测量导体对地电容的装置及其测量方法制造方法及图纸

一种测量导体对地电容的装置，包括至少三个开关器件，所述三个开关器件中的每个开关器件都有各自独立的断开状态和各自独立的唯一的闭合状态；所述三个开关器件中的每个开关器件的一端与两个电压值相异的电压端之一电气连通，另一端则与有两个端口且已知电容值的第一电容器的其中一个端口电气相通；所述第一电容器的一个端口与导体的一端直接电气相通，即所述端口与所述导体之间不包含任何开关器件，该所述端口称为电容近端，所述第一电容器的另一个端口则相应的被称为电容远端，所述导体的另一端则连接有未知电容值的第二电容器；　　　　包括一个电压测量电路，所述电压测量电路与第一电容器的任意一个端口直接电气连通，即所述端口与所述第一电容器之间不包含任何开关器件；　　　　包括一个用来控制上述三个开关器件开合的控制器，所述控制器在任意时刻使所述三个开关器件之一工作在断开状态；　　　　其特征是：所述三个开关器件中的第一开关器件两端分别连接所述电容远端与电压一，当该开关器件在闭合状态时所述电容远端与所述电压一接通，当该开关器件在断开状态时所述电容远端与所述电压一断开；所述三个开关器件中的第二开关器件两端分别连接所述电容近端与电压二，当该开关器件在闭合状态时所述电容近端与所述电压二接通，当该开关器件在断开状态时所述电容近端与所述电压二断开；所述三个开关器件中的第三开关器件两端分别连接所述电容近端与所述电压一，当该开关器件在闭合状态时所述电容近端与所述电压一接通，当该开关器件在断开状态时所述电容近端与所述电压一断开。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容测量装置及其测量使用方法，特别是涉及一种测量导体对地电容的装置及其测量使用方法。
技术介绍
文献号为US6466036B1的美国专利于2002年10月15日公开了一种“电荷转移测量电路”。该专利的专利技术人展示了用电荷转移的方法来测量导体的对地电容的电路装置及其电荷测量方法。该电路装置的具体技术方案为一种测量导体对地电容的装置，该装置包括至少三个开关器件，这三个开关器件中的每开关器件都有各自独立的断开状态和唯一的各自独立的闭合状态，这三个开关器件中的每开关器件在电气上与两个相异的参考电压中的其中之一相连接；一个有两个端口的第一电容器，这两个端口中“电容近端”的端口与导体直接电气连通，也就是说该端口与导体之间不包含任何开关器件，另外一端为电容“远端”；一个电压测量电路与第一电容器的任意一端直接电气连通，也就是说中间不包含任何开关器件，该电路由一个逻辑门和一个电压比较器组成；在这些器件之间至少三个开关器件中的第一开关器件两端分别连接电容远端与第一个参考电压，当该开关在闭合状态时电容远端与第一个参考电压接通，当该开关在断开状态时电容远端与第一个参考电压断开；至少三个开关器件中的第二开关器件两端分别连接电容近端与第二个参考电压，当该开关在闭合状态时电容近端与第二个参考电压接通，当该开关在断开状态时电容近端与第二个参考电压断开；至少三个开关器件中的第三开关器件两端分别连接电容远端与第二个参考电压，当该开关在闭合状态时电容远端与第二个参考电压接通，当该开关在断开状态时电容远端与第二个参考电压断开；本装置进一步包括一个控制器来操作上述三开关器件，使任意时刻至少三开关器件中至少有一开关器件工作在其独立的断开状态。采用上述装置后，通过测量、计算所述未知电容的方式，来判断未知电容的变化，从而感知是否有物体靠近或者接触。但实现以上的功能还可以有其他的技术方案，前述提到的美国专利仅公开了其中的一种方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种测量导体对地电容的装置及其测量使用方法。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案是一种测量导体对地电容的装置，包括至少三个开关器件，所述三个开关器件中的每个开关器件都有各自独立的断开状态和各自独立的唯一的闭合状态；所述三个开关器件中的每个开关器件的一端与两个电压值相异的电压端之一电气连通，另一端则与有两个端口且已知电容值的第一电容器的其中一个端口电气相通；所述第一电容器的一个端口与导体的一端直接电气相通，即所述端口与所述导体之间不包含任何开关器件，该所述端口称为电容近端，所述第一电容器的另一个端口则相应的被称为电容远端，所述导体的另一端则连接有未知电容值的第二电容器；包括一个电压测量电路，所述电压测量电路与第一电容器的任意一个端口直接电气连通，即所述端口与所述第一电容器之间不包含任何开关器件；包括一个用来控制上述三个开关器件开合的控制器，所述控制器在任意时刻使所述三个开关器件之一工作在断开状态； 关键是所述三个开关器件中的第一开关器件两端分别连接所述电容远端与电压一，当该开关器件在闭合状态时所述电容远端与所述电压一接通，当该开关器件在断开状态时所述电容远端与所述电压一断开；所述三个开关器件中的第二开关器件两端分别连接所述电容近端与电压二，当该开关器件在闭合状态时所述电容近端与所述电压二接通，当该开关器件在断开状态时所述电容近端与所述电压二断开；所述三个开关器件中的第三开关器件两端分别连接所述电容近端与所述电压一，当该开关器件在闭合状态时所述电容近端与所述电压一接通，当该开关器件在断开状态时所述电容近端与所述电压一断开。作为本专利技术的改进一，所述电压一是一个给定直流电压，所述电压二是一个高于所述电压一的给定直流电压。用所述测量导体对地电容的装置对导体对地电容的测量时，可以采用以下的方法1所述测量导体对地电容的方法包括以下顺序的执行步骤a)同时将所述第一开关器件与所述第三开关器件设定到闭合状态，将所述第二开关器件设定为断开状态，使所述第一电容器的所述电容远端和电容近端同时连接到所述电压一，将所述第一电容器复位到初始状态；b)同时将第一开关器件与第三开关器件设定到断开状态；c)将第二开关器件设定到闭合状态，等待一个设定的时间，然后将第二开关器件设定到断开状态；d)将第一开关器件设定到闭合状态，对第一电容器充电，等待一个设定的时间；e)通过电压测量电路测量第一电容器两端的电压差值，该数值反映了导体对地电容的大小。作为本方法的优选方案，所述步骤e)之后还包括一个循环步骤f)，即按照设定的次数重复所述步骤b)、c)、d)、e)。作为本方法的另一优选方案，还包括循环步骤d1)，即按照设定的次数重复步骤b)、c)、d)，所述循环步骤d1)发生在所述步骤d)之后且在所述e)步骤之前，在设定的次数届满时，所述循环步骤d1)转到所述步骤e)。作为本方法的再一优选方案，还包括步骤c0)，即改变第一电容器存储的电荷量到一个设定的值，所述步骤c0)发生在所述步骤c)之前。用所述测量导体对地电容的装置对导体对地电容的测量时，还可以采用以下的方法2所述测量导体对地电容的方法包括以下顺序的执行步骤a)同时将所述第一开关器件与所述第二开关器件设定到闭合状态，等待一个设定的时间，使所述第一电容器存储一个设定的电荷量；b)同时将所述第一开关器件与所述第二开关器件设定到断开状态；c)将所述第三开关器件设定到闭合状态，等待一个设定的时间，然后将所述第三开关器件设定到断开状态；d)将所述第一开关器件设定到闭合状态，使所述第一电容器放电，等待一个设定的时间；e)通过电压测量电路测量所述第一电容器两端的电压差值，该数值反映了导体对地电容的大小。作为本方法的优选方案，所述步骤e)之后还包括一个循环步骤f)，即按照设定的次数重复所述步骤b)、c)、d)、e)。作为本方法的另一优选方案，还包括循环步骤d1)，即按照设定的次数重复步骤b)、c)、d)，所述循环步骤d1)发生在所述步骤d)之后且在所述e)步骤之前，在设定的次数届满时，所述循环步骤d1)转到所述步骤e)。作为本方法的再一优选方案，还包括步骤c0)，即改变第一电容器存储的电荷量到一个设定的值，所述步骤c0)发生在所述步骤c)之前。作为本专利技术的改进二，所述电压二是一个给定直流电压，所述电压一是一个高于所述电压二的给定直流电压。用所述测量导体对地电容的装置对导体对地电容的测量时，可以采用以下的方法所述测量导体对地电容的方法包括以下顺序的执行步骤a)同时将所述第一开关器件与所述第三开关器件设定到闭合状态，使所述第一电容器的所述电容远端和电容近端同时连接到所述电压一，将所述第一电容器复位到初始状态；b)同时将所述第一开关器件、所述第二开关器件与所述第三开关器件设定到断开状态；c)将所述第一开关器件设定到闭合状态，使所述第一电容器充电，等待一个设定的时间，然后将所述第一开关器件设定到断开状态；d)将所述第二开关器件设定到闭合状态，等待一个设定的时间；e)通过电压测量电路测量所述第一电容器两端的电压差值，该数值反映了导体对地电容的大小。作为本方法的优选方案，所述步骤e)之后还包括一个循环步骤f)，即按照设定的次数重复所述步骤b)、c)、d)、e)。作为本方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量导体对地电容的装置，包括至少三个开关器件，所述三个开关器件中的每个开关器件都有各自独立的断开状态和各自独立的唯一的闭合状态；所述三个开关器件中的每个开关器件的一端与两个电压值相异的电压端之一电气连通，另一端则与有两个端口且已知电容值的第一电容器的其中一个端口电气相通；所述第一电容器的一个端口与导体的一端直接电气相通，即所述端口与所述导体之间不包含任何开关器件，该所述端口称为电容近端，所述第一电容器的另一个端口则相应的被称为电容远端，所述导体的另一端则连接有未知电容值的第二电容器；　　　　包括一个电压测量电路，所述电压测量电路与第一电容器的任意一个端口直接电气连通，即所述端口与所述第一电容器之间不包含任何开关器件；　　　　包括一个用来控制上述三个开关器件开合的控制器，所述控制器在任意时刻使所述三个开关器件之一工作在断开状态；　　　　其特征是：所述三个开关器件中的第一开关器件两端分别连接所述电容远端与电压一，当该开关器件在闭合状态时所述电容远端与所述电压一接通，当该开关器件在断开状态时所述电容远端与所述电压一断开；所述三个开关器件中的第二开关器件两端分别连接所述电容近端与电压二，当该开关器件在闭合状态时所述电容近端与所述电压二接通，当该开关器件在断开状态时所述电容近端与所述电压二断开；所述三个开关器件中的第三开关器件两端分别连接所述电容近端与所述电压一，当该开关器件在闭合状态时所述电容近端与所述电压一接通，当该开关器件在断开状态时所述电容近端与所述电压一断开。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伍颖超，
申请(专利权)人：伍颖超，
类型：发明
国别省市：94