[发明专利]差分电容感测系统

说明书

一种装置(600)包括沿着由四个固定电极限定的间隙通路移动的可移动电极(695)。第一(610A)和第二(620A)固定电极相隔第一距离。第三(610B)和第四(620B)固定电极相隔第二距离并且分别与第一和第二固定电极相邻。耦合到四个固定电极的电容感测电路使用第一和第二固定电极确定第一电容并且使用第三和第四固定电极确定第二电容。在一些示例中，该装置还包括相隔第三距离并与第一和第二固定电极垂直的第五(630A)和第六(640A)固定电极以及相隔第四距离并与第三和第四固定电极垂直的第七(630B)和第八(640B)固定电极。第五和第七固定电极相邻，并且第六和第八固定电极相邻。

背景技术

许多类型的机器和设备都是通过用户拉动或按下机械致动器(例如扳机、按钮等)来操作。对于某些设备，用户操作致动器的力会影响设备的操作。例如，用户扣动钻孔机的扳机的力度越大，钻孔机的马达旋转得越快，从而提高钻头的速度。一些设备使用电容感测来实现这种力敏控制机制。许多电容感测系统不直接测量电容，而是基于测量到的电极上的电荷变化间接确定电容。

然而，电极的电场和相对电荷会受到干扰电场、电极上的应力、触摸或其他干扰、温度、湿度等的影响，并且一些电容感测系统可能无法区分电极上的电荷的环境变化和电容变化。在钻孔机的示例中，干扰电场、温度、湿度等可能会改变致动器的电容，使得钻头比用户预期的更慢或更快，从而阻碍用户使用钻孔机执行任务的能力和增加受伤的风险。

发明内容

一种示例装置包括限定间隙通路的四个固定电极和配置为沿着间隙通路移动的可移动电极。第一和第二固定电极相隔第一距离，并且第三和第四固定电极相隔第二距离。第一和第三固定电极相邻，并且第二和第四固定电极相邻。耦合到四个固定电极的电容感测电路使用第一和第二固定电极确定第一电容并使用第三和第四固定电极确定第二电容。在一些实施方式中，第一和第二固定电极在第一节点处耦合在一起，并且第三和第四固定电极在第二节点处耦合在一起。在一些实施方式中，可移动电极包括浮动电极。在一些示例中，可移动电极没有电连接到电容感测电路。

一些实施方式还包括相隔第七距离并垂直于第一和第二固定电极的第五和第六固定电极。第七和第八固定电极相隔第八距离并垂直于第三和第四固定电极。第五和第七固定电极相邻，并且第六和第八固定电极相邻。在一些实施方式中，第五和第六固定电极在第三节点处耦合在一起，并且第七和第八固定电极在第四节点处耦合在一起。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：

图1示出包含电容感测控制致动器的设备。

图2示出图1中所示的电容感测控制致动器包括相对于固定电极移动的可移动电极。

图3A-图3C示出可移动电极和两对相邻的固定电极的示例配置。

图4示出图3A-图3C的电极的电气模型。

图5示出耦合到图3A-图3C的电极用于测量可移动电极和固定电极的有效电容的示例差分电容感测电路。

图6A-图6C示出可移动电极和四对固定电极的示例配置。

图7示出图6A-图6C的电极的电气模型。

图8示出耦合到图6A-图6C的电极配置用于测量可移动电极和固定电极的有效电容的示例差分电容感测电路。

图9A-图9B以流程图的形式示出使用差分电容感测电路确定可移动电极的位置的示例过程。

图10A-图10F示出可移动电极和固定电极的进一步示例配置。

具体实施方式