[发明专利]电容式测量中补偿温度影响的方法

说明书

描述了一种操作用于温度影响的补偿的电容式测量系统(10)的方法。电容式测量系统(10)包括处于安装状态的至少一个电容式传感器构件(12)和用于根据通过至少一个电容式传感器构件(12)的复感测电流确定未知电容的复阻抗的电容式测量电路(14)。在该方法中，执行校准测量以获得所确定的阻抗的实部和虚部两者的温度特性(42、44)。在随后的在当前温度(T_curr)下对未知电容的阻抗测量中，确定(58)所测量的阻抗的实部和虚部，并且基于在当前温度(T_curr)下所确定的实部以及实部和虚部两者的所确定的温度特性(42、44)，校正(60)在当前温度(T_curr)下所确定的阻抗的虚部。

技术领域

本发明涉及操作用于温度影响的补偿的电容式测量系统的方法、具有温度影响的补偿的电容式测量系统以及用于自动执行该方法的软件模块。

背景技术

电容式测量和/或检测系统具有广泛的应用，并且尤其广泛地用于检测在系统的电极附近的导电体的存在和/或位置。称之为一些电场传感器或接近度传感器电容式传感器的电容式传感器是指响应于被感测到的东西(人、人体的一部分、宠物、物体等)对电场的影响而生成信号的传感器。电容式传感器通常包括至少一个天线电极，在传感器操作时，对该天线电极施加振荡的电信号，并且该天线电极随即在接近该天线电极的空间区域中建立电场。传感器包括至少一个感测电极——该感测电极可以包括一个或多个天线电极本身——在该感测电极处可以检测到物体或生物对电场的影响。

例如，在由JR Smith等人于1998年发表的IEEE Computer Graphics andApplications(18(3)：54-60)上的题为“Electric Field Sensing for GraphicalInterfaces”的技术论文中对不同的电容式感测机制进行了解释，该文件应在此通过引用完全并入，并对于允许通过引用并入的司法权有效。该论文描述了用于进行非接触式三维位置测量，并且更具体地，用于感测人手的位置以用于向计算机提供三维位置输入的目的的电场感测的概念。在电容式感测的一般概念内，作者区分了不同的机制，指的是对应于各种可能的电流路径的“负载模式”、“分流模式”和“发射模式”。在“负载模式”下，将振荡电压信号施加到发射电极，发射电极构建到地的振荡电场。待检测的物体修改发射电极与地之间的电容。在“分流模式”(替代地也称为“耦合模式”)下，将振荡电压信号施加到发射电极，从而构建到接收电极的电场，并测量在接收电极处感应到的位移电流，从而可以通过感测到的身体来修改位移电流。在“发射模式”下，发射电极与用户的身体接触，然后用户的身体通过直接电连接或经由电容式耦合而相对于接收器成为发射器。

可以通过对电容式天线电极施加交变电压信号，并通过测量从天线电极(在负载模式下)流向地或在耦合模式的情况下流入第二电极(接收电极)中的电流来确定电容式耦合。该电流可以借助于跨阻抗抗放大器来测量，该跨阻抗抗放大器连接到感测电极并且将流入感测电极的电流转换为与流入天线电极的电流成比例的电压。

电容式测量和/或检测系统的一个重要的应用领域是汽车工业。例如，如今，电容式车辆座椅占用检测系统广泛用于车辆中，特别是在乘用车中，以用于为各种安全相关辅助系统提供座椅占用信号，例如，出于座椅安全带提醒(SBR)系统或用于辅助约束系统(ARS)(例如安全气囊)的激活控制的目的。另一个采用电容式传感器的安全相关系统是手握(hands on)检测(HoD)系统，其帮助检测驾驶员的手部在车辆方向盘上的位置。

由于一些所述的系统的检测结果是与安全相关的，因此在各种环境情况下维持操作可靠性和能力至关重要。例如，检测结果必须不取决于环境温度的变化，因此必须补偿环境温度的影响。

在常规的电容式检测系统中，这是通过具有温度依赖性质、并且可以例如形成为热敏电阻的单独的构件来实现的。确定温度依赖性质(在热敏电阻的情况下可以是电阻)以得出围绕单独的构件的区域的温度的结论。

发明内容