專利名稱：干擾補(bǔ)償傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種用于無(wú)接觸地檢測(cè)位于檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)象的干擾補(bǔ)償傳感器，其中對(duì)象例如為尤其擊中風(fēng)擋的雨滴。于是，本發(fā)明尤其涉及干擾補(bǔ)償?shù)挠晁畟鞲衅鳌?br> 背景技術(shù)：
在調(diào)節(jié)過(guò)程中在補(bǔ)償方法的范圍中形成其(實(shí)際的)輸出信號(hào)的傳感器充分公知。例如在EP-B-O 706 648中描述了一種也被稱為“希路仕(Halios) ”的方法并且可以被應(yīng)用到光學(xué)的、電容性的和電感性的傳感器技術(shù)上。具有RC低通濾波器的希路仕實(shí)現(xiàn)方案圖1說(shuō)明了基于該測(cè)量方法的電容性傳感器的工作方式。在幅度方面可調(diào)制的兩個(gè)推挽信號(hào)在節(jié)點(diǎn)MODP和MODN上饋入到由兩個(gè)低通濾波器構(gòu)成的測(cè)量電橋中。同步解調(diào)器在剩余信號(hào)方面評(píng)價(jià)放大過(guò)的信號(hào)，使得調(diào)節(jié)器可以通過(guò)幅度調(diào)制使該信號(hào)最小化。如果兩個(gè)電橋支路相同，則消除節(jié)點(diǎn)CM上的信號(hào)。如果該消除在任意時(shí)刻均適用，則涉及零信號(hào)。根據(jù)物理測(cè)量原理并且根據(jù)測(cè)量方法尤其較好或者較差地實(shí)現(xiàn)零信號(hào)。于是，例如在上面提及的最初的、即光學(xué)的希路仕方法中實(shí)現(xiàn)非常好的(真實(shí)的)零信號(hào)。所有實(shí)施方案中的測(cè)量脈沖(發(fā)射電流、所發(fā)射的和接收到的光、光電二極管中的光電流、放大器上的電壓)是在很大程度上不變形的、即是矩形的。圖1中的半橋原則上在電容性基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了希路仕方法的實(shí)現(xiàn)方案。然而，在放大器輸出端上的信號(hào)通常不再是真實(shí)的零信號(hào)。完全消除僅僅在測(cè)量電橋的校正過(guò)的狀態(tài)下進(jìn)行。如果電橋失調(diào)，即Cmess和Ckef不同，則調(diào)節(jié)器僅僅能夠通過(guò)改變幅度調(diào)整針對(duì)采樣時(shí)刻的測(cè)量回路。形成了圖2中示出的放大器輸出端上的曲線走向。明顯突出的“剩余信號(hào)” 明顯限制該信號(hào)的(線性)放大并且由此也限制傳感器的敏感性。具有串聯(lián)電容器 (Langskapazitaten )和電荷放大器的希路仕實(shí)現(xiàn)方案通過(guò)測(cè)量電容器和參考電容器不接地，而是“串聯(lián)”嵌入的方式，可以實(shí)現(xiàn)更好的信號(hào)不變形。如果放大器基本上電容性地反饋，則形成圖3中示出的電荷放大器。借助矩形信號(hào)的半橋的激勵(lì)在放大器輸出端上再次得到矩形信號(hào)。調(diào)節(jié)器可以將差分信號(hào)調(diào)整為真實(shí)的零信號(hào)。放大器級(jí)的增益可以高地選擇，由此傳感器會(huì)非常敏感。對(duì)于實(shí)際實(shí)現(xiàn)方案，CM節(jié)點(diǎn)相對(duì)地的寄生電容不再起作用的事實(shí)也是有利的。EMV的改進(jìn)電容性傳感器技術(shù)的測(cè)量原理基于測(cè)量對(duì)象對(duì)測(cè)量電容器的影響或?qū)@些電容器中的電場(chǎng)的影響。該傳感器技術(shù)原則上相對(duì)于來(lái)自外部的電磁入射也是敏感的。隨著實(shí)際的傳感器面的敏感性的提高(例如通過(guò)增大這些面)，通常相對(duì)于來(lái)自外部的干擾的敏感性也在相同程度上提高。對(duì)于實(shí)際使用重要的是，必須排除或者顯著減弱該缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種用于無(wú)接觸地檢測(cè)位于檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)象的干擾補(bǔ)償傳感器、 尤其是雨水傳感器，所述傳感器設(shè)置有-第一測(cè)量通道和第二測(cè)量通道，其分別具有激勵(lì)裝置和輸出端，其中兩個(gè)測(cè)量通道尤其基本上相同，-主減法器(Hauptdifferenzbildner)，其具有用于輸出測(cè)量通道的輸出端上的信號(hào)的差的輸出端，以及-調(diào)節(jié)器單元，其具有與主減法器的輸出端連接的輸入端并且具有用于輸出調(diào)節(jié)器信號(hào)的輸出端，根據(jù)該調(diào)節(jié)器信號(hào)可以激勵(lì)兩個(gè)測(cè)量通道，使得主減法器的輸出端上的信號(hào)可以被調(diào)節(jié)成零，-其中根據(jù)調(diào)節(jié)器的輸出上的信號(hào)的大小可以確定對(duì)象是否處于檢測(cè)區(qū)域中。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的傳感器對(duì)于電磁干擾(EM干擾)有高抗擾性的優(yōu)點(diǎn)。在下文中，該傳感器借助電容性傳感器方案來(lái)闡述，如其尤其適用于例如車輛的電容性雨水傳感器那樣。原則上，傳感器可以電容性地、電感性地、光學(xué)地或者電阻性地工作。本發(fā)明的基本思想在于設(shè)置兩個(gè)在幾何學(xué)和/或電學(xué)上基本上相同的傳感器元件(即測(cè)量傳感器元件和參考傳感器元件)或者測(cè)量通道，其基本上在相同程度上遭受遠(yuǎn)場(chǎng)干擾，以便在連接在其后的主減法器中消除通過(guò)遠(yuǎn)場(chǎng)干擾產(chǎn)生的干擾信號(hào)。如果兩個(gè)傳感器元件和/ 或測(cè)量通道具有已知的不同性(也稱為不對(duì)稱性)，則該不同性可以通過(guò)主減法器中的(必要時(shí)可調(diào)節(jié)的)權(quán)重來(lái)均衡，這尤其是在對(duì)電磁噪聲的高抑制方面實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在本發(fā)明的說(shuō)明書范圍內(nèi)說(shuō)主減法器的輸出端上的信號(hào)可調(diào)節(jié)成零時(shí)，這意味著，該信號(hào)至少在調(diào)節(jié)的(任意)時(shí)刻可調(diào)節(jié)成零。由此，于是覆蓋以下情況其中信號(hào)在整個(gè)時(shí)鐘周期上被調(diào)節(jié)成零，或者信號(hào)在時(shí)鐘周期的部分區(qū)段期間被調(diào)節(jié)成零，或者至少在一個(gè)時(shí)刻被調(diào)節(jié)成零?！皽p法”不僅指電壓電平的差而且指電流電平的差。因此，其涉及一般的信號(hào)電平的減法。在本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案中設(shè)計(jì)-每個(gè)測(cè)量通道均具有測(cè)量支路，該測(cè)量支路具有用于在該測(cè)量支路的輸出端上產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)的測(cè)量支路激勵(lì)單元；參考支路，該參考支路具有用于在該參考支路的輸出端上產(chǎn)生參考信號(hào)的參考支路激勵(lì)單元，-存在第一測(cè)量通道減法器和第二測(cè)量通道減法器，其中每個(gè)測(cè)量通道分別與用于在相應(yīng)的測(cè)量通道的測(cè)量支路和參考支路的輸出端上形成測(cè)量信號(hào)與參考信號(hào)之間的差分信號(hào)的減法器關(guān)聯(lián)，并且該差分信號(hào)在相應(yīng)的測(cè)量通道的測(cè)量通道輸出端上，-主減法器，其設(shè)置在一方為第一測(cè)量通道減法器和第二測(cè)量通道減法器與另一方為調(diào)節(jié)器單元之間，以及-兩個(gè)測(cè)量通道的測(cè)量支路和參考支路根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)來(lái)激勵(lì)，使得每個(gè)測(cè)量通道的測(cè)量信號(hào)和參考信號(hào)的差分信號(hào)可以被調(diào)節(jié)到零。在本發(fā)明的另一有利的擴(kuò)展方案中，兩個(gè)測(cè)量通道可以同時(shí)地或在時(shí)間上交替地來(lái)激勵(lì)，或者每個(gè)測(cè)量通道可以間歇地并且其測(cè)量支路以及其參考支路可以在推挽管工作中來(lái)激勵(lì)。兩個(gè)測(cè)量通道或兩個(gè)測(cè)量通道的測(cè)量支路和參考支路的零調(diào)節(jié)激勵(lì)可以以幅度調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施形式中，第一減法器和第二減法器中的每個(gè)均構(gòu)建為相應(yīng)的測(cè)量通道的測(cè)量支路和參考支路的輸出端的連接節(jié)點(diǎn)。在這種情況下，此外有利的是，第一減法器和第二減法器和/或其他減法器中的每個(gè)均具有信號(hào)放大器。在本發(fā)明的另一適宜的改進(jìn)方案中可以設(shè)計(jì)可以借助調(diào)節(jié)器信號(hào)激勵(lì)兩個(gè)測(cè)量通道的測(cè)量支路和參考支路的激勵(lì)單元?？商孢x地，參考通道可具有可調(diào)節(jié)的參考元件，這些參考元件可以借助調(diào)節(jié)器信號(hào)來(lái)改變。隨后借助多個(gè)實(shí)施例以及參考附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明。在此詳細(xì)地圖1示出了已知的具有RC低通濾波器的電容性希路仕測(cè)量電橋的電路，圖2示出了在根據(jù)圖1的電路上的轉(zhuǎn)阻放大器的輸出端上的在已調(diào)整的狀態(tài)和未調(diào)整的狀態(tài)下的信號(hào)變化曲線，其中調(diào)節(jié)使用在該圖中用豎直的黑色線條標(biāo)記的時(shí)刻的采樣值，圖3示出了已知的具有串聯(lián)電容的電容性希路仕測(cè)量電橋的電路，圖4作為電容性測(cè)量電橋的方框電路圖示出了根據(jù)本發(fā)明的傳感器的第一實(shí)施例，圖5示出了在根據(jù)圖4的電路中在沒(méi)有干擾的情況下的測(cè)量過(guò)程期間的信號(hào)變化曲線，圖6示出了在EM干擾耦合輸入的情況下的電容性測(cè)量電橋的電路框圖，圖7示出了在根據(jù)圖6的電路中存在干擾時(shí)的信號(hào)變化曲線，圖8示出了用于測(cè)量傳感器網(wǎng)絡(luò)中的電參數(shù)的調(diào)節(jié)回路的電路框圖，圖9示出了用于測(cè)量與地相關(guān)的(massebezogenen)電容的傳感器/參考網(wǎng)絡(luò)的電路圖，圖10示出了用于借助有源(aktiver)求和經(jīng)由高阻差分放大器輸入端測(cè)量電容性分壓器的傳感器網(wǎng)絡(luò)，圖11示出了用于借助在節(jié)點(diǎn)CM和CMK上的無(wú)源(passiver)求和測(cè)量電容性分壓器的傳感器網(wǎng)絡(luò)，圖12示出了沒(méi)有參考網(wǎng)絡(luò)的差值傳感器的電路框圖，圖13示出了具有自適應(yīng)傳感器調(diào)節(jié)回路中的RLC參數(shù)值的調(diào)節(jié)的傳感器網(wǎng)絡(luò)的電路框圖，以及圖14示出了如在圖13中的電路框圖，其中在抑制電磁干擾時(shí)，零校正通過(guò)不對(duì)稱地改變差分放大器的放大系數(shù)來(lái)進(jìn)行。在下列


中描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，其中附圖中的傳感器的相同的 (也就是說(shuō)功能相同的或構(gòu)造相同的)單個(gè)部分或單個(gè)元件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。在圖4至7中示出了干擾補(bǔ)償傳感器10的第一實(shí)施例。傳感器10具有第一測(cè)量通道12以及第二測(cè)量通道14，其基本上相同地來(lái)構(gòu)建。每個(gè)測(cè)量通道12、14在其兩個(gè)測(cè)量支路中(進(jìn)一步參見(jiàn)下文)的每個(gè)中均具有輸入端16或18 (進(jìn)一步參見(jiàn)下文)以及具有輸出端20或22。每個(gè)測(cè)量通道12、14還具有分別帶有兩個(gè)輸入端的激勵(lì)單元42、44和 46、48，用于產(chǎn)生兩個(gè)幅度調(diào)制的時(shí)鐘信號(hào)(進(jìn)一步參見(jiàn)下文)。在此，幅值借助功能單元62由測(cè)量值形成。兩個(gè)測(cè)量通道12、14的兩個(gè)輸出端20、22與主減法器M的輸入端連接。 該主減法器M的輸出端沈與調(diào)節(jié)器單元30的輸入觀連接，在該調(diào)節(jié)器單元的輸出端32 上有如下信號(hào)形式的實(shí)際測(cè)量值，該信號(hào)為了零校正而用于控制測(cè)量通道12、14，如這基本上由名稱為希路仕的方法得知的那樣。在根據(jù)圖4的實(shí)施例中，傳感器10的每個(gè)測(cè)量通道12、14都具有測(cè)量支路34或 36 (以下稱為第一測(cè)量支路34和第二測(cè)量支路36)以及參考支路38或40 (以下稱為第一參考支路38和第二參考支路40)。這些測(cè)量支路和參考支路中的每個(gè)都包括激勵(lì)單元 42、44、46或48。第一測(cè)量支路34設(shè)置有測(cè)量電容器50 (CMESS)，而第一參考支路38設(shè)置有參考電容器52(Cref)。第二測(cè)量通道的測(cè)量支路和參考支路設(shè)置有其它的測(cè)量電容器 54(CMESSK)或其它的參考電容器56(Crefk)。兩個(gè)測(cè)量通道12、14中的每個(gè)的兩個(gè)測(cè)量支路和參考支路在輸出端20、22上聚集，這些輸出端20、22形成第一測(cè)量通道減法器和第二測(cè)量通道減法器58、60。圖4中所示的根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量方法的實(shí)施方案的工作原理在于借助在幾何結(jié)構(gòu)上非常類似于第一傳感器電容器(CMESQ來(lái)設(shè)計(jì)的第二傳感器電容器(CMESSK)又一次捕獲干擾，并且來(lái)自兩個(gè)傳感器支路的干擾信號(hào)可以在后置的差分放大器中相互消除。圖5示出的沒(méi)有干擾的原理測(cè)量過(guò)程。首先借助信號(hào)MODP和MODN進(jìn)行測(cè)量電橋 1的激勵(lì)。測(cè)量電橋2在該時(shí)間期間是非活動(dòng)的。測(cè)量電容CMESS和參考電容在時(shí)刻t/tN =3 —樣大。因而，在調(diào)整過(guò)的狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)MODP和MODN上的調(diào)制幅度同樣一樣大，并且在第一電荷放大器(節(jié)點(diǎn)LVl)的輸出端上，電流通過(guò)測(cè)量電橋1的兩個(gè)支路被消除為零。 調(diào)節(jié)回路處于調(diào)整過(guò)的狀態(tài)。在時(shí)刻t/tN = 3，測(cè)量電容變化。由此，在電荷放大器LVl上形成由同步解調(diào)器整流的信號(hào)。調(diào)節(jié)器改變調(diào)制幅度，直至調(diào)節(jié)偏差再次變成零。在時(shí)刻 t/tN = 4，測(cè)量電橋2激活，而測(cè)量電橋1關(guān)斷。該轉(zhuǎn)換在通常情況下導(dǎo)致在此未示出的起振過(guò)程。假設(shè)調(diào)節(jié)器借助其在測(cè)量電橋2去激活之前所具有的最后的工作點(diǎn)來(lái)起動(dòng)。由于電容CMESSK在測(cè)量期間不變化，所以測(cè)量電橋保持在調(diào)整(eingeregelt)狀態(tài)。干擾通常作為電磁輻射在節(jié)點(diǎn)CM和CMK上耦合輸入到放大器中。作為示例，圖6 示出了電容性耦合輸入的情況。圖7示出的正弦形干擾的信號(hào)變化曲線(UST0ER)。現(xiàn)在， 在兩個(gè)電荷放大器的輸出端LVl和LV2上，該干擾信號(hào)疊加。由于隨后的差分放大器的共模抑制，干擾被衰減。相反，有用信號(hào)在解調(diào)器上以放大的方式被再現(xiàn)，使得測(cè)量可以不受干擾影響地來(lái)進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的傳感器的實(shí)施形式(不僅根據(jù)圖4至7，而且是完全一般性的)具有如下特性可以有效地抑制在同步頻率及其多倍的范圍中的電磁干擾本身。當(dāng)兩個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于EM干擾的天線作用一樣大時(shí)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的工作方式。有利的是，傳感器面在幾何學(xué)上近似并列、彼此對(duì)稱地被設(shè)計(jì)并且(如果可能則)沒(méi)有大的幾何延伸。由此實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)求和點(diǎn)上的干擾的強(qiáng)度一樣大，由此在隨后的具有其共模抑制品質(zhì)的差分放大器中實(shí)現(xiàn)消除。因?yàn)樵O(shè)計(jì)用于抑制干擾的傳感器電極CMESSK可以被考慮(通過(guò)相應(yīng)的移相)直接用于獲得信號(hào)，所以在這方面最優(yōu)地利用總的傳感器面。優(yōu)選實(shí)施方案的描述圖8中所示的電路框圖再現(xiàn)了用于測(cè)量任意線性RLC網(wǎng)絡(luò)中的電參數(shù)的傳感器的結(jié)構(gòu)。測(cè)量RLC網(wǎng)絡(luò)元件50 J4相對(duì)于參考RLC網(wǎng)絡(luò)52、56的參數(shù)變化。
良好EMV的前提仍是到傳感器(測(cè)量)電橋12和14的兩個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的干擾入射以相同程度(對(duì)稱地)來(lái)進(jìn)行。測(cè)量電橋12和14的激勵(lì)不僅可以同時(shí)而且可以時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行。圖8示出了同時(shí)測(cè)量的情況。于是，所有四個(gè)調(diào)制器的時(shí)鐘信號(hào)在測(cè)量期間活動(dòng)。在一般情況下，當(dāng)兩個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的RLC參數(shù)分別在其支路34、38或36、40中不完全一致時(shí)，則不是譬如在求和點(diǎn)CM 20和CMK 22上，而是在節(jié)點(diǎn)AMPOUT沈上才將有用信號(hào)消除為零。借助圖8中所示的信號(hào)“極性”，可以在差分運(yùn)算與求和運(yùn)算之間轉(zhuǎn)換。在求和模式下，兩個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的電參數(shù)的變化在調(diào)節(jié)器信號(hào)“測(cè)量值”中相加。在差分運(yùn)算中僅記錄兩個(gè)“半傳感器” 12、14之間的差。當(dāng)有用信號(hào)作為差信號(hào)來(lái)生成并且共模分量(例如溫度影響)應(yīng)被抑制時(shí)，該運(yùn)算模式是特別合適的。在時(shí)間連續(xù)的測(cè)量的情況下，如在圖4和5中所示出的那樣，僅調(diào)制一個(gè)通道，而另一通道的調(diào)制源是非活動(dòng)的。在這種類型的控制的情況下，在相應(yīng)的活動(dòng)的通道的求和點(diǎn)CM或CMK上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)零消除。傳感器/參考網(wǎng)絡(luò)的示例圖9至11示出了傳感器/參考網(wǎng)絡(luò)的示例。圖9中示出的電路適于與地相關(guān)地測(cè)量電容。使用圖10中示出的網(wǎng)絡(luò)，以便測(cè)量由電容器C(Ml)和C(M2)構(gòu)成的電容性分壓器。分析通過(guò)具有有源求和的靜電計(jì)放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖11示出用于分析電容性分壓器的另一變型方案。在這種情況下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)由高阻電阻器耦合輸出電壓。由此，求和可以在節(jié)點(diǎn) CM和CMK上無(wú)源地進(jìn)行。沒(méi)有參考網(wǎng)絡(luò)的傳感器變型方案圖12示出了傳感器測(cè)量電橋的可替選的實(shí)現(xiàn)可能性。與圖8的電路框圖相比，省去了參考網(wǎng)絡(luò)以及用于激勵(lì)參考網(wǎng)絡(luò)的反相時(shí)鐘?，F(xiàn)在，有用信號(hào)的求和不再通過(guò)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)CM或CMK上進(jìn)行，該求和而是有源地在差分放大器的輸出端AMPOUT上進(jìn)行。與圖8中示出的實(shí)現(xiàn)方案相比，其中圖8中示出的實(shí)現(xiàn)方案可以在求和運(yùn)算與差分運(yùn)算之間轉(zhuǎn)換，在此描述的變型方案僅實(shí)現(xiàn)差分運(yùn)算。于是，傳感器輸出信號(hào)“測(cè)量值” 32 僅對(duì)兩個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)12和14之間的差作反應(yīng)。如果兩個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的要測(cè)量的參數(shù)以相同的程度變化，則傳感器對(duì)此不作反應(yīng)。因而，在此涉及純的差值傳感器。根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)由節(jié)點(diǎn)CM和CMK達(dá)到調(diào)節(jié)回路中的電磁干擾經(jīng)由差分放大器的共模抑制來(lái)衰減?？商孢x的調(diào)節(jié)方法在傳感器的迄今的實(shí)施方案中，傳感器網(wǎng)絡(luò)和參考網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制信號(hào)的幅度被調(diào)節(jié)。另一可能性在于，控制一個(gè)或多個(gè)RLC網(wǎng)絡(luò)元件的參數(shù)值，以便引起在解調(diào)器輸入端上的零信號(hào)補(bǔ)償。圖13中示出的電路框圖說(shuō)明該工作原理。測(cè)量電橋16、18順序地來(lái)激活。在該電路框圖中，根據(jù)輸出端“測(cè)量值”上的換向開關(guān)的開關(guān)位置，測(cè)量電橋1是活動(dòng)的。兩個(gè)調(diào)制器如迄今那樣利用反相的時(shí)鐘來(lái)激勵(lì)。然而在此，幅度在兩個(gè)調(diào)制器的情況下被保持在恒定值上。在這種情況下，通過(guò)在參考網(wǎng)絡(luò)中調(diào)節(jié)相關(guān)的器件的值直至再次建立傳感器網(wǎng)絡(luò)和參考網(wǎng)絡(luò)的校正或在節(jié)點(diǎn)AMPOUT 26上存在零信號(hào)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。也可能的是，將兩種調(diào)節(jié)類型相互組合。例如，首先通過(guò)調(diào)節(jié)參考網(wǎng)絡(luò)中的器件的值來(lái)執(zhí)行預(yù)校正(Vorabgleich)，以便接下來(lái)(在第二階段)通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)制幅度繼續(xù)精細(xì)協(xié)調(diào)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器通過(guò)預(yù)校正引導(dǎo)到特性曲線的較敏感的范圍中，并且此后測(cè)量通過(guò)調(diào)節(jié)幅度以更高的分辨率繼續(xù)。另一用處由此形成通過(guò)參考網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)化校正可以提高該工作點(diǎn)中的測(cè)量方法的精度。用于改進(jìn)EMV的校正可能性如果電磁干擾的耦合輸入并非理想對(duì)稱地在節(jié)點(diǎn)CM和CMK上實(shí)現(xiàn)，則針對(duì)本應(yīng)用的干擾抑制可能不夠好。在這種情況下可能的是，通過(guò)不對(duì)稱地改變涉及差分放大器的正輸入端和負(fù)輸入端的放大系數(shù)的方式將干擾校正為零。圖14示出了將負(fù)輸入端的放大系數(shù)相對(duì)于正輸入端改變的可能性。校正也可以在放大器電路中在其他部位上實(shí)現(xiàn)。例如，可以使得電荷放大器中的反饋電容器可調(diào)節(jié)，并且通過(guò)相互失調(diào)來(lái)補(bǔ)償傳感器的外部不對(duì)稱性。附圖標(biāo)記列表
10傳感器
12第--測(cè)量通道
14第二二測(cè)量通道
16第--測(cè)量通道的輸入端
18第二二測(cè)量通道的輸入端
20第--測(cè)量通道的輸出端
22第二二測(cè)量通道的輸出端
24主減法器
26主減法器的輸出端
28調(diào)節(jié)器單元的輸入端
30調(diào)節(jié)器單元
32調(diào)節(jié)器單元的輸出端
34第--測(cè)量通道的測(cè)量支路
36第二二測(cè)量通道的測(cè)量支路
38第--測(cè)量通道的參考支路
40第二二測(cè)量通道的參考支路
42第--測(cè)量通道的測(cè)量支路的激勵(lì)單元
44第--測(cè)量通道的參考支路的激勵(lì)單元
46第二二測(cè)量通道的測(cè)量支路的激勵(lì)單元
48第二二測(cè)量通道的參考支路的激勵(lì)單元
50第--測(cè)量通道的測(cè)量支路的測(cè)量電容器
52第--測(cè)量通道的參考支路的參考電容器
54第二二測(cè)量通道的測(cè)量支路的測(cè)量電容器
56第二二測(cè)量通道的參考支路的參考電容器
58第--測(cè)量通道的減法器
60第二二測(cè)量通道的減法器
62用于產(chǎn)生作為測(cè)量值的函數(shù)的幅度的單元
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)接觸地檢測(cè)位于檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)象的干擾補(bǔ)償傳感器、尤其是雨水傳感器，其具有-第一測(cè)量通道和第二測(cè)量通道(12，14)，所述第一測(cè)量通道和第二測(cè)量通道分別具有激勵(lì)裝置并且分別具有輸出端00，22)，其中兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)尤其基本上相同，-主減法器(M)，所述主減法器具有用于輸出測(cè)量通道(12，14)的輸出端(20，22)上的信號(hào)的差的輸出端06)，-調(diào)節(jié)器單元(30)，所述調(diào)節(jié)器單元具有與主減法器04)的輸出端06)連接的輸入端并且具有用于輸出調(diào)節(jié)器信號(hào)的輸出端，兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)能夠根據(jù)所述調(diào)節(jié)器信號(hào)來(lái)激勵(lì)，使得主減法器04)的輸出端06)上的信號(hào)能夠被調(diào)節(jié)成零，-其中能夠根據(jù)調(diào)節(jié)器的輸出端上的信號(hào)的大小確定對(duì)象是否位于檢測(cè)區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，-每個(gè)測(cè)量通道(12，14)均具有測(cè)量支路(34，36)，所述測(cè)量支路(34，36)具有用于在所述測(cè)量支路(34，36)的輸出端上產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)的測(cè)量支路激勵(lì)單元02，46)；以及參考支路(38，40)，所述參考支路(38，40)具有用于在所述參考支路(38，40)的輸出端上產(chǎn)生參考信號(hào)的參考支路激勵(lì)單元04，48)，-存在第一測(cè)量通道減法器和第二測(cè)量通道減法器(58，60)，其中每個(gè)測(cè)量通道(12， 14)分別與用于形成在相應(yīng)的測(cè)量通道(12，14)的測(cè)量支路和參考支路(34，36，38，40)的輸出端上測(cè)量信號(hào)與參考信號(hào)之間的差分信號(hào)的減法器關(guān)聯(lián)，并且所述差分信號(hào)在相應(yīng)的測(cè)量通道(12，14)的測(cè)量通道輸出端上，-主減法器04)設(shè)置在一方為第一測(cè)量通道減法器和第二測(cè)量通道減法器(58，60)與另一方為調(diào)節(jié)器單元(30)之間，以及-兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)的測(cè)量支路和參考支路(34，36，38，40)能夠根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)來(lái)激勵(lì)，使得每個(gè)測(cè)量通道(12，14)的測(cè)量信號(hào)和參考信號(hào)的差分信號(hào)能夠被調(diào)節(jié)到零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，每個(gè)測(cè)量通道均具有電容性的、電感性的、光學(xué)的和/或電阻性測(cè)量傳感器元件或參考元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其特征在于，每個(gè)測(cè)量支路和參考支路(34，36，38， 40)均具有電容性的、電感性的、光學(xué)的和/或電阻性的測(cè)量傳感器元件或參考元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的傳感器，其特征在于，兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)能夠同時(shí)地或者在時(shí)間上交替地來(lái)激勵(lì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的傳感器，其特征在于，每個(gè)測(cè)量通道(12，14)能夠間歇性地來(lái)激勵(lì)，并且每個(gè)測(cè)量通道的測(cè)量支路以及每個(gè)測(cè)量通道的參考支路(34，36，38，40)能夠以推挽式工作方式來(lái)激勵(lì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的傳感器，其特征在于，兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)或者兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)的測(cè)量支路和參考支路(34，36，38，40)的零調(diào)節(jié)激勵(lì)以幅度調(diào)制的方式進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)引用權(quán)利要求2的權(quán)利要求3至5之一所述的傳感器，其特征在于，第一減法器和第二減法器中的每個(gè)均構(gòu)建為相應(yīng)的測(cè)量通道(12，14)的測(cè)量支路和參考支路(34，36，38，40)的輸出端的連接節(jié)點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)引用權(quán)利要求2的權(quán)利要求3至6之一所述的傳感器，其特征在于，第一減法器和第二減法器和/或其他的減法器中的每個(gè)都具有信號(hào)放大器。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)引用權(quán)利要求2的權(quán)利要求3至7之一所述的傳感器， 其特征在于，能夠借助調(diào)節(jié)器信號(hào)激勵(lì)兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)的測(cè)量支路和參考支路(34， 36，38，40)的激勵(lì)單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)引用權(quán)利要求2的權(quán)利要求3至8之一所述的傳感器，其特征在于，參考通道具有可調(diào)節(jié)的參考元件，并且兩個(gè)測(cè)量支路(34，36)的參考通道的參考元件能夠借助調(diào)節(jié)器信號(hào)來(lái)改變。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的傳感器，其特征在于，測(cè)量通道(12，14)之間的幾何的和電學(xué)的不對(duì)稱性能夠通過(guò)主減法器04)中的可調(diào)節(jié)的權(quán)重來(lái)補(bǔ)償。
全文摘要
一種用于無(wú)接觸地檢測(cè)位于檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)象的干擾補(bǔ)償傳感器(10)、尤其是雨水傳感器，其設(shè)置有分別具有激勵(lì)裝置和輸出端(20，22)的第一測(cè)量通道和第二測(cè)量通道(12，14)，其中兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)基本上相同。傳感器(10)還具有主減法器(24)，該主減法器具有用于輸出測(cè)量通道(12，14)的輸出端(20，22)上的信號(hào)的差的輸出端(26)。傳感器(10)設(shè)置有調(diào)節(jié)器單元(30)，該調(diào)節(jié)器單元具有與主減法器(24)的輸出端(26)連接的輸入端，并且具有用于輸出調(diào)節(jié)器信號(hào)的輸出端，根據(jù)該調(diào)節(jié)器信號(hào)可以激勵(lì)兩個(gè)測(cè)量通道(12，14)，使得主減法器(24)的輸出端(26)上的信號(hào)能被調(diào)節(jié)成零?？梢愿鶕?jù)調(diào)節(jié)器的輸出端上的信號(hào)大小確定對(duì)象是否位于檢測(cè)區(qū)域中。
文檔編號(hào)B60S1/08GK102224041SQ200980146801
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者埃哈德·施韋寧格, 埃哈德·米施, 羅伯托·扎瓦基, 羅爾夫·梅爾徹 申請(qǐng)人:埃爾莫斯半導(dǎo)體公司, 閃存系統(tǒng)有限公司