RU2301405C2 - Измерительная цепь с датчиками из шунтированных конденсаторов - Google Patents

Измерительная цепь с датчиками из шунтированных конденсаторов Download PDF

Info

Publication number
RU2301405C2
RU2301405C2 RU2004127586/28A RU2004127586A RU2301405C2 RU 2301405 C2 RU2301405 C2 RU 2301405C2 RU 2004127586/28 A RU2004127586/28 A RU 2004127586/28A RU 2004127586 A RU2004127586 A RU 2004127586A RU 2301405 C2 RU2301405 C2 RU 2301405C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
sensitive
phase
cycle
during
Prior art date
Application number
RU2004127586/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004127586A (ru
Inventor
Ронгтай ВАНГ (US)
Ронгтай ВАНГ
Original Assignee
Роузмаунт Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роузмаунт Инк. filed Critical Роузмаунт Инк.
Publication of RU2004127586A publication Critical patent/RU2004127586A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2301405C2 publication Critical patent/RU2301405C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Изобретение относится к передатчику управления промышленными процессами, в частности к дифференциальному датчику для такого передатчика. Пара чувствительных конденсаторов с емкостями C1 и С2, соответственно определяемыми измеряемой переменной процесса, соединяются с мостовым узлом X, который соединяется с суммирующим узлом Y. Опорный конденсатор СREF, соединенный с суммирующим узлом, имеет емкость CREF больше, чем ожидаемая максимальная разность емкостей пары чувствительных конденсаторов |C1-С2|мах. Переключатели 30-46, 50-58, 62, 64 выборочно соединяют чувствительные конденсаторы и опорный конденсатор с по меньшей мере первым и вторым напряжениями V+ REF, V- REF для выделения зарядов, представляющих |С1-С2| и cREF. Изобретение обеспечивает повышение устойчивости измерительной цепи. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к передатчикам управления промышленными процессами и, в частности, к устройству, которое повышает стабильность дифференциального датчика или пары датчиков для такого передатчика.
Уровень техники
Передатчики управления промышленными процессами используются, чтобы измерять переменные процессов для потоков в промышленных процессах. Как правило, эти передатчики помещаются в полевых местоположениях и обеспечивают стандартизованные сигналы передачи, представляющие переменные процессов контролируемого потока, такие как давление. Эти потоки включают в себя пульпы, жидкости, пары и газы на промышленных предприятиях, таких как химические, гидропульповые, нефтяные, газовые, фармацевтические, пищевые и прочие обрабатывающие потоки предприятия. Отслеживаемые переменные процессов могут быть давлением, температурой, потоком, уровнем, рН, проводимостью, мутностью, плотностью, концентрацией, химическим составом или иными свойствами потоков.
Передатчик управления промышленными процессами обычно включает в себя датчик, который воспринимает переменную процесса, измерительную цепь, которая обеспечивает измерение значения воспринимаемой переменной процесса, и цепь связи, которая передает информацию измерений в другое местоположение. Одним примером датчика, применяемого в передатчиках, является емкостный датчик, который измеряет давление в отдельном процессе. Один такой датчик включает в себя реагирующую на давление конструкцию, поддерживающую пару конденсаторных пластин, которые совместно определяют емкостный датчик. Давление, приложенное к этой конструкции, отклоняет относительные положения пластин, чтобы изменять емкость между пластинами как меру давления. Удобно, чтобы конденсаторные пластины устанавливались в полости реагирующей на давление конструкции так, что давление, приложенное к одной стороне этой конструкции, деформирует эту полость для отклонения одной из пластин. Удобно также, чтобы реагирующая на давление конструкция формировалась из сапфира или иного стойкого к коррозии реагирующего на давление материала. Один такой датчик описывается в патенте США №5637802, выданном 10 июня 1997 года на имя Frick et al. и принадлежащем тому же заявителю, что и настоящее изобретение.
Конденсаторные пластины, поддерживаемые реагирующим на давление материалом, образуют датчик абсолютного давления. И все же, как описывается в патенте Frick et al., разностное давление, т.е. разность между двумя давлениями в промышленном процессе воспринимается путем идентификации разности между емкостями двух таких датчиков. Измерительная цепь заряжает конденсаторные пластины и обеспечивает измерение разностного давления.
Эта измерительная цепь может включать в себя дельта-сигма преобразователь (именуемый также сигма-дельта, Δ∑ или ∑Δ преобразователь), который действует как емкостно-цифровой преобразователь. Эта дельта-сигма цепь может включать в себя одну или две ступени интеграции; цепь, применяющая две ступени интеграции, проявляет значительно сниженный шум квантования при измерении.
В случае измерения дифференциального емкостного отношения измерительная цепь обеспечивает измерительный выход, представляющий отношение (С1-С2) к некоторой опорной емкости СОПОР, т.е. (С1-С2)/СREF. К сожалению, такая преобразовательная система может стать нестабильной. Конкретнее разность между двумя емкостями может быть либо положительной либо отрицательной в зависимости от того, является ли С2 больше или меньше чем С1. Когда приращение, пропорциональное (С1-С2), имеет ту же самую полярность, что и приращение, пропорциональное опорному конденсатору СREF, система становится несходящейся системой интегрирования и является нестабильной. Это может произойти, когда С2 больше чем С1, и справедливо для емкостно-цифровых преобразователей как первого, так и второго порядков. Кроме того, для емкостно-цифрового преобразователя второго порядка имеется ограничение на отношение СREF/|С1-С2|. Поскольку значение |С1-С2| может быть произвольно малым, отношение СREF/|С1-С2| может быть произвольно большим. Если это отношение становится слишком большим, выходной сигнал дельта-сигма преобразователя второго порядка может перейти в насыщение.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение применяет опорный конденсатор, который больше, чем ожидаемая максимальная разность |С1-С2|макс между двумя конденсаторами дифференциальной пары. Вследствие этого знак разности С1-С2 не вызовет несходимости в процессе интегрирования. Кроме того, значение емкости СREF может быть установлено таким, что выходные сигналы преобразователя не перейдут в насыщение.
В соответствии с настоящим изобретением первые стороны пары конденсаторных датчиков соединены в мостовом узле и с переменной процесса, чтобы обеспечить дифференциальную емкость, представляющую эту переменную процесса. Переключательная цепь выборочно соединяет эти конденсаторы с первым или вторым напряжением, чтобы получить представление С1-С2 в мостовом узле.
В предпочтительных вариантах выполнения переключательная цепь включает в себя первый переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону первого конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения, и второй переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону второго конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения. Управление переключателями управляет первым и вторым переключателями в течение первой фазы для соединения первого конденсатора с первым уровнем напряжения и второго конденсатора со вторым уровнем напряжения, а в течение второй фазы для соединения второго конденсатора с первым уровнем напряжения и первого конденсатора со вторым уровнем напряжения.
В предпочтительных вариантах выполнения суммирующий узел соединяется с мостовым узлом, а опорный конденсатор СREF соединяется с суммирующим узлом.
В одном варианте выполнения сенсорные конденсаторы и опорный конденсатор работают в течение взаимно исключающих первого и второго циклов, чтобы подавать заряды, представляющие С1-С2 и СREF, на суммирующий узел так, что
Figure 00000002
где NA и NB являются числом первого и второго циклов.
В другом варианте выполнения опорный конденсатор работает противоположно во время соответствующих фаз первого и второго циклов, а датчики работают противоположно во время соответствующих фаз всех циклов, чтобы подавать заряды, представляющие (С1-С2)-СREF и (С1-С2)+СREF, на суммирующий узел так, что
Figure 00000003
где NA и NB являются числом первого и второго циклов.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является блок-схемой передатчика управления промышленными процессами, применяющего измерительную цепь согласно варианту выполнения по настоящему изобретению.
Фиг.2 является схемой входа и первой ступени емкостно-цифрового преобразователя с мостовым датчиком.
Фиг.3 является схемой входа и первой и второй ступеней дифференциального емкостно-цифрового преобразователя в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг.4 и 5 являются схемами, иллюстрирующими модификации входа преобразователя, показанного на фиг.3.
Осуществление изобретения
Принципиальная проблема, на которую направлено настоящее изобретение, состоит в том, что дифференциальные преобразователи не всегда были сходящимися, что вело к нестабильности. Настоящее изобретение применяет опорный конденсатор, который больше, чем ожидаемая максимальная разность между дифференциальными конденсаторами, так что преобразователь сходящийся, и интегратор не переходит в насыщение.
Фиг.1 представляет собой блок-схему передатчика 10 управления промышленными процессами, имеющего емкостно-цифровой преобразователь 12, такой как дельта-сигма преобразователь, устроенный для приема сигналов, представляющих давление, от датчика 14. Датчик 14 является дифференциальным датчиком, который включает в себя по меньшей мере пару чувствительных к давлению конденсаторов, заряжаемых зарядной цепью 16. Одним примером датчика 14 является пара датчиков абсолютного давления, как описывается в вышеупомянутом патенте Frick et al. Заряды на этих конденсаторах представляют давление и передаются в преобразователь 12, который преобразует эти заряды в цифровые сигналы. Цифровой сигнал, выходящий из преобразователя 12, обрабатывается процессором 18 и вводится в приемопередатчик 20, который подает стандартизованный сигнал передачи в протоколе, разработанном для передачи в центральную станцию 22 управления по двухпроводной линии 24 связи. Дополнительно станция 22 управления может посылать сигналы к удаленному передатчику 10 управления промышленными процессами по линии 24 связи, которые принимаются через приемопередатчик 20 для обеспечения управления передатчиком 10 известным в уровне техники образом.
Один общеизвестный класс передатчиков управления промышленными процессами применяет металлический дифференциальный датчик, имеющий пару конденсаторных датчиков СН и СL, которые установлены дифференциально для измерения переменной процесса, такой как давление. Каждый конденсатор заряжается напряжением VEX для подачи множества зарядных пакетов Q в дельта-сигма преобразователь в течение взаимно исключающих временных периодов. Дельта-сигма преобразователь интегрирует зарядные пакеты для выделения цифрового представления переменной процесса на основании числа N зарядных пакетов от конденсаторных датчиков. Дельта-сигма преобразователь работает по уравнению баланса зарядов
NHQH+NLQL=0,
где QH=CHVEX, QL=-CLVEX и
Figure 00000004
Следовательно,
NHCL=NLCH,
Figure 00000005
и
Figure 00000006
Для специалиста будет понятно, что этот класс передатчика требует, чтобы конденсаторные датчики СН и CL работали во время взаимно исключающих временных периодов.
Фиг.2 иллюстрирует цепь мостового измерения, в которой конденсаторные датчики работают в течение первых циклов для выделения зарядных пакетов QA, представляющих разность двух емкостных значений. Опорный конденсатор работает в течение взаимно исключающих вторых циклов для датчиков, чтобы выделять зарядные пакеты QB. Результирующее уравнение баланса зарядов
NAQA+NBQB=0,
где QA=VEX(C1-C2), QB=-VEXCREF, NA представляет собой число операций интегрирования на (С1-С2), NB представляет собой число операций интегрирования на CREF и
Figure 00000007
Следовательно,
Figure 00000008
.
Цепь, показанная на фиг.2, включает в себя емкостный датчик 14, опорный конденсатор CREF, зарядную цепь 16 и преобразователь 12 для передатчика управления промышленными процессами, такого как передатчик 10 (фиг.1). Датчик 14 содержит пару конденсаторов С1 и С2, которые обеспечивают вход через мостовой узел Х и суммирующий узел Y на первую ступень 26 одно- или двухступенчатого емкостно-цифрового преобразователя 12 типа дельта-сигма. Опорный конденсатор CREF обеспечивает вход через суммирующий узел Y на первую ступень 26 преобразователя 12. Датчик 14 может быть сконструирован, как описывается в вышеупомянутом патенте Frick et al., и может включать в себя защитные электроды и экраны, соединенные с общим напряжением, или «землей», для целей, описанных в патенте Frick et al.
Зарядная цепь 16 управляется цифровым сигналом y(n) от выхода преобразователя 12. При высоком y(n) (к примеру, y=1, как обозначено величиной y) в течение первой фазы yФ1 конденсатор С1 соединяется с опорным напряжением
Figure 00000009
из-за проводящего состояния переключателя 30, а конденсатор С2 соединяется с опорным напряжением
Figure 00000010
из-за проводящего состояния переключателя 36. Переключатель 38 соединяет суммирующий узел Y с общим напряжением, таким как «земля». Таким образом, в течение фазы yФ1 конденсатор С1 заряжается до
Figure 00000011
, а конденсатор С2 заряжается до
Figure 00000012
. Например, если
Figure 00000013
составляет 1,25 вольт постоянного тока, то напряжение на верхней пластине (как показано на фиг.2) конденсатора С1 составляет +1,25 вольт, напряжение на нижней пластине конденсатора С2 составляет -1,25 вольт, а напряжение на узле Х равно «земле» или общему напряжению.
В течение второй фазы yФ2 верхняя пластина конденсатора С1 соединяется с
Figure 00000014
(например, -1,25 вольт) через переключатель 32, нижняя пластина конденсатора С2 соединяется с
Figure 00000015
(например, +1,25 вольт) через переключатель 34, а общее напряжение (к примеру, «земля») удаляется с узла Х вследствие непроводящего состояния переключателя 38. Изменение напряжения (напряжение возбуждения) на входном узле конденсатора С1 равно -2,50 вольт, а изменение напряжения на входном узле конденсатора С2 равно +2,50 вольт. Перенос заряда с выходного узла Х конденсатора С1 через узел Y на интегратор 26 составляет -VEXC1. Аналогично перенос заряда с выходного узла Х конденсатора С2 через узел Y на интегратор 26 составляет +VEXC2. Следовательно, общий перенос заряда от выходного узла Х сенсорного конденсаторного моста на интегратор 26 составит QA=-VEX(C1-C2).
При низком y(n) (к примеру, y=0, как обозначено величиной
Figure 00000016
) в течение первой фазы
Figure 00000017
выходная сторона опорного конденсатора CREF соединяется с опорным напряжением
Figure 00000018
из-за проводящего состояния переключателя 44, а выходная сторона конденсатора CREF соединяется с общим напряжением из-за проводящего состояния переключателя 46. В течение второй фазы
Figure 00000019
входная сторона опорного конденсатора CREF соединяется с
Figure 00000020
через переключатель 42. Перенос заряда от выходного узла опорного конденсатора CREF через узел Y на интегратор 26 составляет QB=VEXCREF.
Усилитель 28 и конденсатор CF обратной связи образуют отрицательную интеграторную ступень 26. Если на интегратор переносится отрицательный (или положительный) заряд, на выходе интегратора 26 будет создаваться положительный (отрицательный) скачок напряжения. Интеграторная ступень 26 интегрирует входы по числу N циклов дискретизации. Выход из ступени 26 является сигналом, который получает положительное или отрицательное приращение для каждого цикла y или
Figure 00000016
за период из N циклов, благодаря чему формируется цифровое преобразование. Например, если перенос заряда от конденсаторов С1-С2 отрицательный, выходное напряжение U(n) будет получать положительное приращение скачками в течение каждого цикла y, причем каждый скачок будет представлять разность емкостных значений С1-С2. Перенос заряда от конденсатора CREF является положительным, что заставляет выходное напряжение U(n) понижаться (увеличиваться отрицательно) скачками в течение каждого цикла
Figure 00000016
, причем каждый скачок представляет значение опорной емкости CREF. Поэтому
NA(C1-C2)-NBCREF=0,
где NA представляет число операций интегрирования на (С1-С2), когда y=1, а NB представляет число операций интегрирования на CREF, когда y=0.
Следовательно,
Figure 00000021
.
Поскольку общее число шагов N интегрирования постоянно, N=NA+NB, соотношение
Figure 00000022
можно вычислить только из числа шагов интегрирования в течение y=1 как
Figure 00000023
.
Система, показанная на фиг.2, предлагает то преимущество, что измерение переменной процесса можно вычислять на основании только числа (NA) шагов интегрирования в течение циклов y=1. Однако эта система может проявлять нестабильность, если значение конденсатора С2 больше, чем значение конденсатора С1. Конкретнее принципиальная причина нестабильности состоит в том, что разность двух емкостей (С1-С2) может быть либо положительной либо отрицательной в зависимости от того, является ли С2 больше или меньше чем С1. (Этот риск может не возникнуть в случае измерения отношения емкостей металлического дифференциального датчика, когда оба конденсатора (CH и CL) положительны).
Очевидно также, что разность между емкостями С1 и С2 может быть малой по сравнению с опорным конденсатором. Ясно также, что если |C1-C2| произвольно мала, то CREF/|C1-C2| может быть произвольно большой. Если отношение CREF/|C1-C2| велико, выход W(n) второй ступени преобразователя может перейти в насыщение (иногда называемое «попаданием на полку»).
Фиг.3 иллюстрирует мостовую измерительную цепь в соответствии с предпочтительным сейчас вариантом выполнения по настоящему изобретению. На фиг.3 цепь работает по уравнению баланса зарядов
NAQA+NBQB=0,
где QA=-VEX[(C1-C2)-CREF], QB=-VEX[(C1-C2)+CREF], NA представляет число циклов интегрирования на QA, а NB представляет число циклов интегрирования на QB. Следовательно,
(NA+NB)(C1-C2)=(NA-NB)CREF
и
Figure 00000024
где N=NA+NB.
Кроме того, путем выбора CREF>|C1-C2|max (максимальное значение |C1-C2|), QA и QB всегда имеют противоположную полярность, так что интегратор сходится, и система стабильна.
Цепь, показанная на фиг.3, включает в себя емкостный датчик 14, опорный конденсатор CREF, зарядную цепь 16 и преобразователь 12 для передатчика управления промышленными процессами, такого как передатчик 10 (фиг.1). Датчик 14 содержит пару конденсаторов С1 и С2, которые обеспечивают вход через мостовой узел Х и суммирующий узел Y в первую ступень одно- или двухступенчатого емкостно-цифрового преобразователя 12 типа дельта-сигма. Опорный конденсатор CREF обеспечивает вход через суммирующий узел Y на первую ступень 26 преобразователя 12. Датчик 14 может быть сконструирован, как описывается в вышеупомянутом патенте Frick et al., и может включать в себя защитные электроды и экраны, соединенные с общим напряжением, или «землей», для целей, описанных в патенте Frick et al.
В течение первой фазы Ф1 конденсатор С1 соединяется с опорным напряжением
Figure 00000025
из-за проводящего состояния переключателя 50, а конденсатор С2 соединяется с опорным напряжением
Figure 00000026
из-за проводящего состояния переключателя 56. Переключатель 58 соединяет узлы Х и Y с общим напряжением, таким как «земля». Таким образом, в течение фазы Ф1 конденсатор С1 заряжается до
Figure 00000027
а конденсатор С2 заряжается до
Figure 00000028
К примеру, если
Figure 00000029
составляет 1,25 вольт постоянного тока, то напряжение на верхней пластине (как показано на фиг.3) конденсатора С1 составляет +1,25 вольт, напряжение на нижней пластине конденсатора С2 составляет -1,25 вольт, а напряжение на узле Х равно «земле» или общему напряжению.
В течение второй фазы Ф2 верхняя пластина конденсатора С1 соединяется с
Figure 00000030
(например, -1,25 вольт) через переключатель 52, нижняя пластина конденсатора С2 соединяется с
Figure 00000031
(например, +1,25 вольт) через переключатель 54, а общее напряжение (к примеру, «земля») удаляется с узла Х вследствие непроводящего состояния переключателя 58. Изменение напряжения (напряжение возбуждения) на конденсаторе С1 равно -2,50 вольт, а изменение напряжения на конденсаторе С2 равно +2,50 вольт. Перенос заряда с выходного узла Х конденсатора С1 через узел Y на интегратор 26 составляет -VEXC1. Аналогично перенос заряда с выходного узла Х конденсатора С2 через узел Y на интегратор 26 составляет VEXC2. Следовательно, общий перенос заряда от выходного узла Х сенсорного конденсаторного моста на интегратор 26 составит -VEX(C1-C2).
Примечательно, что в этом варианте выполнения перенос заряда от сенсорного моста -VEX(C1-C2) не зависит от сигнала y(n) цифрового управления с выхода преобразователя 12. Однако перенос заряда на стороне опорного конденсатора с CREF управляется цифровым сигналом y(n). Конкретнее в течение первой фазы
Figure 00000032
при низком y(n) (например, y=0, как отмечено величиной
Figure 00000016
) входная сторона опорного конденсатора CREF соединяется с опорным напряжением
Figure 00000033
из-за проводящего состояния переключателя 62, а выходная сторона конденсатора CREF соединяется с общим напряжением из-за проводящего состояния переключателя 58. В течение фазы
Figure 00000034
опорный конденсатор СREF заряжается до
Figure 00000035
В течение второй фазы
Figure 00000036
входная сторона опорного конденсатора CREF соединяется с
Figure 00000037
через переключатель 64, генерируя напряжение возбуждения
Figure 00000038
Отрицательный заряд -VEXCREF на основании значения CREF и напряжения возбуждения подается на суммирующий узел Y, где он объединяется с зарядом от конденсаторов С1 и С2 и прикладывается через переключатель 60 к отрицательному входу усилителя 28 в первой ступени 26 преобразователя 12.
Аналогично в течение первой фазы yФ1 при высоком y=(n) (к примеру, y=1, как обозначено величиной y) входная сторона опорного конденсатора CREF соединяется с опорным напряжением
Figure 00000039
из-за проводящего состояния переключателя 62, а выходная сторона конденсатора CREF соединяется с общим напряжением из-за проводящего состояния переключателя 58. Таким образом, в течение фазы yФ1 опорный конденсатор CREF заряжается до
Figure 00000040
В течение второй фазы yФ2 входная сторона опорного конденсатора CREF соединяется с
Figure 00000041
через переключатель 64, генерируя напряжение возбуждения
Figure 00000042
Положительный заряд VEXCREF на основании значения CREF и напряжения возбуждения подается на суммирующий узел Y, где он объединяется с зарядом от конденсаторов С1 и С2 и прикладывается через переключатель 60 к отрицательному входу усилителя 28 в первой ступени 26 преобразователя 12.
Совокупность -VEX(C1-C2) зарядов, представляющая разность емкостных значений (С1-С2), прикладывается в течение всех циклов (y и
Figure 00000016
), тогда как совокупность зарядов, представляющая конденсатор CREF, составляет VEXCREF или -VEXCREF в зависимости от того, является ли цифровой управляющий сигнал высоким (y=1) или низким (y=0). Когда y=1, общий перенос заряда от сенсорного моста и опорного конденсатора равен QA=-VEX(C1-C2)+VEXCREF. Когда y=0, общий перенос заряда от сенсорного моста и опорного конденсатора равен QA=-VEX(C1-C2)-VEXCREF. Если емкостное значение CREF выбирается как большее, чем максимальное значение |C1-C2|, CREF>|C1-C2|, то совокупность QA зарядов всегда будет положительной, тогда как совокупность QB зарядов всегда будет отрицательной.
Усилитель 28 и конденсатор CF обратной связи образуют инвертированный интегратор. Если на этот интегратор переносится совокупность отрицательных зарядов, на выходе интегратора генерируется положительный скачок напряжения; если на интегратор переносится совокупность положительных зарядов, на выходе интегратора генерируется отрицательный скачок напряжения. Ступень 26 интегрирует входы по числу N циклов дискретизации. Выход из ступени 26 является сигналом, который получает положительное или отрицательное приращение для каждого цикла y или
Figure 00000016
за период из N циклов, благодаря чему формируется цифровое преобразование. Например, в течение цикла
Figure 00000016
общий заряд от мостовой сети и опорного конденсатора CREF отрицательный, так что выходное напряжение U(n) будет получать положительное приращение скачками. В течение каждого цикла y общий заряд от мостовой сети и опорного конденсатора CREF положительный, так что выходное напряжение U(n) будет уменьшаться (увеличиваться отрицательно) скачками.
Для подавления шума квантования можно использовать модулятор второго порядка. В этом случае выход U(n) первой ступени прикладывается через сеть 70 переключения сигналов ко входу второй ступени 72 преобразователя 12. Выход W(n) второй ступени соединяется со входом компаратора 74, который подает вход на триггер 76 D-типа для выделения логического сигнала y(n). На входе интегратора второй ступени конденсатор С3 соединяется переключателем 80, а конденсатор С4 соединяется переключателем 82 с выходом U(n) из усилителя. Противоположные стороны обоих конденсаторов С3 и С4 соединяются через переключатель 84 с отрицательным входом усилителя 78. Входные стороны обоих конденсаторов также соединяются с «землей» или общим напряжением через соответствующие переключатели 86 и 88. Чтобы достичь оптимального эффекта для подавления шума квантования,
Figure 00000043
В варианте выполнения по фиг.3 уравнение баланса зарядов имеет вид
NAQA+NBQB=0,
где QA=-VEX[(C1-C2)-CREF], QB=-VEX[(C1-C2)+CREF], NA представляет число циклов y интегрирования на -CREF, а NB представляет собой число циклов
Figure 00000016
интегрирования на +CREF. Следовательно, уравнение баланса зарядов приходит к виду:
NA[(C1-C2)-CREF]+NB[(C1-C2)+CREF]=0.
Следовательно,
Figure 00000044
где N=NA+NB. Пока значение CREF больше, чем ожидаемое максимальное значение |C1-C2|, величина (C1-C2)-CREF всегда будет отрицательной, и система сходится.
Фиг.4 иллюстрирует цепь 16 заряда, а фиг.5 иллюстрирует опорный конденсатор CREF в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.4 сенсорные конденсаторы С1 и С2 соединяются с источниками опорных напряжений
Figure 00000045
и
Figure 00000046
через переключатели 50, 52, 54 и 56, как описывается в связи с фиг.3. В этом случае вход опорного конденсатора CREF подключается к программируемому источнику напряжения
Figure 00000047
и
Figure 00000048
через переключатели 62 и 64. Программируемый источник напряжения программируется пользователем или компьютером. Следовательно, значение зарядов, приложенных опорным конденсатором CREF, может регулироваться, как для разных диапазонов чувствительности для измерительной цепи.
Заряд от опорного конденсатора CREF может альтернативно программироваться с помощью параллельных опорных конденсаторов CREF1, CREF2, CREF3 и т.д., как показано на фиг.5. Один из опорных конденсаторов CREF постоянно включен в цепь, тогда как остальные опорные конденсаторы CREF2, CREF3 и т.д. выборочно соединяются с узлом Y через переключатели 90, 92 и т.д. Следовательно, перенос заряда вследствие сети опорного конденсатора может выборочно регулироваться.
Настоящее изобретение таким образом обеспечивает передатчик управления промышленными процессами, который является сходящимся, тем самым избегая нестабильности, связанной с существующими в уровне техники передатчиками. Хотя изобретение описывается в связи с парой конденсаторных датчиков, имеющих реагирующую на давление структуру, изобретение может быть полезным и с другими датчиками, в том числе с реагирующими на давление диафрагмами.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты выполнения, специалисты поймут, что можно сделать изменения в форме и подробностях без отхода от сущности и объема изобретения.

Claims (25)

1. Устройство для измерения переменной процесса, содержащее первый чувствительный конденсатор, имеющий емкость С1, основанную на переменной процесса; второй чувствительный конденсатор, имеющий емкость С2, основанную на переменной процесса; мостовой узел, соединяющий первую сторону первого чувствительного конденсатора с первой стороной второго чувствительного конденсатора; источник возбуждения, подающий по меньшей мере первый и второй уровни напряжения; опорный конденсатор, имеющий емкость CREF большую, чем ожидаемая максимальная разность между емкостями первого и второго чувствительных конденсаторов; суммирующий узел, соединенный с первой стороной опорного конденсатора и мостовым узлом, и переключательную цепь, выборочно соединяющую вторую сторону каждого из первого и второго чувствительных конденсаторов с источником возбуждения для выделения представления C1-C2 в мостовом узле, и выборочно соединяющую вторую сторону опорного конденсатора с источником возбуждения для выделения первого и второго зарядов в суммирующем узле в течение взаимно исключающих циклов.
2. Устройство по п.1, в котором переключательная цепь содержит первый переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону первого чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения; второй переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону второго чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения; блок управления переключателями, соединенный для управления работой первого и второго переключателей в течение первой фазы для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и для управления работой первого и второго переключателей в течение второй фазы для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения.
3. Устройство по п.1, в котором переключательная цепь содержит первый переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону первого чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения; второй переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону второго чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения; третий переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону опорного конденсатора с одним из двух уровней напряжения источника возбуждения.
4. Устройство по п.1, которое также содержит блок управления переключателями, соединенный с первым, вторым и третьим переключателями и расположенный и устроенный для управления работой третьего переключателя для соединения опорного конденсатора с одним уровнем напряжения в течение первой фазы первого цикла и в течение второй фазы второго цикла и для соединения опорного конденсатора с другим уровнем напряжения в течение первой фазы второго цикла и в течение второй фазы первого цикла; управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения в течение первой фазы каждого цикла; управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения в течение второй фазы каждого цикла.
5. Устройство по п.4, в котором блок управления переключателями управляет работой первого, второго и третьего переключателей в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000049
.
6. Устройство по п.3, которое также содержит блок управления переключателями, соединенный с первым, вторым и третьим переключателями и расположенный и устроенный для управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения в течение первой фазы первого цикла; управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения в течение второй фазы первого цикла; управления работой третьего переключателя для соединения опорного конденсатора с одним уровнем напряжения в течение первой фазы второго цикла и соединения опорного конденсатора с другим уровнем напряжения в течение второй фазы второго цикла.
7. Устройство по п.6, в котором блок управления переключателями управляет работой первого, второго и третьего переключателей в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000050
.
8. Устройство по п.3, в котором источник возбуждения включает в себя программируемый источник напряжения, причем этот программируемый источник напряжения программируется для подачи двух уровней напряжения на опорный конденсатор.
9. Устройство по п.3, в котором опорный конденсатор содержит матрицу из множества конденсаторов, а четвертый переключатель выборочно соединяет конденсаторы матрицы параллельно.
10. Устройство по п.1, которое также содержит блок управления переключателями, соединенный с переключательной цепью и расположенный и устроенный для управления работой переключательной цепи для соединения опорного конденсатора с одним уровнем напряжения в течение первой фазы первого цикла и в течение второй фазы второго цикла и соединения опорного конденсатора с другим уровнем напряжения в течение первой фазы второго цикла и в течение второй фазы первого цикла; управления работой переключательной цепи для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения в течение первой фазы каждого цикла; управления работой переключательной цепи для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения в течение второй фазы каждого цикла.
11. Устройство по п.10, в котором блок управления переключателями управляет работой переключательной цепи в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000051
.
12. Устройство по п.1, которое также содержит блок управления переключателями, соединенный с переключательной цепью и расположенный и устроенный для управления работой переключательной цепи для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения в течение первой фазы первого цикла; управления работой переключательной схемы для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения в течение второй фазы первого цикла; управления работой переключательной цепи для соединения опорного конденсатора с одним уровнем напряжения в течение первой фазы второго цикла; управления работой переключательной цепи для соединения опорного конденсатора с другим уровнем напряжения в течение второй фазы второго цикла.
13. Устройство по п.12, в котором блок управления переключателями управляет работой переключательной цепи в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000052
.
14. Передатчик управления промышленными процессами, выполненный с возможностью подключения к центральной станции по двухпроводной линии связи, включающий в себя приемопередатчик, соединенный с линией связи для передачи информации на центральную станцию и для приема информации от центральной станции; процессор, соединенный с приемопередатчиком для обработки информации; датчик переменной процесса, содержащий первый чувствительный конденсатор, имеющий емкость C1, основанную на переменной процесса, второй чувствительный конденсатор, имеющий емкость C2, основанную на переменной процесса, мостовой узел, соединяющий первую сторону первого чувствительного конденсатора с первой стороной второго чувствительного конденсатора; опорный конденсатор, имеющий емкость CREF большую, чем ожидаемая максимальная разность между емкостями первого и второго чувствительных конденсаторов; суммирующий узел, соединенный с первой стороной опорного конденсатора и мостовым узлом, источник возбуждения, подающий по меньшей мере первый и второй уровни напряжения; переключательную цепь, выборочно соединяющую вторую сторону каждого из первого и второго чувствительных конденсаторов с источником возбуждения для выделения представления C1-С2 в мостовом узле, и выборочно соединяющую вторую сторону опорного конденсатора с источником возбуждения для выделения первого и второго зарядов в суммирующем узле в течение взаимно исключающих циклов; и дельта-сигма преобразователь, соединенный с мостовым узлом для подачи на процессор цифровых информационных сигналов, представляющих разность между емкостями первого и второго конденсаторов.
15. Передатчик управления промышленными процессами по п.14, в котором переключательная цепь содержит первый переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону первого чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения второй переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону второго чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения, блок управления переключателями, соединенный для управления работой первого и второго переключателей в течение первой фазы для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и для управления работой первого и второго переключателей в течение второй фазы для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения.
16. Передатчик управления промышленными процессами по п.14, в котором переключательная цепь содержит первый переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону первого чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения второй переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону второго чувствительного конденсатора с первым и вторым уровнями напряжения, третий переключатель, выборочно соединяющий вторую сторону опорного конденсатора с одним из двух уровней напряжения источника возбуждения.
17. Передатчик управления промышленными процессами по п.16, который также содержит блок управления переключателями, соединенный с первым, вторым и третьим переключателями и расположенный и устроенный для управления работой третьего переключателя для соединения опорного конденсатора с одним уровнем напряжения в течение первой фазы первого цикла и в течение второй фазы второго цикла и для соединения опорного конденсатора с другим уровнем напряжения в течение первой фазы второго цикла и в течение второй фазы первого цикла управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения в течение первой фазы каждого цикла управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения в течение второй фазы каждого цикла.
18. Передатчик управления промышленными процессами по п.17, в котором блок управления переключателями управляет работой первого, второго и третьего переключателей в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000053
.
19. Передатчик управления промышленными процессами по п.16, который также содержит блок управления переключателями, соединенный с первым, вторым и третьим переключателями и расположенный и устроенный для управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения в течение первой фазы первого цикла управления работой первого и второго переключателей для соединения первого чувствительного конденсатора со вторым уровнем напряжения и второго чувствительного конденсатора с первым уровнем напряжения в течение второй фазы первого цикла; управления работой третьего переключателя для соединения опорного конденсатора с одним уровнем напряжения в течение первой фазы второго цикла и соединения опорного конденсатора с другим уровнем напряжения в течение второй фазы второго цикла.
20. Передатчик управления промышленными процессами по п.16, в котором блок управления переключателями управляет работой первого, второго и третьего переключателей в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000054
.
21. Передатчик управления промышленными процессами по п.14, в котором блок управления переключателями соединен с переключательной цепью для управления работой переключательной цепи в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000055
.
22. Передатчик управления промышленными процессами по п.14, в котором блок управления переключателями соединен с переключательной цепью для управления работой переключательной цепи в продолжение NA первых циклов и NB вторых циклов, так что проинтегрированный заряд, поданный первым и вторым чувствительными конденсаторами, уравновешивает проинтегрированный заряд, поданный опорным конденсатором, и
Figure 00000056
.
23. Способ измерения переменной процесса, содержащий следующие шаги: приложение переменной процесса к первому и второму чувствительным конденсаторам для выделения первой и второй емкостей C1 и C2 соответственно, основанных на переменной процесса; обеспечение опорного конденсатора, имеющего емкость CREF, большую, чем разность между емкостями первого и второго конденсаторов; выделение первого заряда, представляющего C1-С2; выделение второго заряда, представляющего СREF; интегрирование первого и второго зарядов.
24. Способ по п.23, по которому первый и второй конденсаторы соединены вместе, а источник возбуждения подает множество напряжений, при этом способ также содержит следующие шаги: определение первой и второй фаз каждого цикла; приложение первого напряжения к первому конденсатору и второго напряжения ко второму конденсатору в течение первой фазы каждого цикла; приложение второго напряжения к первому конденсатору и первого напряжения ко второму конденсатору в течение второй фазы каждого цикла; приложение напряжения к опорному конденсатору в течение первой фазы первого цикла и в течение второй фазы второго цикла; приложение другого напряжения к опорному конденсатору в течение первой фазы второго цикла и в течение второй фазы первого цикла.
25. Способ по п.23, по которому первый и второй конденсаторы соединены вместе, а источник возбуждения подает множество напряжений, при этом способ также содержит следующие шаги: определение первой и второй фаз каждого цикла; приложение первого напряжения к первому конденсатору и второго напряжения ко второму конденсатору в течение первой фазы первого цикла; приложение второго напряжения к первому конденсатору и первого напряжения ко второму конденсатору в течение второй фазы первого цикла; приложение напряжения к опорному конденсатору в течение первой фазы второго цикла; приложение другого напряжения к опорному конденсатору в течение второй фазы первого цикла.
RU2004127586/28A 2002-02-15 2003-01-27 Измерительная цепь с датчиками из шунтированных конденсаторов RU2301405C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/077,402 2002-02-15
US10/077,402 US6720777B2 (en) 2002-02-15 2002-02-15 Bridged capacitor sensor measurement circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004127586A RU2004127586A (ru) 2005-04-10
RU2301405C2 true RU2301405C2 (ru) 2007-06-20

Family

ID=27732642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004127586/28A RU2301405C2 (ru) 2002-02-15 2003-01-27 Измерительная цепь с датчиками из шунтированных конденсаторов

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6720777B2 (ru)
JP (1) JP4679820B2 (ru)
CN (1) CN1310015C (ru)
AU (1) AU2003214897A1 (ru)
DE (1) DE10392352B4 (ru)
RU (1) RU2301405C2 (ru)
WO (1) WO2003071230A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486530C2 (ru) * 2007-07-11 2013-06-27 Маримилс Ой Способ и устройство для емкостного обнаружения объектов

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6825765B2 (en) * 1998-12-30 2004-11-30 Automotive Systems Laboratory, Inc. Occupant detection system
US6873277B1 (en) * 2003-09-19 2005-03-29 Rosemount, Inc. Multi-phase measurement system with synchronized sigma delta converters
JP4356003B2 (ja) * 2003-09-30 2009-11-04 アイシン精機株式会社 静電容量検出装置
EP1548409A1 (en) * 2003-12-23 2005-06-29 Dialog Semiconductor GmbH Differential capacitance measurement
DE102005038875A1 (de) * 2005-05-25 2006-11-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kapazitätsmessschaltung
US7324029B2 (en) * 2006-01-26 2008-01-29 Emerson Process Management Capacitance-to-digital interface circuit for differential pressure sensor
US7236113B1 (en) 2006-01-26 2007-06-26 Emerson Process Management Capacitance-to-digital modulator with sensor failure-mode detection
US7319421B2 (en) * 2006-01-26 2008-01-15 Emerson Process Management Foldback free capacitance-to-digital modulator
US8144125B2 (en) 2006-03-30 2012-03-27 Cypress Semiconductor Corporation Apparatus and method for reducing average scan rate to detect a conductive object on a sensing device
US8040142B1 (en) 2006-03-31 2011-10-18 Cypress Semiconductor Corporation Touch detection techniques for capacitive touch sense systems
US8547114B2 (en) 2006-11-14 2013-10-01 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance to code converter with sigma-delta modulator
US8089288B1 (en) 2006-11-16 2012-01-03 Cypress Semiconductor Corporation Charge accumulation capacitance sensor with linear transfer characteristic
US8144126B2 (en) 2007-05-07 2012-03-27 Cypress Semiconductor Corporation Reducing sleep current in a capacitance sensing system
US9500686B1 (en) 2007-06-29 2016-11-22 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance measurement system and methods
US8570053B1 (en) 2007-07-03 2013-10-29 Cypress Semiconductor Corporation Capacitive field sensor with sigma-delta modulator
US8169238B1 (en) 2007-07-03 2012-05-01 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance to frequency converter
US7928721B2 (en) * 2007-07-26 2011-04-19 Fluke Corporation Method and apparatus for amplifying a signal and test device using same
US8525798B2 (en) 2008-01-28 2013-09-03 Cypress Semiconductor Corporation Touch sensing
US8358142B2 (en) * 2008-02-27 2013-01-22 Cypress Semiconductor Corporation Methods and circuits for measuring mutual and self capacitance
US8319505B1 (en) * 2008-10-24 2012-11-27 Cypress Semiconductor Corporation Methods and circuits for measuring mutual and self capacitance
FI121979B (fi) * 2008-03-26 2011-06-30 Elsi Technologies Oy Sovitinkomponentti mittausjärjestelmään
US7633420B2 (en) * 2008-05-07 2009-12-15 Honeywell International Inc. Pressure sensor with improved rate-of-change compatible data output
US8321174B1 (en) 2008-09-26 2012-11-27 Cypress Semiconductor Corporation System and method to measure capacitance of capacitive sensor array
EP2177880A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-21 Dialog Imaging Systems GmbH Distance measurement with capacitive sensor
US9069405B2 (en) 2009-07-28 2015-06-30 Cypress Semiconductor Corporation Dynamic mode switching for fast touch response
US8723827B2 (en) 2009-07-28 2014-05-13 Cypress Semiconductor Corporation Predictive touch surface scanning
DE102010001377A1 (de) * 2010-01-29 2011-08-04 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH, 75038 Schaltungsanordnung zum Bestimmen einer Kapazität einer Anzahl von kapazitiven Sensorelementen
US8714012B2 (en) * 2010-02-16 2014-05-06 Stmicroelectronics S.R.L. Microelectromechanical gyroscope with inversion of actuation forces, and method for actuating a microelectromechanical gyroscope
JP5287785B2 (ja) * 2010-04-07 2013-09-11 株式会社デンソー 静電容量式物理量センサ回路
WO2012027003A1 (en) 2010-08-23 2012-03-01 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance scanning proximity detection
FR2968488B1 (fr) * 2010-12-01 2012-12-21 St Microelectronics Rousset Procede de commande d'une surface tactile capacitive
DE102011114502A1 (de) * 2011-09-29 2013-04-04 GEMAC-Gesellschaft für Mikroelektronikanwendung Chemnitz mbH Messverfahren zur dynamischen Kapazitätsmessung nach dem Delta-Sigma-Prinzip und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE102012210004B4 (de) 2012-06-14 2014-11-06 Robert Bosch Gmbh Balkendetektor mit Regelschaltung
DE102012025037C5 (de) * 2012-12-20 2017-10-26 I.G. Bauerhin Gmbh Verfahren zur kapazitiven Sitzbelegungserkennung für Fahrzeugsitze
CN103475373B (zh) * 2013-09-02 2016-08-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种分段电容阵列结构数模转换器
FI126999B (en) * 2014-01-17 2017-09-15 Murata Manufacturing Co Improved pressure sensor
US9628104B2 (en) 2015-03-13 2017-04-18 Rosemount Inc. High resolution sigma delta modulator for capacitance sensor terminal displacement measurement
CN104767512A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 东莞市乐升电子有限公司 电容触摸按键信号测量装置及其测量方法
CN105742334A (zh) * 2016-05-03 2016-07-06 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光显示器件和显示装置
CN107271939A (zh) * 2017-06-21 2017-10-20 北方电子研究院安徽有限公司 一种电容传感器结构阻容测试开关装置
EP3480607B1 (en) 2017-09-11 2020-03-18 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Capacitance detection circuit, capacitance detection method, touch detection device and terminal device
JP7146668B2 (ja) * 2019-02-21 2022-10-04 ラピスセミコンダクタ株式会社 容量センサ回路及び半導体集積回路
CN109828159B (zh) * 2019-03-07 2021-06-18 上海申矽凌微电子科技有限公司 测量电容大小的电路

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62207903A (ja) * 1986-03-07 1987-09-12 Mitsutoyo Mfg Corp 静電容量式変位検出装置
US5083091A (en) 1986-04-23 1992-01-21 Rosemount, Inc. Charged balanced feedback measurement circuit
JPS6461670A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Nec Corp Capacitance meter
US5194819A (en) 1990-08-10 1993-03-16 Setra Systems, Inc. Linearized capacitance sensor system
DE4115534A1 (de) * 1991-05-13 1992-11-19 Horst Dr Ahlers Optoelektronische einrichtung zur vermessung von strukturkanten
JP3282360B2 (ja) * 1994-03-02 2002-05-13 株式会社村田製作所 容量型センサ
US5637802A (en) 1995-02-28 1997-06-10 Rosemount Inc. Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates
US5661240A (en) 1995-09-25 1997-08-26 Ford Motor Company Sampled-data interface circuit for capacitive sensors
JP4272267B2 (ja) * 1997-07-04 2009-06-03 東京エレクトロン株式会社 静電容量型センサ回路
US6140952A (en) 1997-12-26 2000-10-31 Rosemount Inc. Delta sigma circuit with pulse width modulated offset
JP2000065664A (ja) * 1998-08-26 2000-03-03 Hitachi Ltd 静電容量式力学量センサ
US6295875B1 (en) 1999-05-14 2001-10-02 Rosemount Inc. Process pressure measurement devices with improved error compensation
JP3588276B2 (ja) 1999-07-26 2004-11-10 株式会社山武 センサ信号処理回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486530C2 (ru) * 2007-07-11 2013-06-27 Маримилс Ой Способ и устройство для емкостного обнаружения объектов

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003071230A3 (en) 2003-11-06
DE10392352B4 (de) 2010-08-19
JP2005517945A (ja) 2005-06-16
US20030155936A1 (en) 2003-08-21
RU2004127586A (ru) 2005-04-10
WO2003071230A2 (en) 2003-08-28
CN1643342A (zh) 2005-07-20
AU2003214897A1 (en) 2003-09-09
JP4679820B2 (ja) 2011-05-11
CN1310015C (zh) 2007-04-11
AU2003214897A8 (en) 2003-09-09
US6720777B2 (en) 2004-04-13
DE10392352T5 (de) 2005-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2301405C2 (ru) Измерительная цепь с датчиками из шунтированных конденсаторов
FI93580C (fi) Menetelmä ja laitteisto epäsymmetrisen paine-eroanturin takaisinkytkemiseksi
US6516672B2 (en) Sigma-delta analog to digital converter for capacitive pressure sensor and process transmitter
CA2687127C (en) Operating method and circuit arrangement for a capacitive micromechanical sensor with analog reset
US6452521B1 (en) Mapping a delta-sigma converter range to a sensor range
US5440939A (en) Servo-controlled pendular micro-sensor
US7324029B2 (en) Capacitance-to-digital interface circuit for differential pressure sensor
US6509746B1 (en) Excitation circuit for compensated capacitor industrial process control transmitters
JPH06265417A (ja) 力測定装置
JPWO2016132447A1 (ja) 加速度センサ
CN105785074A (zh) 一种惯性传感器电容检测加速度计
US7319421B2 (en) Foldback free capacitance-to-digital modulator
JP2019120600A (ja) 加速度センサ
CN108964664A (zh) 自激振荡多斜率变换器以及用于将电容变换为数字信号的方法
JP6446579B2 (ja) 加速度センサ
KR102175304B1 (ko) 터치스크린의 신호 처리 회로 및 그의 제어 방법
US6768319B2 (en) Adaptive compensation of measurement error for industrial process control transmitters
RU2379831C2 (ru) Мультифазная измерительная система с синхронизированными сигма-дельта конверторами
WO2012119922A1 (en) Method for using a sensor system having a single-bit quantizer and a multi-bit feedback loop
CN111148975B (zh) 传感器装置和用于传感器测量的方法
JPS6340812A (ja) 容量性センサの温度依存ドリフトおよび温度非依存ドリフト並びに感度補償回路配置
RU2100814C1 (ru) Способ измерения параметров rlc-цепей
JPH11132787A (ja) 電気量検出回路
KR20220025517A (ko) 오픈 루프 스위치드 커패시터 적분기
JPH03216560A (ja) ピーク検出回路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110128