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ARRANGEMENT AND METHOD FOR CAPACITIVE SENSING OF THE ROTARY MOVEMENT OF A ROTARY ELEMENT | ANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR KAPAZITIVEN ABTASTUNG DER DREHBEWEGUNG EINES DREHELEMENTS | AGENCEMENT ET PROCÉDÉ DE DÉTECTION CAPACITIVE DU MOUVEMENT DE ROTATION D'UN ÉLÉMENT ROTATIF.

Patentnummer:EP2691743B1
IPC Hauptklasse:G01D0005241
Anmelder:
Erfinder:
Anmeldung:13.01.12
Offenlegung:30.03.11
Patenterteilung:11.01.17

Abstract / Hauptanspruch
Es werden eine Anordnung und ein Verfahren zur kapazitiven Abtastung der Drehbewegung eines Drehelements beschrieben, wobei die Anordnung vier in einer Ebene angeordnete Elektroden (1, 2, 3, 4), eine an die Elektroden (1, 2, 3, 4) angeschlossene Auswerteeinrichtung (18) und eine elektrisch leitende Koppelfläche (5) aufweist, welche an dem Drehelement den Elektroden (1, 2, 3, 4) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die Elektroden (1, 2, 3, 4) eine zentrale Anregungselektrode (4) umfassen, um die herum die übrigen Elektroden (1, 2, 3) angeordnet sind, wobei die Koppelfläche (5) in jeder Drehstellung der Fläche der Anregungselektrode (4) gegenüberliegt und einen Teil der durch die übrigen Elektroden (1, 2, 3) gebildeten Fläche abdeckt sowie bei einer Drehung des Drehelements verschiedene Bereiche der durch die übrigen Elektroden (1, 2, 3) gebildeten Fläche überstreicht, und wobei die Auswerteeinrichtung (18) eine an die Anregungselektrode (4) angeschlossene Anregungsschaltung (19) zur Erzeugung von Anregungspulsen (13) mit einer vorgegebenen Frequenz und eine an die übrigen Elektroden (1, 2, 3) angeschlossene Auswertungsschaltung (20) zum Erfassen der an den übrigen Elektroden (1, 2, 3) anliegenden Spannungssignale und zum Vergleichen dieser Spannungssignale aufweist. Die übrigen Elektroden (1, 2, 3) durch zwei Sensorelektroden (1, 3) und eine gemeinsame Referenzelektrode (2) gebildet, wobei zumindest die gemeinsame Referenzelektrode (2) von den Sensorelektroden (1, 3) verschieden ausgebildet ist, und dass die Auswertungsschaltung (20) derart ausgebildet ist, dass jeweils eine Differenz (DIFF1, DIFF2) des Spannungssignals zwischen einer der beiden Sensorelektroden (1, 3) und der gemeinsamen Referenzelektrode (2) gebildet wird.

The invention relates to an arrangement and a method for capacitive sensing of the rotary movement of a rotary element, wherein the arrangement has four electrodes (1, 2, 3, 4) disposed in a plane, an evaluation unit (18) connected to the electrodes (1, 2, 3, 4) and an electrically conductive coupling surface (5) which is disposed on the rotary element opposite the electrodes (1, 2, 3, 4). The electrodes (1, 2, 3, 4) comprise a central excitation electrode (4) around which the remaining electrodes (1, 2, 3) are disposed. In each rotated position the coupling surface (5) lies opposite the surface of the excitation electrode (4) and covers a part of the surface formed by the other electrodes (1, 2, 3) and sweeps over different areas of the surface formed by the remaining electrodes (1, 2, 3) during rotation of the rotary element. The evaluation unit (18) has an excitation circuit (19) connected to the excitation electrode (4) to generate excitation pulses (13) having a predetermined frequency, and an evaluation circuit (20) connected to the remaining electrodes (1, 2, 3) for detecting the voltage signals applied to the remaining electrodes (1, 2, 3) and for comparing these voltage signals. The remaining electrodes (1, 2, 3) are formed by two sensor electrodes (1, 3) and a common reference electrode (2), wherein at least the common reference electrode (2) is formed differently by the sensor electrodes (1, 3), and the evaluation circuit (20) is designed in such a way that a respective difference (DIFF1, DIFF2) of the voltage signal between one of the two sensor electrodes (1, 3) and the common reference electrode (2) is formed.

L'invention concerne un agencement et un procédé de détection capacitive du mouvement de rotation d'un élément rotatif. L'agencement comprend quatre électrodes (1, 2, 3, 4) disposées dans un plan, un dispositif d'analyse (18) raccordé aux électrodes (1, 2, 3, 4) et une surface de couplage (5) électroconductrice qui est disposée sur l'élément rotatif, en face des électrodes (1, 2, 3, 4). Les électrodes (1, 2, 3, 4) entourent une électrode centrale d'excitation (4), autour de laquelle sont disposées les autres électrodes (1, 2, 3). La surface de couplage (5), dans chacune des positions de rotation, se trouve opposée à la surface de l'électrode d'excitation (4) et recouvre une partie de la surface constituée par les autres électrodes (1, 2, 3) et, lors de la rotation de l'élément rotatif, balaie différentes zones de la surface formée par les autres électrodes (1, 2, 3). Le dispositif d'analyse (18) possède un circuit d'excitation (19) raccordé à l'électrode d'excitation (4) afin de produire des impulsions d'excitation (13) à une fréquence prédéterminée et un circuit d'analyse (20) raccordé aux autres électrodes (1, 2, 3) afin de détecter les signaux de tension appliqués aux autres électrodes (1, 2, 3) et de comparer ces signaux de tension. Les autres électrodes (1, 2, 3) sont formées par deux électrodes de détection (1, 3) et une électrode de référence commune (2). Au moins l'électrode de référence commune (2) est formée différemment des électrodes de détection (1, 3) et le circuit d'analyse (20) est configuré pour que soit formée une différence (DIFF1, DIFF2) du signal de tension entre l'une des deux électrodes de détection (1, 3) et l'électrode de référence commune (2).

EP2691743B1


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