)를 가진 제1 펄스(M)열을 생성하는 펄스 발생 수단(23,24)에 접속하는 단계와,

b) 기지의 기준 용량(C_REF)을 가진 기준 용량성 구성요소(25)를 상기 기준 용량(C_REF)과 관련된 주파수(f₂)를 가진 제1 펄스(L)열을 생성하는 상기 펄스 발생 수단(23,24)에 접속하는 단계와,

c) 소정의 펄스수(Th₁,Th₂)에 도달하기 위해 상기 제1 및 제2 펄스(M,L)열이 취하는 시간(T1,T2) 사이의 시간차(△T)를 결정하기 위해 상기 펄스 발생 수단(23,24)을 처리 수단(22,26)에 접속하는 단계와,

d) 상기 처리 수단(22,26)에 의해서 상기 시간차(△T)의 함수로서 기준 용량(C_REF)과 용량성 구성요소(21)의 미지의 용량 간의 용량차(△C)를 계산하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제13항에 있어서, 상기 단계 a)는 상기 제1 펄스(M)열의 펄스수가 제1 임계치(Th₁)와 소정의 관계를 만족할 때 제1 인터럽트 신호(I₁)를 발생하도록 상기 용량성 구성요소(21)를 제1 펄스 발생 수단(23)에 접속하는 단계를 포함하며,

상기 단계 b)는 상기 제2 펄스(L)열의 펄스수가 제2 임계치(Th₂)와 소정의 관계를 만족할 때 제2 인터럽트 신호(I₂)를 발생하도록 상기 기준 용량성 구성요소(25)를 제2 펄스 발생 수단(24)에 접속하는 단계를 포함하고,

상기 단계 c)는 상기 제1(I₁) 및 제2(I₂) 인터럽트 신호가 생성되는 순간들 사이의 시간차(△T)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 펄스 발생 수단(23)은 상기 제1 펄스(M)열을 생성하도록 용량이 측정되는 상기 용량성 구성요소(21)에 접속된 멀티바이브레이터 단(23a)과, 상기 제1 펄스(M)열을 수신하여 상기 제1 인터럽트 신호(I₁)를 생성하는 카운터 단(23b)을 포함하며, 상기 제2 펄스 발생 수단(24)은 상기 제2 펄스(L)열을 생성하도록 상기 기준 용량성 구성요소(25)에 접속된 멀티바이브레이터 단(24a)과 상기 제2 펄스(L)열을 수신하여 상기 제2 인터업트 신호(I₂)를 발생하는 카운터 단(24b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제15항에 있어서, 상기 제1 펄스 발생 수단(23)의 상기 멀티바이브레이터 단(23a)의 전자 회로와 유사한 전자 회로를 갖는 상기 제2 펄스 발생 수단(24)의 멀티바이브레이터 단(24a)을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제1 펄스 발생 수단(23)의 카운터 단(23b)의 전자 회로와 유사한 전자 회로를 갖는 상기 제2 펄스 발생 수단(24)의 카운터 단(24b)을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 용량이 측정되는 상기 용량성 구성요소(21)는 상기 측정 장치(20)의 측정 전극(21a)과 기준 전극(21b)을 각각 정의하는 제1 및 제2 플레이트를 포함하며, 상기 단계 a)는 상기 펄스 발생 수단(23)의 상기 멀티바이브레이터 단(23a)의 제1 및 제 단자를 상기 측정 전극(21a)과 상기 기준 전극(21b)에 각각 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제18항에 있어서, 상기 제2 펄스 발생 수단(24)의 상기 멀티바이브레이터 단(24a)은 상기 기준 용량성 구성요소(25)의 두 단자에 접속된 두 입력 단자를 가지며, 상기 단계 b)는 상기 제2 펄스 발생 수단(24)의 상기 멀티바이브레이터 단(24a)의 두 입력 단자 중 하나에 적어도 하나의 보상 전극(45)을 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제19항에 있어서, 상기 측정 전극(21a) 다음에 상기 보상 전극(45)을 위치시키는 단계를 포함함으로써 상기 제1(23) 및 제2(24) 펄스 발생 수단에는 동일한 잡음이 공급되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.