DE1919005A1 - Display circuit with capacitive probe - Google Patents

Description

Joseph Lucas (Industries) Limited l4. April 1969Joseph Lucas (Industries) Limited l4. April 1969

Great King StreetGreat King Street

Birmingham / England 2J ΐβΐ Ma/HeBirmingham / England 2J ΐβΐ Ma / He

Anzeigeschaltung mit kapazitiver SondeDisplay circuit with capacitive probe

Die Erfindung bezieht sich auf Anzeigeschaltungen mit kapazitiven Sonden und ist insbesondere für die Verwendung bei Anzeigevorrichtungen für Flüssigkeitsspiegel vorgesehen; sie kann Jedoch auch für die Anzeige anderer Parameter, beispielsweise für die Lineare Stellung eines Gegenstandes oder für eine Drehgeschwindigkeit verwendet werden.The invention relates to display circuits with capacitive probes and is particularly for use in display devices intended for liquid levels; However, it can also be used to display other parameters, for example for the linear position of an object or for a speed of rotation be used.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Brückenschaltung für Kapazitätsmessungen zu entwickeln, deren Empfindlichkeit im wesentlichen unabhängig von einer Streukapazität ist.The object of the invention is to develop a bridge circuit for capacitance measurements, its sensitivity is essentially independent of a stray capacitance.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Anzeigeschaltung mit einer kapazitiven Sonde, die eine Brückenschaltung enthält, in deren erstem Zweig ein erster Widerstand R in Reihe mit unbekannten Kapazität Cp geschaltet ist, die beträchtlich abfällt, wenn ein Parameter angezeigt wird und in deren zweiten Zweig ein zweiter Widerstand in Reihe mit einer Bezugskapazität Cr liegt und die Anzeigeschaltung eine Einrichtung enthält, die eine Frequanz W an die Brücke lieferte die Werte R, Cp und W derart gewählt sind* daß die Gleichung ™2 _a „ 2₀ -q2 erfüllt wirdοThe object is achieved in that in a display circuit with a capacitive probe which contains a bridge circuit, in the first branch of which a first resistor R is connected in series with an unknown capacitance Cp, which drops considerably when a parameter is displayed and in the second branch Branch, a second resistor is connected in series with a reference capacitance Cr and the display circuit contains a device which delivers a frequency W to the bridge, the values R, Cp and W are selected in such a way that the equation ™ 2 _a " 2 ₀ -q2 is fulfilled o

Ee-; cer /rückenschaltung gemäß der Erfindung beeinflussen gl-i-cL«er ,1Ke Änderungen der Werte Cp und Cr, die von Streuka pazitcittj. ^----JVr-Uhrenj, in keiner Weise die Empfindlichkeit der Brückenschai'&ung, Hierdurch können in großen Mengen hergestell te und in verschlacke:.. ·-:.■;■'-3sηf^-".^~-r:^z:* installierte Anzeigeeinrichtungen stei;.?· befr l^y-:.$enä ϊγ^^:::ϊ·;, rr-s·,. eier -.rv-~r-Ee-; The back circuit according to the invention affects gl-i-cL «er, 1Ke changes in the values of Cp and Cr, which are determined by Streuka pazitcittj. ^ ---- JVr-Uhrenj, in no way the sensitivity of the bridgeshai '& ung, This can be produced in large quantities and in slag: .. · - :. ■; ■' -3sηf ^ - ". ^ ~ -R : ^ z: * installed display devices stei;.? · befr l ^ y -:. $ enä ϊγ ^ ^: :: ϊ · ;, rr-s · ,. eier -.rv- ~ r-

meidliehen Änderungen der Streukapazität von.Fahrzeug zu Fahrzeug. Avoid changes in stray capacitance from vehicle to vehicle.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert werden.An embodiment of the invention will be based on the following the drawing will be explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Schaltungsschema eines Ausführungsbeispiels der Erfindung undFig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the Invention and

Fig. 2 eine scheraatische Ansicht einer Kapazitätsbrücke, die in Fig. 1 gezeigt ist.Fig. 2 is a schematic view of a capacitance bridge, the is shown in FIG.

In Fig. 1 geht die Schaltung von einer positiven und einer negativen Versorgungsleitung 11, 12 aus. Die Leitungen werden beispielsweise von der Batterie eines Kraftfahrzeuges gespeist, wobei die Leitung 12 vorzugsweise geerdet ist. Zwischen den Lei» tungen 11, 12 sind in Reihe ein Widerstand Rl und ein Widerstand R2 geschaltet. Ein Punkt zwischen diesen beiden Widerständen ist mit der Basis eines n-p-n-Transistors Tl verbunden, dessen ImIt= ter an der Leitung 12 über einen Widerstand R4 und dessen K:" ",ek·= tor an der Leitung 11 über einen Widerstand RJ liegt» Der Kollek= tor des Transistors Tl ist ferner mit der Basis eines n-p-n-Transistors T2 verbunden, dessen Kollektor an der Leitung 11 liegt und dessen Emitter mit der Leitung 12 über einen Widerstand R5 veÄtndQii isfc_o Die Emitter der beiden Transistoren Tl und T2 sind iiiteiBaaä©!³ über¹ einen Kondensator Cl verbunden» Die Basis des Tfaasist©]?© TS isfc fsr-sisr an die Leitung 12 über einen Widerstand Bß In FIG. 1, the circuit is based on a positive and a negative supply line 11, 12. The lines are fed, for example, from the battery of a motor vehicle, the line 12 preferably being grounded. A resistor R1 and a resistor R2 are connected in series between the lines 11, 12. A point between these two resistors is connected to the base of an npn transistor Tl, whose ImIt = ter is on line 12 via a resistor R4 and whose K: "", ek · = tor is on line 11 via a resistor RJ » The collector of the transistor Tl is also connected to the base of an npn transistor T2, the collector of which is connected to the line 11 and the emitter of which is connected to the line 12 via a resistor R5 veÄtndQii isfc _o The emitters of the two transistors T1 and T2 are iiiteiBaaä ©! ³ connected via ¹ a capacitor C1 »The base of the Tfaasist ©]? © TS isfc fsr-sisr to the line 12 via a resistor Bß

Die laiifctsp qse³ TtbmmIsboTsn Tl und T2 sind mit den Basen eines p-a-p^S^asgiSiaQj?® T^ iss eines n-p-n=Transistors TJ- verbunden, der-sn Eaitfe@s³ itöes"¹ ©inen Widerstand R7 miteinander verbunden sind, des? Kollekfcoi? d,®® Transistors T^ an der Leitung' 12 über einei; Widerstand R8 angeschlossen ist und der Kollektor des Transistors TJ) mit der Leitung 11 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors-The laiifctsp qse ³ TtbmmIsboTsn Tl and T2 are connected to the bases of a pap ^ S ^ asgiSiaQj? ® T ^ iss of a npn = transistor TJ-, the-sn Eaitfe @ s ³ itöes " ¹ © inen resistor R7 are connected together, des ? Kollekfcoi? D, ®® transistor T ^ is connected to the line '12 via a resistor R8 and the collector of the transistor TJ) is connected to the line 11. The collector of the transistor-

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Τ4 ist ferner mit der Basis eines p-n-p-Transistors T5 verbunden, dessen Kollektor an der Leitung 12 liegt und dessen Emitter mit der Leitung 11 über einen Widerstand R9 verbunden ist, Der Emit- ' bkp des Transistors T5 ist mit der Leitung 12 über einen Widerstand RIO und einen veränderbaren Kondensator Cp verbunden. Ein ,Punkt zwischen dem Widerstand RIO und dem Kondensator Cp ist iVäit der Basis eines n~p-n-Transistors To verbunden, dessen Emitter an der Leitung 12 über einen Widerstand RlJ und einen Widerstand R15 in Reihe angeschlossen ist» Der Emitter des Transistors Ϊ5 ist ferner mit der Leitung 12 über einen Widerstand Rl? und einen Kondensator Cr verbunden und die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand Rl7 und dem'Kondensator Cr ist an die Basis eines a-g«=n-Transistors T7 angeschlossen, dessen Emitter mit der Leitung 12 über einen Widerstand Rl4 und den Widerstand R15 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors T7 liegt an der Leitung 11 über einen Widerstand Rl4 und. den Widerstand Rl5 in Reihe. Der Kollektor des Transistors T7 ist mit der Leitung 11 über einen Widerstand Rl6 verbunden, während der Kollektor des Transistors To an der Leitung 11 über einen Widerstand R12, eine Diode Dl und einen Widerstand RIl liegt. Die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand R12 und der Diode Dl ist mit dem Emitter eines n-p-n-Transistors T8 verbunden, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors T7 verbunden ist und dessen Kollektor .an der Basis eines p-n-p-Transistors T9 liegt. Die Basis des Transistors T9 ist außerdem mit der Leitung 11 über einen Widerstand Rl8 verbunden, während dessen Emitter an der Leitung 11 und dessen Kollektor über einen Widerstand R19 und einen Widerstand R20 an der Leitung 12 liegt. Τ4 is also connected to the base of a pnp transistor T5, the collector of which is connected to the line 12 and the emitter of which is connected to the line 11 via a resistor R9, the emit- ' bkp of the transistor T5 is connected to the line 12 via a resistor RIO and a variable capacitor Cp connected. A point between the resistor RIO and the capacitor Cp is connected to the base of an n ~ pn transistor To, the emitter of which is connected in series to the line 12 via a resistor RlJ and a resistor R15. The emitter of the transistor Ϊ5 is also connected with the line 12 via a resistor Rl? and a capacitor Cr is connected and the junction between the resistor Rl7 and the capacitor Cr is connected to the base of an ag «= n transistor T7, the emitter of which is connected to the line 12 via a resistor Rl4 and the resistor R15. The collector of the transistor T7 is connected to the line 11 via a resistor Rl4 and. the resistor Rl5 in series. The collector of the transistor T7 is connected to the line 11 via a resistor Rl6, while the collector of the transistor To is connected to the line 11 via a resistor R12, a diode Dl and a resistor RIl. The junction between the resistor R12 and the diode Dl is connected to the emitter of an npn transistor T8, the base of which is connected to the collector of the transistor T7 and the collector of which is connected to the base of a pnp transistor T9. The base of the transistor T9 is also connected to the line 11 via a resistor R18, while its emitter is connected to the line 11 and its collector is connected to the line 12 via a resistor R19 and a resistor R20.

Die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen R19 und R20 ist über eine Diode D2 und einen Kondensator C2 in Reihe mit der Leitung 12 verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen der Diode D2 und dem Kondensator C2 liegt an der Basis eines n-p-n-Transistors TlO, dessen Emitter über einen Widerstand R21 mit der Leimung 12 und dessen Kollektor mit der Leitung 11 verbunden ist. Der Emitter des Transistors TlO ist außerdem an die Basis eines n-p-n-Transistors TIl angeschlossen, dessen Kollektor mit derThe junction between resistors R19 and R20 is in series with the via a diode D2 and a capacitor C2 Line 12 connected. The junction between the diode D2 and the capacitor C2 is at the base of an n-p-n transistor TlO, the emitter of which is connected to the glue via a resistor R21 12 and its collector is connected to line 11. The emitter of the transistor TlO is also connected to the base of a n-p-n transistor TIl connected, whose collector with the

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- it. _- it. _

Leitung 11 über einen Widerstand R22 und ferner mit der Basis eines Transistors T12 verbunden ist, dessen Kollektor über Wi= derstände R25, R24 in Reihe an der Leitung 11 liegt ο Die Emitter der Transistoren TIl₅ T12 sind mit der Leitung 12 -über einen gemeinsamen Widerstand R23 verbunden,, während die Verbindungsstelle der Widerstände R24, R25 mit der Basis eines p-=n-p»Transistors T13 verbunden ist, dessen Emitter an der Leitung 11 liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand R26 mit der Basis eines n-p-n-Transistors Tl4 verbunden ist, dessen Emitter an der Leitung 12 liegt und dessen Kollektor über eine Kontrollleuchte W mit der Leitung 11 verbunden ist. Line 11 is connected via a resistor R22 and also to the base of a transistor T12, the collector of which is connected in series to the line 11 via Wi = resistors R25, R24 o The emitters of the transistors TIl ₅ T12 are connected to the line 12 via a common Resistor R23 connected, while the junction of resistors R24, R25 is connected to the base of a p- = np »transistor T13, the emitter of which is connected to line 11 and whose collector is connected via a resistor R26 to the base of an npn transistor Tl4 is, the emitter of which is connected to the line 12 and the collector of which is connected to the line 11 via a control lamp W.

Die Anzeigeschaltung besteht somit aus 6 Stuf en, die mit ge- .. strichelten Linien in der Zeichnung angedeutet sind und die von links nach rechts aus einem Oszillator, einem Verstärker,,, einer Anzeige- bzw. Brückenschaltung, einem Glättungsstromkreis, einem Rückzündstromkreis sowie aus einer Ausgangsstufe bestehen. Die Wirkungsweise der Anzeigeschaltung ist folgende;The display circuit thus consists of 6 levels, which are marked with .. dashed lines are indicated in the drawing and those of left to right from an oscillator, an amplifier ,,, a display or bridge circuit, a smoothing circuit, a The re-ignition circuit and an output stage. The mode of operation of the display circuit is as follows;

Die Transistoren Tl, T2 und deren Schaltungselemente bilden einen bekannten Emitter gekoppelten Oszillator, der eine Ausgangsspannung mit einer dreieckigen Wellenform an dem Kondensator Cl erzeugt. Die Ausgangsspannung von dem Oszillator in dieser Form wird gewöhnlich von dem Kollektor des Transistors T2 abgenommen und besitzt eine rechteckige Wellenform. Indessen wird es hier bevorzugt, die Ausgangsspannung von den Emittern der Transistoren Tl und T2 abzunehmen, so daß diese Ausgangsspannung eine dreieckige Wellenform besitzt. Falls es für besondere Schaltungen erforderlich ist, eine Ausgangsspannung mit rechteckiger Wellenform zur Verfügung zu haben, dann kann die Ausgangsspannung von dem Kollektor des Transistors T2 abgenommen werden, wobei ein einziger Transistor als Verstärker verwendet wird.The transistors T1, T2 and their circuit elements form a known emitter-coupled oscillator which has an output voltage is generated with a triangular waveform on the capacitor Cl. The output voltage from the oscillator in this Shape is usually taken from the collector of transistor T2 and has a rectangular wave shape. Meanwhile, will It is preferred here to use the output voltage from the emitters of the transistors Tl and T2 decrease so that this output voltage has a triangular waveform. In case it is for special circuits is required to have an output voltage with a rectangular waveform available, then the output voltage can can be taken from the collector of transistor T2 using a single transistor as an amplifier.

Die Transistoren T3 und T4 sind ein n-p-n- und ein p-n-p-Transistor und da die Basen der beiden Transistoren entsprechend an die Emitter der Transistoren T2 und Tl angeschlossen werden, wird die Wellenform an dem Kondensator Cl verstärkt und an die Basis desThe transistors T3 and T4 are an n-p-n and a p-n-p transistor and since the bases of the two transistors are connected to the emitters of the transistors T2 and Tl, the Waveform amplified at the capacitor Cl and sent to the base of the

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Transistors T5 angelegt, der als eine Emi-tter-Naehlaufstufe der Transistoren TJ, T4 wirkt und die erforderliche niedrige Ausgengsimpedanz zum Antrieb der Anzeigeschaltung vorsieht.Transistor T5 applied, which as an emitter-Naehlaufstufe the Transistors TJ, T4 acts and the required low output impedance to drive the display circuit.

Die Brückenschaltung besteht aus den Widerständen RIO und Rl7 und den Kondensatoren Cp und Cr, wobei der Eingang zwischen dem Emitter des Transistors T5 und der Leitung 12 und der Ausgang an der Verbindungsstelle des Widerstandes RIO und des Kondensators Cp und des Widerstandes R17 und des Kondensators Cr vorgesehen ist und an dem auch die Basen der Transistoren Τβ und T7 angeschlossen sind. Angenommen, daß ein Flüssigkeitsspiegel gemessen werden soll, dann werden Leitungen von der Schaltung in den Behälter geführt, in dem der Flüssigkeitsspiegel überwacht werden soll und der Kondensator Cp besitzt einen Wert, der gleich dem Wert der Kapazität einer Sonde innerhalb der Flüssigkeit plus einer gewissen Streukapazität ist. Der Kondensator Cr bildet die erforderliche Bezugskapazität und in einigen Fällen kann er ganz einfach aus der Streukapazität in der Schaltung bestehen, vorausgesetzt, daß die Schaltungselemente in geeigneter Weise ausgewählt bzw. bemessen werden. Es kann festgestellt werden, daß der Wert der Streukapazität beispielsweise in einem Kraftfahrzeug im Vergleich mit der Kapazität der Sonde relativ hoch ist, wenn die Sonde trocken ist. Der Wert der Kapazität Cr wird in geeigneter Weise so gewählt, daß er gleich dem Wert der Kapazität Cp ist, wenn sich die Sonde im trockenen Zustand befindet und die beiden Kondensatoren sind vorzugsweise in der gleichen Stellung in einem Kraftfahrzeug angeordnet, so daß die Klemmenkapazitäten und die Kapazitäten der beiden Kondensatoren mit den Leitungen' zur Erde gleich sein sollen,.The bridge circuit consists of the resistors RIO and Rl7 and the capacitors Cp and Cr, the input between the emitter of the transistor T5 and the line 12 and the output at the junction of the resistor RIO and the capacitor Cp and the resistor R17 and the capacitor Cr and to which the bases of the transistors Τβ and T7 are also connected. Assume that a liquid level is measured is to be, then lines are led from the circuit into the container in which the liquid level is monitored should and the capacitor Cp has a value equal to the value of the capacitance of a probe within the liquid plus a certain stray capacitance. The capacitor Cr provides the required reference capacitance, and in some cases it can consist quite simply of the stray capacitance in the circuit, provided that the circuit elements are appropriately be selected or dimensioned. It can be determined that the value of the stray capacitance, for example in a motor vehicle is relatively high compared to the capacity of the probe when the probe is dry. The value of the capacitance Cr is given in suitably chosen so that it is equal to the value of the capacitance Cp when the probe is in the dry state and the two capacitors are preferably arranged in the same position in a motor vehicle, so that the terminal capacitances and the capacities of the two capacitors with the lines' to earth should be the same.

Um ein Maximum von Anzeigegenauigkeit der Anzeigeschaltung zu erhalten ist es wesentlich, daß die Ausgangsspannung der Brückenschaltung unabhängig von Streukapaaltät ist und nur abhängig von der Änderung der Kapazität Cp sein SoIl₅ so dal- ©ine wesentlich© Ausgangsspannung erhalten wird_p sobald die Sonde iron der Flüssigkeit benetzt wird. Die Brücke _s die in Fig. 2 dargestellt ist, besitzt Eingangsklemmen 21, 22 une Aus-.:angsk Hemmen 25, 2-4 und esIn order to obtain a maximum of indication accuracy of the indicator circuit, it is essential that the output voltage of the bridge circuit is independent of Streukapaaltät and only be dependent Soll ₅ so dal of the change in capacitance Cp © ine substantially © output voltage is obtained _p soon as the probe iron of Liquid is wetted. The bridge _{s shown} in Fig. 2 has input terminals 21, 22 and Aus.:angsk Hemmen 25, 2-4 and es

SAD ORIGINALSAD ORIGINAL

9190091900

wird angenommen, daß die Bingangsfrequenz gleich ¥ ist. Der Wert des Widerstandes RIO ist R . Die Ströme_ff die durch den Widerstand RIO und Rl? fließen sind Ip und Ir und die Potentiale an den Klemmen 23, 24 sind entsprechend E2 und El. Ausgehend von stabilen Zuständen und angenommen,, daß der Kondensator Cp sich von dem Wert Cp auf den Wert Gp + ΔΟρ erhöht, ergibt sich hierdurch ein Spannungsunterschied ΔΕ an den Klemmen 2J_S 24.it is assumed that the input frequency is ¥. The value of the resistor RIO is R. The currents _ff through the resistor RIO and Rl? Ip and Ir are flowing and the potentials at terminals 23, 24 are corresponding to E2 and El. Assuming stable conditions and assuming that the capacitor Cp increases from the value Cp to the value Gp + ΔΟρ, this results in a voltage difference ΔΕ at the terminals 2J _S 24.

Die Gleichung lautet:The equation is:

ΔΞ - El - E2ΔΞ - El - E2

und es ist erwünscht, unabhängig von dem Wertand it is desirable regardless of the value

Die Empfindlichkeit der Brücke istThe sensitivity of the bridge is

diese Empfindlichkeit im wesentlichen Cp zu machen.making this sensitivity essentially Cp.

Es kann festgestellt werden, daßIt can be stated that

El = Ir = eine Konstante ist, da Cr konstant istEl = Ir = is a constant since Cr is constant

- I - I.

Angenommen, daß die angelegte Spannung ¥ ist, dann ist nach dem Ohm'sehen Gesetz Assuming that the applied voltage is ¥ , then according to Ohm's law

-5- J.-5- J.

Wird für I" d@i? Ausdruck fite³ 12 ersetztIs replaced for I "d @ i? Expression fite ³ 12

lAjrf, S3 lAjrf, S3

A -T A -T

DqDq Mil biJjl Mil biJjl Δ_Ε = -Δ_Ε = - ΛΛ Qp dii Qp dii ACpACp

werden beide Selten durch in Grenzen₅ in denenare both seldom through within ₅ in which

dCpdCp

009816/117®009816 / 117®

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E2 —ηρ> OE2 -ηρ> O

Durch Differentiation de§ Ausdrucks von E2 mit Bezug auf Cp erhält manBy differentiating the expression of E2 with reference to Cp is obtained

dE2 = -YjWR dE2 = -YjWR

dCp (X + jWCpR)² dCp (X + jWCpR) ²

Durch Umformen und .Ersetzen erhält manForming and replacing one obtains

dCp (1 - W²Cp²R²) +2JWCpR Multiplizieren von oben und unten mit (-j) ergibtdCp (1 - W ² Cp ² R ² ) + 2JWCpR Multiplying above and below with (-j) gives

dE = WR · 'dE = WR '

dCp 2WGpR + J (W²Cp²R² - 1)dCp 2WGpR + J (W ² Cp ² R ² - 1)

Um einen Ausdruck für die Empfindlichkeit zu erhalten, muß nur die Größe des Ausdrucks berücksichtigt werden. Der Ausdruck hat die GestaltTo get an expression for the sensitivity only has to the size of the printout must be taken into account. The expression has the shape

dessen Größe istwhose size is

ΎΒ2" +C2 Auf diese Weise erhält man S = VWRΎΒ2 "+ C2 In this way one obtains S = VWR

(W²Cp² I Ϊ7²"(W ² Cp ² I Ϊ7 ² "

S = VWRS = VWR

^2 P ? 1 + W Cp R ^ 2 P? 1 + W Cp R

0 0 9 816/11780 0 9 816/1178

Aus dem Ausdruck ist zu ersehen, daß die Brücke im wesentlichen unabhängig von der Streukapazität gemacht werden kann, vorausgesetzt, daß die GleichungFrom the expression it can be seen that the bridge can be made essentially independent of the stray capacitance, assuming the equation

W²Cp²R² «. 1
erfüllt ist.W ² Cp ² R ² ". 1
is satisfied.

Bei einer typischen Anordnung genügt es sicherzustellen;, daß der Ausdruck "W Cp R weniger als 1 % des Nenners beträgt« In der Praxis können die Werte W und Cp nicht in einfacher Weise geändert werden. Indessen stellt die Auswahl des Wider-Standes R keinerlei Schwierigkeiten dar. Auf diese Weise wird bei einem Beispiel mit W = 400 kHz und Cp = 250 PF die 1 $ige Forderung einfach dadurch erfüllt, daß der Widerstand R nicht größer als 1000 Ohm betragen darf. Bei Verwendung einer solchen Brückenschaltung ergeben gleiche Änderungen in den Werten von Cp und Cr, die von Streukapazitäten herrühren, keine Änderung der Empfindlichkeit der Brücke. Auf diese V/eise, falls die . beschriebene Anordnung in einer größeren Stückzahl hergestellt und in verschiedenen Straßenfahrzeugen installiert wird, bewirken die unvermeidbaren Änderungen der Streukapazität von Kraftfahrzeug zu Kraftfahrzeug keine Beanstandung in der Wirkungsweise der Anzeigeschaltung.In a typical arrangement, it suffices to ensure that the term "W Cp R is less than 1 % of the denominator" In practice, the values of W and Cp cannot be easily changed. However, the selection of the resistor R does not constitute anything In this way, in an example with W = 400 kHz and Cp = 250 PF, the 1 $ requirement is simply fulfilled by the fact that the resistance R must not be greater than 1000 ohms the values of Cp and Cr resulting from stray capacitances do not change the sensitivity of the bridge to motor vehicle no complaint in the mode of operation of the display circuit.

Der Ausgang aus der Brückenschaltung wird mittels zweier langgestreckter Transistoren Τβ, T7 verstärkt, wobei die Verstärkung in dieser Stufe durch das Verhältnis der Widerstände Rl6 und R17 und durch das Verhältnis der Widerstände RIl und Rl^ bestimmt wird. Ein Ausgang aus dem Transistor T8 wird nur dann erhalten, wenn die Kollektoren der Transistoren To und T7 sich in der Spannung um einen vorbestimmten Wert unterscheiden^ der durch das Verhältnis der Widerstände RIl und Rl6 bestimmt wird. Die Diode Dl kompensiert den Basis-Emitter-Spannungsabfall des Transistors T8 und stellt sicher, daß die erforderliche Spannungsdifferenz bei Änderung der Temperatur konstant bleibt. Der Widerstand R12 erzeugt eine Emitter-Nachlaufwirkung für denThe output from the bridge circuit is elongated by means of two Transistors Τβ, T7 amplified, the amplification in this stage by the ratio of the resistors Rl6 and R17 and determined by the ratio of the resistors RIl and Rl ^ will. An output from transistor T8 is only obtained when the collectors of transistors To and T7 are closed differ in the voltage by a predetermined value ^ which is determined by the ratio of the resistors RIl and Rl6. The diode Dl compensates for the base-emitter voltage drop of the transistor T8 and ensures that the required voltage difference remains constant when the temperature changes. Resistor R12 creates an emitter tracking effect for the

. 9 009816/1178 . 9 009816/1178

Transistor Τ8. Auf diese Weise muß sich die Kapazität der Sonde um"einen vorbestimmten feststehenden Betrag ändern, bevor ein Ausgangssignal gegeben wird und aufgrund dieser Tatsache kann der Bezugskondensator Cr auch von einer Streukapazität gebildet werden.Transistor Τ8. In this way the capacitance of the probe must be increased by "a predetermined fixed amount before an output signal is given and can based on this fact the reference capacitor Cr can also be formed by a stray capacitance.

Falls sich im Betrieb die Versorgungsspannung erhöht, erhöht sich die Ausgangsspannung des Oszillators, jedoch diese Erhöhung der Ausgangsspannung wird durch die Erhöhung der Umkehrspannung kompensiert, die an den Transistor Τ8 über die Widerstände Rl6 und RIl angelegt wird. Dieses Merkmal stellt sicher, daß die Schaltung in einem breiten Bereich von Eingangsspannungen aus den Leitungen 11 und 12 einwandfrei arbeitet. Die Ausgangsspannung aus dem Transistor T8 wird mittels des Transistors T9 verstärkt.If the supply voltage increases during operation, the output voltage of the oscillator increases, but this increase in the The output voltage is compensated for by increasing the reverse voltage applied to transistor Τ8 via resistors Rl6 and RIl is applied. This feature ensures that the circuit will operate over a wide range of input voltages from the Lines 11 and 12 are working properly. The output voltage from the transistor T8 is amplified by means of the transistor T9.

Die Diode D2 und der Kondensator C2 dienen nur zum Glätten der hochfrequenten Impulsdurchgänge des Transistors T9 und zum Erzeugen eines Gleichspannungsspiegels für den Transistor TlO, der ein verstärktes Signal zur nächsten Stufe liefert.The diode D2 and the capacitor C2 are only used for smoothing the high-frequency pulse passages of the transistor T9 and for generating a DC voltage mirror for the transistor TlO, which delivers an amplified signal to the next stage.

Der Rückzündstromkreis ist ein bistabiler Multivibrator, bei dem entweder der Transistor TIl oder der Transistor T12 sich im leitenden Zustand befindet, in Abhängigkeit von der Höhe der Spannung am Emitter des Transistors JO. Wenn keine Aüsgangsspannung aus dem Transistor T8 vorliegt, ist die Spannung an dem Emitter des Transistors TlO gleich Null und der Transistor TIl ist abgeschaltet, so daß der Transistor T12 sich im leitenden Zustande befindet.The reignition circuit is a bistable multivibrator, at which either the transistor TIl or the transistor T12 is in conductive state, depending on the level of voltage at the emitter of transistor JO. If no output voltage from the transistor T8 is present, the voltage at the emitter of the transistor T10 is zero and the transistor TIl is switched off, so that the transistor T12 is in the conductive state.

Die Ausgangsstufe besteht einfach aus einem Transistor T1J5* der, wenn sich der Transistor T12 im leitenden Zustande befindet, mit einem Basisstrom versehen wird'und so in den leitenden Zustand gelangt. Hierbei wird der Transistor Tl4 eingeschaltet und die Kontrolleuchte W leuchtet auf. Wenn indessen der Transistor Τ8 einen Ausgangsimpuls liefert, ändert sich der Spannungsspiegel an dem Emitter des Transistors TlO so, daß der Tran-The output stage simply consists of a transistor T1J5 * which, when the transistor T12 is in the conductive state, is provided with a base current and thus in the conductive state got. Here, the transistor Tl4 is switched on and the control lamp W lights up. If, however, the transistor Τ8 supplies an output pulse, the voltage level changes at the emitter of the transistor TlO so that the tran-

- .10 -009816/1178 _BAD ORIGINAL- .10 -009816/1178 _BAD ORIGINAL

sistor TIl eingeschaltet wird und die Transistoren T12*
Tl4 abgeschaltet werden, so daß die Kontrolleuchte erlischt.
Der Zweck des Rückzündstromkreises besteht darin, daß sichergestellt wird, daß der Transistor Tl4 sich immer entweder in
seinem voll leitenden oder in seinem voll abgeschalteten Zustande befindet und somit keine wesentliche Energie verloren geht,sistor TIl is switched on and the transistors T12 *
Tl4 are switched off so that the control lamp goes out.
The purpose of the re-ignition circuit is to ensure that transistor Tl4 is always in either
is in its fully conductive or in its fully switched-off state and thus no significant energy is lost,

Es kann selbstverständlich festgestellt werden, daß die Schaltung in einer Anzahl von Ausführungen angeordnet werden kann, um die erforderliche Warnung unter verschiedenen Bedingungen zu geben₅ beispielsweise kann die Brücke mit einer abgedeckten Sonde ausgeglichen werden, wobei in diesem Falüe eine Umkehrstufe eingeschaltet werden muß.It can be noted of course that the circuit can be arranged in a number of designs to provide the necessary warning under different conditions to give _5, for example, the bridge can be balanced with a covered probe, in which Falüe an inverter has to be switched on.

Falls es erforderlich ist, kann die Sonde und die Anzeigeschaltung in einem geschlossenen System angeordnet werden, wobei eine Korrektur bei den sich ändernden Parametern gemacht werden muß.If necessary, the probe and the display circuit can be arranged in a closed system, with a correction having to be made in the changing parameters.

Der Oszillator kann auch zur Speisung einer Mehrzahl von Stromkreisen verwendet werden, so daß eine Anzahl von verschiedenen Anzeigen gegeben wird. Auf diese Weise kann in einem Kraftfahrzeug der Flüssigkeitsspiegel in verschiedenen Behältern
mit einem einzigen Oszillator überwacht werden.The oscillator can also be used to power a plurality of circuits so that a number of different displays are given. In this way, the liquid level in a motor vehicle can be in different containers
can be monitored with a single oscillator.

,009816/1178, 009816/1178

Claims (5)

Patentansorüche:Patent claims: (l.j Anzeigeschaltung mit einer kapazitiven Sonde, die eine ^s*- Brückenschaltung enthält, in deren erstem Zweig ein erster Widerstand (R) in Reihe mit einer unbekannten Kapazität (Cp) geschaltet ist, die beträchtlich abfällt, wenn ein Parameter angezeigt wird und in deren zweitem Zweig ein zweiter Widerstand in Reihe mit einer Bezugskapazitat (Cr) liegt und die Anzeigeschaltung eine Einrichtung enthält, die eine Frequenz (W) an die Brücke liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für (R, Cp und W) derart gewählt sind, daß die Gleichung W²· Cp²»R² <*C 1 erfüllt wird.(lj Display circuit with a capacitive probe containing an ^s * bridge circuit, in the first branch of which a first resistor (R) is connected in series with an unknown capacitance (Cp), which drops considerably when a parameter is displayed and in whose a second resistor is connected in series with a reference capacitance (Cr) in the second branch and the display circuit contains a device which supplies a frequency (W) to the bridge, characterized in that the values for (R, Cp and W) are chosen such that that the equation W ² · Cp ² >> R ² <* C 1 is satisfied. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Brückenschaltung zwei langgestreckte Transistoren (Τ6, T7) derart liegen, daß deren Basen an den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung angeschlossen sind und deren im Kollektorstromkreis liegende Widerstände (RIl, Rl6) derart gewählt sind, daß die unbekannte Kapazität (Cp). sich erst um einen vorbestimmten, feststehenden Wert ändert, bevor eine Anzeige gegeben wird.2. A circuit according to claim 1, characterized in that two elongated transistors at the output of the bridge circuit (Τ6, T7) lie in such a way that their bases are connected to the output terminals are connected to the bridge circuit and their resistors (RIl, R16) are chosen such that the unknown capacity (Cp). only changes by a predetermined, fixed value, before an advertisement is given. 3* Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß' die zwei langgestreckten Transistoren (Τβ, Τ7) einen weiteren Transistor (T8) steuern, in dessen Basis-Emitter-Stromkreis eine Diode (Dl) geschaltet ist, die zur Kompensation der Temperatur dient.3 * circuit according to claim 2, characterized in that ' the two elongated transistors (Τβ, Τ7) control a further transistor (T8), in whose base-emitter circuit a diode (Dl) is connected, which is used for compensation serves the temperature. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugskapazität (Cr) durch die Streukapazität gebildet wird.4. Circuit according to one of claims 2 or 3, characterized in that that the reference capacitance (Cr) is formed by the stray capacitance. - 12 -- 12 - 0 09816/11780 09816/1178 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis K, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Eingang zur Brückenschaltung ein Oszillator (Tl, T2, Cl) liegt, der Energie auch an mehrere weitere Brückenschaltungen liefert. 5. Circuit according to one of claims 1 to K, characterized in that an oscillator (Tl, T2, Cl) is located at the input to the bridge circuit, which also supplies energy to several other bridge circuits. 009816/1178009816/1178 LeerseiteBlank page