WO2012149958A1 - Method for determining a change in a value of capacitance of a capacitive component, and apparatus - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for determining a change in a value of a capacitance (C_L) of a capacitive component (1) having the following steps: - an electrical circuit arrangement (2) which comprises the capacitive component (C_L) and a quartz oscillator (3) is produced, wherein the capacitive component (1) acts as a load capacitance for the quartz oscillator (3); - the quartz oscillator (3) is made to oscillate at a first frequency (f₀); - the capacitance (C_L) of the capacitive component (1) is changed; - when the capacitance has changed (C_L±ΔC_L), a deviation in the oscillation frequency (Δf) of the quartz oscillator (3) from the first frequency (f₀) is determined; and - the change in the value of the capacitance (C_L±ΔC_L) of the capacitive component (1) is determined from the deviation in the oscillation frequency (Δf).

Description

Beschreibung description

Verfahren zum Bestimmen einer Änderung eines Werts einer Kapazität eines kapazitiven Bauelements sowie Vorrichtung Method for determining a change in a value of a capacitance of a capacitive component and device

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Änderung eines Werts einer Kapazität eines kapazitiven Bauele^¬ ments mit den Schritten: Ausbilden einer elektrischen Schaltungsanordnung, welche das kapazitive Bauelement und einen Quarzoszillator umfasst, wobei das kapazitive Bauelement als Lastkapazität des Quarzoszillators wirkt, und Versetzen des Quarzoszillators in Schwingung mit einer ersten Frequenz. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung mit einer elektrischen Schaltungsanordnung, welche ein kapazitives Bauelement und einen Quarzoszillator umfasst, wobei das kapazitive Bau^¬ element als Lastkapazität des Quarzoszillators wirkt, wobei das kapazitive Bauelement so ausgebildet ist, dass ein Wert einer ihm zu eigenen Kapazität veränderlich ist. Es sind kapazitive Sensoren bekannt, bei denen eine Änderung einer Kapazität als Maß für eine zu bestimmende Messgröße he^¬ rangezogen wird. Mit solchen Sensoren lassen sich beispielsweise Abstände, Dehnungen, Füllstände oder Neigungen messen. Besonders einfach und Platz sparend können kapazitive Senso- ren im Rahmen der Siliziummikromechanik realisiert werden.The invention relates to a method for determining a change of a value of a capacitance of a capacitive Bauele ^¬ ments comprising the steps of: forming an electrical circuit comprising the capacitive component and a quartz oscillator, wherein the capacitive component acts as a load capacitance of the crystal oscillator, and placing the quartz oscillator in vibration with a first frequency. The invention also relates to a device having an electrical circuit arrangement, which comprises a capacitive component and a quartz oscillator, wherein the capacitive construction ^¬ element acts as a load capacitance of the quartz oscillator, wherein the capacitive element is formed so that a value of it to its own capacity is variable , There are known capacitive sensors, where a change in a capacity as a measure to be determined measured variable is he ^¬ range covered. With such sensors, for example, distances, strains, levels or inclinations can be measured. Capacitive sensors in the context of silicon micromechanics can be realized in a particularly simple and space-saving manner.

Ein Beispiel hierbei sind so genannte mikromechanische Kraft^¬ sensoren, welche als MEMS (microelectromechanical Systems) Bauteil ausgebildet sind. Es sind hierbei verschiedene Verfahren der Kapazitätsmessung bekannt. So kann die Zeit gemessen werden, welche zur Aufla^¬ dung einer vorgegebenen Messkapazität benötigt wird. Hierbei erfolgt meist ein Vergleich mit einer bekannten Referenzkapa^¬ zität. Die Messkapazität kann jedoch auch als frequenzbestim- mendes Element in einem Schwingkreis eingesetzt werden, wobei über eine Auswertung der Schwingfrequenz auf die Messkapazität rückgeschlossen werden kann. Bei bekannter Messfrequenz kann auch die Impedanz der Kapazität gemessen werden. Das Verfahren, bei dem die Messkapazität über einen konstanten Strom aufgeladen wird, hat den Nachteil, dass dynamische Messungen der Veränderung der Messkapazität nur im Falle sehr geringer Frequenzen möglich sind. Für die Ladezeit wird von einer geringen Veränderung der Messkapazität ausgegangen. Auf diese Art sind Integrationszeiten von 100ms beispielsweise gerade noch möglich. Für schnelle dynamische Messungen (Zeit^¬ skala deutlich kleiner als 100ms) ist dieses Verfahren also nicht geeignet. An example here are so-called micromechanical force ^¬ sensors, which are designed as a MEMS (microelectromechanical system) component. Various methods of capacitance measurement are known here. Thus, the time can be measured, which is needed to Aufla ^¬ tion of a given measurement capacity. Here, a comparison with a known Referenzkapa ^¬ capacity usually takes place. However, the measuring capacitance can also be used as a frequency-determining element in a resonant circuit, wherein an evaluation of the oscillation frequency can be used to deduce the measuring capacitance. If the measuring frequency is known, the impedance of the capacitance can also be measured. The method of charging the measuring capacitance with a constant current has the disadvantage that dynamic measurements of the change of the measuring capacity are only possible in the case of very low frequencies. For the charging time, a slight change in the measuring capacity is assumed. In this way, integration times of 100ms, for example, are just possible. For fast dynamic measurements (time ^¬ scale much smaller than 100ms), this method is therefore not suitable.

Zudem stellt die Auswertung kapazitiver Sensoren mit hoher Genauigkeit eine Herausforderung dar, da meist eine nur sehr geringe Kapazitätsänderung bei vergleichsweise großer Grund- kapazität detektiert werden muss. In addition, the evaluation of capacitive sensors with high accuracy poses a challenge since usually only a very small change in capacitance must be detected with a comparatively large basic capacitance.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, mit Hilfe derer sich Änderungen in einer Messkapazität noch einfacher messen lassen. It is an object of the invention to provide a method and a device by means of which changes in a measuring capacity can be measured even easier.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, sowie eine Vorrichtung, wel^¬ che die Merkmale des Patentanspruchs 5 aufweist, gelöst. Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Bestimmen einer Änderung eines Werts einer Kapazität eines kapazitiven Bauele^¬ ments und umfasst die folgenden Schritte: This object is achieved by a method having the features of claim 1, and a device, wel ^¬ che having the features of claim 5, solved. An inventive method for determining a change of a value of a capacitance of a capacitive Bauele ^¬ ment and comprising the steps of:

• Ausbilden einer elektrischen Schaltungsanordnung, welche das kapazitive Bauelement und einen Quarzoszillator um- fasst, wobei das kapazitive Bauelement als Lastkapazität des Quarzoszillators wirkt;  • Forming an electrical circuit arrangement which comprises the capacitive component and a quartz oscillator, wherein the capacitive component acts as a load capacitance of the quartz oscillator;

• Versetzen des Quarzoszillators in Schwingung mit einer ersten Frequenz;  • oscillating the quartz oscillator at a first frequency;

• Ändern der Kapazität des kapazitiven Bauelements;  • changing the capacitance of the capacitive device;

· bei geänderter Kapazität Bestimmen einer Abweichung der · If the capacity changes, determine a deviation of the

Schwingungsfrequenz des Quarzoszillators von der ersten Frequenz ; • Bestimmen der Änderung des Werts der Kapazität des kapa^¬ zitiven Bauelements aus der Abweichung der Schwingungs^¬ frequenz . Das Verfahren erlaubt es insbesondere, durch Frequenzauswertung präzise Rückschlüsse auf die Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements zu ziehen. Quarzoszillatoren sind kostengünstig und erlauben dennoch eine hochpräzise Frequenz^¬ messung und damit auch Messung der Kapazität des kapazitiven Bauelements. Das Verfahren kann in Zusammenhang mit einer vergleichsweise einfachen Schaltungsanordnung in sehr kompakten Bauelementen ausgeführt werden. Durch das Zurückführen einer Kapazitätsänderung auf eine Frequenzänderung ist ein hochgenaues Messverfahren geschaffen, da sich Zeiten und da- mit Frequenzen mit hoher Präzision bestimmen lassen. Oscillation frequency of the quartz oscillator from the first frequency; • determining the change in the value of the capacitance of kapa ^¬ zitiven component from the deviation of the oscillation frequency ^¬. In particular, the method makes it possible to draw precise conclusions about the change in the capacitance of the capacitive component by means of frequency evaluation. Crystal oscillators are inexpensive and yet allow a high-precision frequency ^¬ measurement and thus also measuring the capacitance of the capacitive device. The method can be carried out in connection with a comparatively simple circuit arrangement in very compact components. By returning a capacity change to a frequency change, a highly accurate measurement method is created since times and thus frequencies can be determined with high precision.

Bei dem kapazitiven Bauelement kann es sich insbesondere um einen elektrischen Kondensator, insbesondere einen Plattenkondensator handeln. Durch das kapazitive Bauelement wird dann insbesondere eine Messkapazität bereitgestellt, derenThe capacitive component may in particular be an electrical capacitor, in particular a plate capacitor. By the capacitive component is then provided in particular a measuring capacity whose

Kapazitätswert veränderlich ist. Die Kopplung mit dem Quarzoszillator, insbesondere in einer Reihenschaltung von kapazitivem Bauelement und Quarzoszillator, erlaubt die Nutzung des so genannten Zieheffekts zur Kapazitätsbestimmung im Rahmen des Verfahrens. Die Frequenz, mit der der Quarzoszillator schwingt, wird nämlich durch eine Lastkapazität und damit durch das kapazitive Bauelement, welches gerade als Lastkapa^¬ zität wirkt, bestimmt. Durch ein Verändern der Lastkapazität kommt es insbesondere zur Veränderung der Frequenz am Quarz- Oszillator, welche messbar ist. Das kapazitive Bauelement kann insbesondere auch als Trimmkondensator wirken. Kapazitätsänderungen des kapazitiven Bauelements können beispielsweise durch Änderungen eines Dielektrikums und/oder Abstands^¬ änderungen zwischen Elektroden bedingt sein. Capacity value is variable. The coupling with the quartz oscillator, in particular in a series circuit of capacitive component and quartz oscillator, allows the use of the so-called pulling effect for determining capacitance in the context of the method. The frequency at which the crystal oscillator oscillates, namely, determined by a load capacitance and thus by the capacitive component, which acts as a straight Lastkapa ^¬ capacity. By changing the load capacity, it comes in particular to change the frequency of the quartz oscillator, which is measurable. The capacitive component can in particular also act as trim capacitor. Changes in capacitance of the capacitive component can be caused for example by changes in a dielectric and / or distance ^¬ changes between electrodes.

Das kapazitive Bauelement bzw. die Messkapazität wirkt als Lastkapazität des Quarzoszillators. Eine Änderung der Lastka^¬ pazität bewirkt eine Frequenzänderung des Quarzoszillators. Diese Frequenzänderung ist wiederum ein Maß für die Kapazitätsänderung und für eine zu bestimmende Messgröße. The capacitive component or the measuring capacitance acts as a load capacitance of the quartz oscillator. A change in the Lastka ^¬ capacity causes a frequency change of the quartz oscillator. This change in frequency is again a measure of the change in capacitance and of a measured variable to be determined.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren die folgenden zusätzlichen Schritte: Preferably, the method comprises the following additional steps:

• Ausbilden einer zweiten elektrischen Schaltungsanordnung, welche ein zweites kapazitives Bauelement mit ei^¬ ner Kapazität umfasst, deren Wert bekannt ist, und einem zweiten Quarzoszillator, sodass eine Schwingungsfrequenz des zweiten Quarzoszillators durch die Kapazität des zweiten kapazitiven Bauelements zumindest teilweise festgelegt wird; • forming a second electrical circuit arrangement comprising a second capacitive component with egg ^¬ ner capacitance whose value is known, and a second quartz oscillator so that an oscillation frequency of the second crystal oscillator is determined by the capacitance of the second capacitive component, at least partially;

• Versetzten des zweiten Quarzoszillators in Schwingung mit einer Ausgangsschwingungsfrequenz;  • oscillating the second crystal oscillator with an output oscillation frequency;

· Ändern der Kapazität des kapazitiven Bauelements durch ein erstes und durch ein zweites Mittel;  Changing the capacitance of the capacitive component by a first and a second means;

• Ändern der Kapazität des zweiten kapazitiven Bauelements ausschließlich durch das zweite Mittel;  Changing the capacitance of the second capacitive element exclusively by the second means;

• Bei geänderter Kapazität des zweiten kapazitiven Bauele- ments Bestimmen einer Endschwingungsfrequenz des zweiten • If the capacitance of the second capacitive component has changed, determine a final oscillation frequency of the second one

Quarzoszillators; Quartz oscillator;

• Bestimmen des Anteils der Änderung des Werts der Kapazität des kapazitiven Bauelements, welcher durch das erste Mittel bedingt ist, aus der Abweichung der Schwingungs- frequenz sowie der Ausgangsschwingungsfrequenz und der Determining the proportion of the change of the value of the capacitance of the capacitive component, which is caused by the first means, from the deviation of the oscillation frequency and the output oscillation frequency and the

Endschwingungsfrequenz . Final vibration frequency.

Durch die zweite elektrische Schaltungsanordnung ist dann insbesondere ein Referenzsystem für die eigentlich messende elektrische Schaltungsanordnung geschaffen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Mittel, durch welches die Ka^¬ pazität des kapazitiven Bauelements geändert wird, explizit mit einer zu messenden Größe korreliert ist. Beispielweise kann vorgesehen sein, dass das kapazitive Bauelement als Plattenkondensator ausgebildet ist, wobei das erste Mittel darin bestehen kann, die Kapazität über eine Variation des Plattenabstands zu ändern, um hieraus auf eine Wegänderung bzw. eine Kraftänderung rückschließen zu können. Mit diesem ersten Mittel soll insbesondere keine Änderung der Kapazität des zweiten kapazitiven Bauelements erfolgen. Das zweite kapazitive Bauelement erfasst dagegen insbesondere ausschließ^¬ lich Änderungen durch ein zweites Mittel, welches auch auf das erste kapazitive Bauelement wirkt. Bei einem solchen Mit^¬ tel kann es sich insbesondere um eine Änderung eines Umwelt^¬ einflusses, z.B. eine Änderung einer Temperatur und/oder eine Änderung eines Betauungsgrades , handeln. Ein solcher Umwelt- einfluss kann sich dann insbesondere gleichartig auf die elektrische Schaltungsanordnung und die zweite elektrischeThe second electrical circuit arrangement then provides, in particular, a reference system for the actually measuring electrical circuit arrangement. In particular it can be provided that the first means by which the Ka ^¬ capacity of the capacitive component is changed is explicitly correlated to a quantity to be measured. For example, it may be provided that the capacitive component is designed as a plate capacitor, wherein the first means may be to change the capacitance via a variation of the plate spacing in order to be able to infer a path change or a force change. With this In particular, no change in the capacitance of the second capacitive component should take place in the first means. In contrast, the second capacitive device detects particular exclu ^¬ Lich changes by a second agent, which also acts on the first capacitive device. In such With ^¬ tel it may order a change in an environmental ^¬ control, such as a change in temperature and / or a change in a Betauungsgrades act in particular. Such an environmental influence can then be particularly similar to the electrical circuit arrangement and the second electrical

Schaltungsanordnung auswirken. Durch das Messverfahren unter Zuhilfenahme der zweiten elektrischen Schaltungsanordnung ist dann sichergestellt, dass sich diese Umwelteinflüsse, welche eine ungewollte Kapazitätsänderung an der eigentlichen Mess- kapazität bedingen, herausrechnen lassen. Auf diese Art können Störeinflüsse im Rahmen des Messverfahrens messtechnisch berücksichtigt werden. Die Änderung der Kapazität des kapazi^¬ tiven Bauelements kann noch präziser erfolgen. Vorzugsweise erfolgt dann das Bestimmen des Anteils der Ände^¬ rung des Werts der Kapazität des kapazitiven Bauelements da^¬ durch, dass ein Frequenzsignal, welches von der elektrischen Schaltungsanordnung bereitgestellt wird, und ein weiteres Frequenzsignal, welche von der zweiten elektrischen Schal- tungsanordnung bereitgestellt wird, zu einem Mischsignal mit einer Schwebung gemischt werden und die Schwebung ermittelt wird. Das Mischen kann insbesondere durch Multiplikation der beiden Frequenzsignale erfolgen, wodurch insbesondere ein amplitudenmoduliertes Signal entsteht, dessen Schwebung be- stimmbar ist. Über eine Demodulation des Gesamtsignals kann dann insbesondere auf die Abweichung der Schwingungsfrequenz und folglich auf die Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements geschlossen werden. Diese Art der Frequenzauswertung ist äußerst zweckmäßig, genau und einfach durchzuführen. Affect circuit arrangement. By means of the measuring method with the aid of the second electrical circuit arrangement, it is then ensured that these environmental influences, which cause an unintended change in capacitance at the actual measuring capacitance, can be calculated out. In this way, disturbing influences can be taken into account during the measurement process. The change in the capacitance of the capacitive ^¬ tive component can be made even more precise. Then preferably takes place, determining the proportion of Ände ^¬ tion of the value of the capacitance of the capacitive component since ^¬ by that a frequency signal which is provided by the electrical circuitry, and a further frequency signal, which is provided by the second electrical circuitry, are mixed to a mixed signal with a beat and the beat is detected. The mixing can be effected in particular by multiplication of the two frequency signals, which in particular produces an amplitude-modulated signal whose beat can be determined. By means of a demodulation of the overall signal, it is possible in particular to deduce the deviation of the oscillation frequency and consequently the change in the capacitance of the capacitive component. This type of frequency evaluation is extremely convenient, accurate and easy to perform.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine elektrische Schaltungsanordnung, welche ein kapazitives Bauelement und einen Quarzoszillator umfasst, wobei das kapazitive Bauele- ment als Lastkapazität des Quarzoszillators wirkt, wobei das kapazitive Bauelement so ausgebildet ist, dass ein Wert einer ihm zu eigenen Kapazität veränderlich ist. Die erfindungsge^¬ mäße Vorrichtung umfasst auch eine Auswerteeinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine durch eine Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements bedingte Abweichung der Schwingungsfrequenz des Quarzoszillators von einer ersten Frequenz zu bestimmen und hieraus die Änderung des Werts der Kapazität des kapazitiven Bauelements zu bestimmen. A device according to the invention comprises an electrical circuit arrangement, which comprises a capacitive component and a quartz oscillator, wherein the capacitive component ment acts as a load capacitance of the quartz oscillator, wherein the capacitive element is designed so that a value of a capacity that is its own variable. The erfindungsge ^¬ Permitted device also comprises an evaluation unit which is designed to determine a conditional the capacitance of the capacitive component by a change in deviation of the oscillation frequency of the quartz oscillator of a first frequency and to determine from the change in the value of the capacitance of the capacitive component.

Vorzugsweise umfasst das kapazitive Bauelement zumindest zwei kapazitive Teilbauelemente, welche jeweils als Lastkapazität des Quarzoszillators wirken. Insbesondere kann hierdurch eine differentielle Messkapazität realisiert werden, wobei beide Teilbauelemente der Messkapazität jeweils als Lastkondensator genutzt werden können und damit ein deutlich größerer Zieheffekt erzielbar ist. Die Messgenauigkeit lässt sich insgesamt vergrößern. Beispielsweise führen dann bereits geringe Ab^¬ standsänderungen der Platten eines als Plattenkondensator ausgebildeten kapazitiven Elements zu großen Änderungen in der Schwingungsfrequenz, welche sich einfach detektieren lassen. Es kann vorgesehen sein, dass die Kapazitätsänderung an beiden Teilbauelementen gleichartig erfolgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich die Kapazität des einen Teil- bauelements verringert, während sich bei ein und demselbenPreferably, the capacitive component comprises at least two partial capacitive components, each of which acts as a load capacitance of the quartz oscillator. In particular, this makes it possible to realize a differential measuring capacitance, with both partial components of the measuring capacitance in each case being able to be used as a load capacitor, and thus a significantly greater pulling effect being achievable. The measuring accuracy can be increased overall. For example, lead already low ex ^¬ changes of state of the plates of a plate capacitor formed as a capacitive element in large changes in the oscillation frequency, which are easy to detect. It can be provided that the capacity change takes place in a similar manner on both partial components. However, it can also be provided that the capacity of the one sub-component decreases, while one and the same

Messvorgang die Kapazität des anderen Teilbauelements vergrö^¬ ßert . Measuring process, the capacity of the other sub-component magnified ^¬ ßert.

Vorzugsweise umfasst das kapazitive Bauelement zumindest zwei Einheiten, durch welche gemeinsam ein elektrischer Kondensator ausgebildet wird, und das Ändern der Kapazität des kapa^¬ zitiven Bauelements durch ein Ändern eines Abstands der zu^¬ mindest zwei Einheiten zueinander bewirkt wird. Der Kondensa^¬ tor kann hierbei insbesondere als Plattenkondensator ausge- bildet sein. Auf diese Art ist eine hochsensitive Abstands- messvorrichtung realisiert. Die Abstandsänderung kann nämlich eine Kapazitätsänderung bewirken, welche wiederum zu einer Frequenzänderung an dem Quarzoszillator führt. Die Frequenz- änderung wird dann gemessen und es kann auf die Abstandsände^¬ rung rückgeschlossen werden. Diese Ausführungsform erlaubt auch die Realisierung einer Vorrichtung, mit Hilfe derer sich Kräfte messen lassen. So kann vorgesehen sein, dass über das Hook' sehe Gesetz eine Kraftänderung mit einer Wegänderung in Beziehung gesetzt wird, wobei die Wegänderung wiederum über die Kapazitäts- und Frequenzänderung gemäß dem vorliegenden Verfahren erfasst wird. Die so geschaffene Messvorrichtung ist sehr universell einsetzbar für alle möglichen Messvorgän- ge, bei denen ein Abstand zu bestimmen ist. Preferably, the capacitive component comprises at least two units, by which an electrical capacitor is formed together, and the changing of the capacitance of the kapa ^¬ zitiven device is effected by changing a distance to ^{¬ at} least two units to each other. The Kondensa ^¬ tor can hereby be excluded forms in particular as a plate capacitor. In this way, a highly sensitive distance measuring device is realized. Namely, the change in the distance can cause a capacitance change, which in turn leads to a frequency change on the quartz oscillator. The frequency Change is then measured and it can be deduced on the Abstandsände ^¬ tion. This embodiment also allows the realization of a device by means of which forces can be measured. Thus, it can be provided that a force change is correlated with a change in travel via the hook's law, the change in travel being detected in turn via the capacitance and frequency change according to the present method. The measuring device thus created is very universally applicable for all possible measuring processes in which a distance is to be determined.

Vorzugsweise ist dann eine erste der zumindest zwei Einheiten als Verschiebeelement positionsveränderlich relativ zu einer zweiten der zumindest zwei Einheiten ausgebildet, und die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, aus der Änderung des Werts der Kapazität des kapazitiven Bauelements eine Änderung eines Werts eines Relativabstands zwischen der ersten und der zwei^¬ ten Einheit zu bestimmen. Bei dem Verschiebelement kann es sich insbesondere um eine positionsveränderlich angeordnete Platte eines Plattenkondensators handeln. Preferably, then, a first of the at least two units as a displacement element is positionally variable relative to a second of the at least two units, and the evaluation unit is adapted to change a value of a relative distance between the first and the two from the change in the value of the capacitance of the capacitive component ^¬ th unit to determine. The displacement element may in particular be a plate of a plate capacitor arranged in a positionally variable manner.

Vorzugsweise sind zumindest das kapazitive Bauelement und der Quarzoszillator in einem mikromechanischen Bauteil, insbesondere einem MEMS Bauteil auf Siliziumbasis, ausgebildet. Auf diese Art ist ein hochkompakter Kapazitäts- bzw. Abstandsmes^¬ ser geschaffen, welcher zudem sehr kostengünstig herstellbar ist . Preferably, at least the capacitive component and the quartz oscillator are formed in a micromechanical component, in particular a silicon-based MEMS component. In this way, a highly compact capacitance or distance ^{meter is} created ^¬ ser, which is also very inexpensive to produce.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine zweite elektrische Schaltungsanordnung, welche ein zweites kapazitives Bauele^¬ ment mit einer Kapazität umfasst, deren Wert bekannt ist, und einen zweiten Quarzoszillator, wobei eine Schwingungsfrequenz des zweiten Quarzoszillators durch die Kapazität des zweiten kapazitiven Bauelements zumindest teilweise festgelegt ist, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, bei Änderung der Kapazität des kapazitiven Bauelements durch ein erstes und durch ein zweites Mittel und bei Änderung der Kapazität des zweiten kapazitiven Bauelements ausschließlich durch das zweite Mittel einen Anteil der Änderung des Werts der Kapazi^¬ tät des kapazitiven Bauelements, welcher durch das erste Mit^¬ tel bedingt ist, aus der Abweichung der Schwingungsfrequenz des Quarzoszillators sowie eine Änderung der Schwingungsfre- quenz des zweiten Quarzoszillators zu bestimmen. Preferably the apparatus comprises a second electrical circuit arrangement comprising a second capacitive Bauele ^¬ element having a capacitance whose value is known, and a second quartz oscillator, an oscillation frequency of the second crystal oscillator is determined by the capacitance of the second capacitive component, at least partially, wherein the evaluation unit is designed to change the capacitance of the capacitive component by a first and by a second means and when changing the capacitance of the second capacitive component exclusively by the Second means a portion of the change in the value of the capaci ^¬ ability of the capacitive component, which is conditioned by the first ^Mit¬ tel, from the deviation of the oscillation frequency of the quartz oscillator and a change in the Schwingungsfre- frequency of the second quartz oscillator to determine.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung dann ein Gehäuse, wobei sowohl die elektrische Schaltungsanordnung als auch die zweite elektrische Schaltungsanordnung innerhalb des Gehäuses ausgebildet sind. Diese Ausführungsform ist besonders vor^¬ teilhaft, da durch sie sichergestellt ist, dass sowohl die elektrische Schaltungsanordnung als auch die zweite elektrische Schaltungsanordnung nahezu identischen Umwelteinflüssen, z.B. Temperaturänderungen oder Luftfeuchtigkeitsänderungen, ausgesetzt sind. Dann ist durch die zweite elektrische Schal^¬ tungsanordnung ein sehr aussagekräftiges Referenzsystem geschaffen, mit dem sich die Messgenauigkeit der elektrischen Schaltungsanordnung verbessern lässt. Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren dargestell^¬ ten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Preferably, the device then comprises a housing, wherein both the electrical circuit arrangement and the second electrical circuit arrangement are formed within the housing. This embodiment is particularly before ^¬ geous since it is ensured by that both the electrical circuit and second electrical circuit arrangement almost identical environmental conditions, such as temperature changes or humidity changes are exposed. Then, a very meaningful reference system is created by the second electrical scarf ^¬ tion arrangement, with which the measurement accuracy of the electrical circuit can be improved. The ^{dargestell ¬} with reference to the inventive method ^¬ preferred embodiments and their advantages apply correspondingly for the device according to the invention.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im Fol- genden näher erläutert. Es zeigen: Reference to exemplary embodiments, the invention is explained in more detail below. Show it:

FIG 1 eine Serienschaltung eines Ziehkondensators mit ei^¬ nem Schwingquarz sowie eine zugehörige Ersatzschal^¬ tung; 1 shows a series connection of a drawing capacitor with egg ^¬ nem quartz oscillator and an associated Ersatzschal ^¬ tion;

FIG 2 eine Schaltungsanordnung mit einem Schwingquarz und einem Ziehkondensator; 2 shows a circuit arrangement with a quartz oscillator and a drawing capacitor;

FIG 3 ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen einem Lastresonanzoffset und dem Wert einer Kapazität für verschiedene Schwingquarze beschreibt; FIG 4 eine elektrische Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 3 shows a diagram which describes the relationship between a load resonance offset and the value of a capacitance for different oscillating crystals; 4 shows an electrical circuit arrangement for a device according to a first embodiment;

FIG 5 eine elektrische Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und 5 shows an electrical circuit arrangement for a device according to a second embodiment; and

FIG 6 eine Referenzschaltung. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 6 shows a reference circuit. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

FIG 1 zeigt eine einfache schematische Reihenschaltung eines kapazitiven Bauelements, welches als Ziehkondensator 1 mit elektrischer Kapazität C_L ausgebildet ist, und einem Schwing^¬ quarz 3. In dieser Anordnung wirkt der Ziehkondensator 1 als Lastkapazität des Schwingquarzes 3. Eine Änderung der Kapazi^¬ tät C_L bewirkt eine Frequenzänderung des Schwingquarzes 3. Die Frequenzänderung am Schwingquarz 3 ist damit ein Maß für die Änderung der Kapazität C_L des Ziehkondensators 1. Man sagt, dass mit dem Ziehkondensator die Frequenz des Schwingquarzes 3 quasi gezogen werden kann (so genannter Ziehef- fekt) . Der Schwingquarz 3 ist ein elektronisches Bauelement, welches sich durch das ebenfalls in FIG 1 dargestellte Ersatzschalt^¬ bild mit einem Schwingkreis 4 beschreiben lässt. Der Schwingkreis 4 ist über eine Parallelschaltung einer Kapazität Co und einer Serienschaltung aus einer Kapazität Ci, einem Wi- derstand Ri und einer Induktivität Li gebildet. Dem Ziehkon^¬ densator 1 lässt sich dann der Widerstand R_L zuordnen, für den gilt:

1 shows a simple schematic series connection of a capacitive component, which is designed as a drawing capacitor 1 with an electrical capacitance C _L , and a vibrating ^¬ quartz 3. In this arrangement, the drawing capacitor 1 acts as a load capacitance of the quartz crystal 3. A change in the capacity ^¬ C _L causes a change in frequency of the quartz crystal 3. The frequency change in the quartz crystal 3 is thus a measure of the change in the capacitance C _{L of} the pull capacitor 1. It is said that with the draw capacitor, the frequency of the quartz crystal 3 can be quasi pulled (so-called Ziehef- effect ). The quartz crystal 3 is an electronic component, which can be described by the equivalent ^{switching ¬} image also shown in Figure 1 with a resonant circuit 4. The oscillating circuit 4 is formed via a parallel connection of a capacitance Co and a series circuit of a capacitance Ci, a resistance Ri and an inductance Li. The pull capacitor ^¬ 1 can then be the resistor R _L assign, for the following applies:

FIG 2 zeigt eine Schaltung 2, welche die aus FIG 1 bekannte Reihenschaltung umfasst. Die Veränderbarkeit des Ziehkonden- sators 1 ist im Schaltbild explizit dargestellt. Die so ge^¬ bildete Reihenschaltung ist an ihren Enden mit einem Ein- und Ausgang eines Verstärkers 5 sowie mit Widerständen R verbunden. In dieser Anordnung kann der Effekt des Ziehens der Schwingfrequenz des Schwingquarzes 3 im Rahmen des Messverfahrens ausgenutzt werden. Für die Signal- bzw. Frequenzaus^¬ wertung kann zusätzlich ein MikroController vorgesehen sein. 2 shows a circuit 2 which comprises the series circuit known from FIG. The variability of the draw con- sators 1 is shown explicitly in the diagram. The so-formed ^¬ series circuit is connected at its ends with an input and output of an amplifier 5, and with resistors R. In this arrangement, the effect of pulling the oscillation frequency of the quartz crystal 3 can be utilized in the measurement method. For the signal and frequency from ^¬ evaluation a microcontroller can additionally be provided.

FIG 3 zeigt den so genannten Lastresonanzoffset LO als Funk- tion der Kapazität C_L. Die Kapazität C_L ist auf der x-Achse in Pikofarad angetragen, während der Lastresonanzoffset auf der y-Achse in parts per million dargestellt ist. Die ver^¬ schiedenen Kurven gehören zu unterschiedlichen Co bzw. Ci Kapazitätswerten, durch welche gemäß FIG 1 Ersatzdaten für den Schwingquarz 3 gegeben sind. Das Diagramm lässt sich so lesen, dass die Lastkapazität C_L quasi die Resonanzfrequenz des Schwingquarzes 3 verzieht. Es gilt der Zusammenhang: 3 shows the so-called load resonance offset LO as a function of the capacitance C _L. The capacitance C _L is plotted on the x-axis in picofarads, while the load resonance offset is plotted on the y-axis in parts per million. The ver ^¬ different curves belong to different Co and Ci capacitance values by which FIG 1 are given replacement data for the quartz oscillator 3 according to. The diagram can be read such that the load capacitance C _L virtually warps the resonance frequency of the quartz crystal 3. The context applies:

LO LO

2(C₀ + C_Z ) 2 (C ₀ + C _Z )

Auch in den Figuren 4 und 5 ist nochmals dieser Zusammenhang verdeutlicht. Gemäß FIG 4 ist in der Schaltung 2 ebenfalls ein Ziehkondensator 1 vorgesehen, dessen Kapazitätsänderungen ± AC_L zu Frequenzänderungen + Af an dem Schwingquarz 3 führen. Diese Frequenzänderung + Af erfolgen um eine Frequenz fo herum. Also in the figures 4 and 5 again this relationship is illustrated. According to FIG. 4, a drawing capacitor 1 is likewise provided in the circuit 2, whose capacitance changes ± AC _L lead to frequency changes + Δf on the quartz crystal 3. This frequency change + Af is made around a frequency fo.

Ähnlich verhält sich Schaltung 2 gemäß dem in FIG 5 gezeigten Schaltbild. In ihr besteht jedoch das kapazitive Bauelement aus zwei kapazitiven Teilbauelementen in Form der Ziehkondensatoren la und lb. Hierdurch wird eine differentielle Messka^¬ pazität realisiert, bei der beide Ziehkondensatoren la und lb jeweils als Lastkondensator des Schwingquarzes 3 genutzt wer^¬ den. Auf diese Art ist ein größerer Zieheffekt erzielbar, welcher sich in ausgeprägteren Frequenzänderungen Af ausdrückt . In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Ziehkondensator 1 (bzw. la und lb) als Plattenkondensator ausgebildet, bei dem eine der beiden Platten gegenüber der anderen Platte hinsichtlich ihres Abstandes positionsveränderlich ausgebildet ist. Diese bewegliche Platte ist wiederum mit dem zu messenden System verbunden. Kommt es zu einer Positionsveränderung dieser beweglichen Platte, zum Beispiel dadurch, dass sich das zu messende System bewegt, so führt dies zu ei^¬ ner Änderung des Plattenabstands im Plattenkondensator. Dies bedingt wiederum eine Kapazitätsänderung AC_L, welche im Rah^¬ men des Verfahrens über die Frequenzänderung Af detektiert wird. Mit dem in FIG 5 gezeigten Ausführungsbeispiel lassen sich auch minimalste Positionsänderungen sehr exakt erfassen. Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Messgenauigkeit kann durch Einsatz einer Referenzschaltung 2 ' erzielt werden, wie sie in FIG 6 beispielhaft dargestellt ist. So liegen bei^¬ spielsweise die Schaltung 2 der FIG 4 und die Referenzschal^¬ tung 2 ' der FIG 6 in einem gemeinsamen Gehäuse einer Messvor- richtung vor. Mit dem Ziehkondensator 1 der FIG 4, welcher als Plattenkondensator ausgebildet ist, soll nunmehr eine Ab^¬ standsänderung gemessen werden. Während der Abstandsmessung kommt es jedoch zur Änderung von Umweltgrößen, nämlich z.B. zu einer Temperaturänderung bzw. zu einer Änderung der Luft- feuchtigkeit innerhalb des Gehäuses, was eine veränderte Be^¬ tauung der elektronischen Bauteile der Schaltung 2 bzw. der Referenzschaltung 2 ' bedingt. Auch ohne Abstandsänderung ändert sich hierdurch die Dielektrizitätskonstante des Mediums innerhalb des Ziehkondensators 1. Zur Kapazitätsänderung AC_L trägt folglich auch die Veränderung dieser Umweltgrößen bei. Wäre das in FIG 6 gezeigte Referenzsystem nicht vorgesehen, so würde diese Änderung der Umwelteinflüsse fälschlicherweise als Abstandsänderung interpretiert werden. Mit der Referenzschaltung 2 ' lassen sich jedoch diese Umwelteinflüsse messtechnisch kompensieren. Hierzu umfasst die Re^¬ ferenzschaltung 2 ' ebenfalls einen Verstärker 5, einen Referenzquarz 3' sowie einen Referenzkondensator 1' mit der Refe- renzkapazität C_R. Der Referenzkondensator 1' ist hierbei nicht veränderlich ausgebildet, weist also einen konstanten Plattenabstand auf. Die Referenzkapazität C_R ist bekannt. Similarly, circuit 2 behaves according to the circuit diagram shown in FIG. In it, however, the capacitive component of two capacitive components in the form of draw capacitors la and lb. In this way, a differential Messka ^¬ capacity is realized in which both pulling capacitors la and lb respectively used as a load capacitor of the oscillating quartz 3 ^¬ to. In this way, a larger pulling effect can be achieved, which is expressed in more pronounced frequency changes Δf. In the illustrated embodiments, the drawing capacitor 1 (or la and lb) is formed as a plate capacitor, wherein one of the two plates is formed with respect to the other plate positionally variable in their distance. This movable plate is in turn connected to the system to be measured. If there is a change in position of the movable plate, for example by the fact that the system to be measured is moved, then this leads to ei ^¬ ner change in plate separation in the plate capacitor. This, in turn a change in capacitance AC _L, which is detected within the framework of the method ^¬ men over the frequency change Af. With the embodiment shown in FIG 5 even minimal changes in position can be detected very accurately. A further improvement in the measurement accuracy can be achieved by using a reference circuit 2 ', as shown by way of example in FIG. Indeed, in ^¬ play, the circuit 2 of Figure 4 and the reference acoustic ^¬ device 2 'of Figure 6 in a common housing of a measurement device before. With the drawing capacitor 1 of FIG 4, which is designed as a plate capacitor, now a Ab ^¬ change in state to be measured. However, while the distance measurement results in the change of environmental variables, namely, for example, a temperature change or a change in the humidity within the enclosure, which is a modified Be ^¬ condensation allowed the electronic components of the circuit 2 and the reference circuit 2 'conditionally. Even without a change in distance, this changes the dielectric constant of the medium within the drawing capacitor 1. Consequently, the change in capacitance AC _{L also} contributes to the change in these environmental variables. If the reference system shown in FIG. 6 were not provided, this change in the environmental influences would be erroneously interpreted as a change in distance. With the reference circuit 2 ', however, these environmental influences can be compensated metrologically. For this purpose, 'also an amplifier 5, a reference quartz 3' comprising the Re ^¬ conference circuit 2 and a reference capacitor 1 'with refer- capacity C _R. The reference capacitor 1 'is not formed variable, so it has a constant plate spacing. The reference capacity C _R is known.

Wirkt sich nunmehr die Veränderung der Umweltgrößen gleichar- tig auf die Schaltung 2 und die Referenzschaltung 2 ' aus, so ist eine korrelierte Veränderung der Schwingungsfrequenz von Schwingquarz 3 und Referenzschwingquarz 3' aufgrund der Umweltgrößen zu erwarten. Es ist nunmehr vorgesehen, die If the change in the environmental variables now has the same effect on the circuit 2 and the reference circuit 2 ', then a correlated change in the oscillation frequency of the quartz oscillator 3 and the reference oscillator quartz 3' due to the environmental variables is to be expected. It is now envisaged that

Schwingungsfrequenz des Schwingquarzes 3 mit der Schwingungs- frequenz des Referenzschwingquarzes 3' zu vergleichen. Es wird eine gleichartige Frequenzverschiebung bzw. Frequenzänderung Af detektiert. Durch Mischen (Multiplikation) der beiden Frequenzsignale entsteht ein amplitudenmoduliertes Signal, das eine Schwebung mit der Frequenzänderung des Mess- Oszillators bzw. Schwingquarzes 3 ausweist. Diese der Mess^¬ größe proportionale Frequenzänderung wird zur Auswertung demoduliert (Gleichrichtung und Tiefpassfilterung) . Oscillation frequency of the quartz crystal 3 with the oscillation frequency of the reference oscillating quartz 3 'to compare. A similar frequency shift or frequency change Af is detected. By mixing (multiplication) of the two frequency signals, an amplitude-modulated signal is produced, which identifies a beat with the frequency change of the measuring oscillator or oscillating quartz 3. This measurement ^¬ size proportional frequency change is used to evaluate demodulates (rectification and low-pass filtering).

Durch Variation der Lastkapazität zur kapazitiven Signalauswertung und die Kompensation von Umwelteinflüssen durch Mischen mit einem Referenzoszillator mit gleicher Mittenfrequenz ergeben sich folgende Vorteile: By varying the load capacity for capacitive signal evaluation and the compensation of environmental influences by mixing with a reference oscillator with the same center frequency, the following advantages result:

• einfache Signalauswertung durch Frequenzauswertung, z.B. mittels eines MikroControllers;  • simple signal evaluation by frequency evaluation, e.g. by means of a microcontroller;

• einfachere Schaltung als beim Zeitmessverfahren; dort besteht zusätzlich zum Oszillator weiterer Schaltungsaufwand zum Umformen zum Umschalten der Kapazitäten. • easier circuit than with the time measuring method; There is in addition to the oscillator further circuit complexity for forming to switch the capacity.

• die zu ziehenden Quarze sind preisgünstig und erlauben eine kostenreduzierte Realisierung der Schaltung; und• the crystals to be drawn are inexpensive and allow a cost-reduced implementation of the circuit; and

• Umwelteinflüsse betreffen beide Oszillatoren bzw. • Environmental influences affect both oscillators resp.

Schwingquarze 3 und 3' und lassen sich so kompensieren.  Oscillating crystals 3 and 3 'and can be compensated so.

Die in den Figuren 2, 4, 5 und 6 dargestellten Schaltungen liegen in Form eines MEMS-Bauteils vor. Dieses findet im Aus- führungsbeispiel in einem kapazitiven Sensor in der Wägetechnik Einsatz. Auch sehr geringe Gewichtsänderungen, welche nur zu geringen Abstandsänderungen im Ziehkondensator 1 führen, werden durch die vorgeschlagene Verstimmung der Schwingfre- quenz des Schwingquarzes 3 präzise erfasst. Es ist ein MEMS- Dehnungssensor geschaffen. The circuits shown in Figures 2, 4, 5 and 6 are in the form of a MEMS device. This is used in the exemplary embodiment in a capacitive sensor in weighing technology. Even very slight changes in weight, which only lead to small changes in the spacing in the drawing capacitor 1, are caused by the proposed detuning of the vibration frequency. Query of the quartz crystal 3 precisely detected. There is a MEMS strain sensor created.

Bezugs zeichenliste Reference sign list

1, la, lb Ziehkondensator 1, la, lb draw condenser

1' Referenzkondensator 1 'reference capacitor

2 Schaltung 2 circuit

2' Referenz Schaltung 2 'reference circuit

3 Schwingquarz 3 quartz crystal

3' Referenz -Schwingquarz 3 'reference vibrating quartz

4 Schwingkreis 4 resonant circuit

5 Verstärker  5 amplifiers

c_L Kapazität c _L capacity

CR Referenz kapazität CR reference capacity

AC_L KapazitätsänderungAC _L capacity change

AC_R Kapazitätsänderung fo Frequenz AC _R capacity change fo frequency

Af Frequenzänderung Af frequency change

Ci Kapazität Ci capacity

Co Kapazität Co capacity

i Widerstand  i resistance

RL Widerstan  RL Resist

R Widerstand  R resistance

Li Induktivität  Li inductance

LO Lastresonanzoffset  LO load resonance offset

Claims

Patentansprüche claims

1. Verfahren zum Bestimmen einer Änderung eines Werts einer Kapazität (C_L) eines kapazitiven Bauelements (1) mit den Schritten: A method of determining a change in a value of a capacitance (C _L ) of a capacitive device (1) comprising the steps of:

- Ausbilden einer elektrischen Schaltungsanordnung (2), welche das kapazitive Bauelement (C_L) und einen Quarzoszillator (3) umfasst, wobei das kapazitive Bauelement (1) als Lastka^¬ pazität des Quarzoszillators (3) wirkt; - Forming an electrical circuit arrangement (2), which comprises the capacitive component (C _L ) and a quartz oscillator (3), wherein the capacitive component (1) acts as Lastka ^¬ capacity of the quartz oscillator (3);

- Versetzen des Quarzoszillators (3) in Schwingung mit einer ersten Frequenz (f₀) ; - putting the quartz oscillator (3) in oscillation at a first frequency (f ₀ );

gekennzeichnet durch die Schritte: characterized by the steps:

- Ändern der Kapazität (C_L) des kapazitiven Bauelements (1);- changing the capacitance (C _L ) of the capacitive component (1);

- bei geänderter Kapazität (C_L±AC_L) Bestimmen einer Abwei- chung der Schwingungsfrequenz (Af) des Quarzoszillators (3) von der ersten Frequenz (fo) ; in the case of a changed capacitance (C _L ± AC _L ), determining a deviation of the oscillation frequency (Af) of the quartz oscillator (3) from the first frequency (fo);

- Bestimmen der Änderung des Werts der Kapazität (C_L±AC_L) des kapazitiven Bauelements (1) aus der Abweichung der Schwingungsfrequenz (Af ) . - Determining the change in the value of the capacitance (C _L ± AC _L ) of the capacitive component (1) from the deviation of the oscillation frequency (Af).

2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,

gekennzeichnet durch die Schritte: characterized by the steps:

- Ausbilden einer zweiten elektrischen Schaltungsanordnung {2') , welche ein zweites kapazitives Bauelement (1') mit ei- ner Kapazität (C_R) umfasst, deren Wert bekannt ist, und einem zweiten Quarzoszillator (3' ) , so dass eine Schwingungsfre^¬ quenz des zweiten Quarzoszillators (3' ) durch die Kapazität (C_R) des zweiten kapazitiven Bauelements (1') zumindest teil^¬ weise festgelegt wird; - Forming a second electrical circuit arrangement {2 '), which comprises a second capacitive component (1') with a capacitor (C _R ) whose value is known, and a second quartz oscillator (3 '), so that a Schwingungsfre ^¬ frequency of the second crystal oscillator (3 ') through the capacitance (C _R) of the second capacitive component (1') is at least defined in part ^¬ example;

- Versetzen des zweiten Quarzoszillators (3' ) in Schwingung mit einer Ausgangsschwingungsfrequenz; - putting the second crystal oscillator (3 ') in oscillation with an output oscillation frequency;

- Ändern der Kapazität (C_L) des kapazitiven Bauelements (1) durch ein erstes und durch ein zweites Mittel; - Changing the capacitance (C _L ) of the capacitive device (1) by a first and by a second means;

- Ändern der Kapazität (C_R) des zweiten kapazitiven Bauele- ments (1') ausschließlich durch das zweite Mittel; Changing the capacitance (C _R ) of the second capacitive component (1 ') exclusively by the second means;

- bei geänderter Kapazität (C_R) des zweiten kapazitiven Bauelements (1') Bestimmen einer Endschwingungsfrequenz des zweiten Quarzoszillators (3' ) ; - Bestimmen des Anteils der Änderung des Werts der Kapazität (C_L) des kapazitiven Bauelements (1) , welcher durch das erste Mittel bedingt ist, aus der Abweichung der Schwingungsfre^¬ quenz (Af) sowie der Ausgangsschwingungsfrequenz und End- Schwingungsfrequenz. - If the capacitance (C _R ) of the second capacitive component (1 ') has changed, determining an end oscillation frequency of the second quartz oscillator (3'); - Determining the proportion of the change in the value of the capacitance (C _L ) of the capacitive component (1), which is caused by the first means, from the deviation of the Schwingungsfre ^¬ frequency (Af) and the output oscillation frequency and the final oscillation frequency.

3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das zweite Mittel eine Änderung eines Umwelteinflusses, ins- besondere eine Änderung einer Temperatur und/oder eine Änderung eines Betauungsgrades , umfasst. the second means comprises a change in an environmental influence, in particular a change in a temperature and / or a change in a degree of condensation.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, 4. The method according to claim 2 or 3,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Bestimmen des Anteils der Änderung des Werts der Kapazität (C_L) des kapazitiven Bauelements (1) dadurch erfolgt, dass ein Frequenzsignal, welches von der elektrischen Schal^¬ tungsanordnung (2) bereitgestellt wird, und ein weiteres Fre^¬ quenzsignal, welches von der zweiten elektrischen Schaltungs- anordnung (2') bereitgestellt wird, zu einem Mischsignal mit einer Schwebung gemischt werden und die Schwebung ermittelt wird . determining the proportion of change in the value of the capacitance (C _L) of the capacitive component (1) takes place in that a frequency signal which is provided by the electrical switch ^¬ processing arrangement (2), and another Fre ^¬-frequency signal, which of the second electrical circuit arrangement (2 ') is provided, mixed into a mixed signal with a beat and the beat is determined.

5. Vorrichtung mit einer elektrischen Schaltungsanordnung (2) , welche ein kapazitives Bauelement (1) und einen Quarzos^¬ zillator (3) umfasst, wobei das kapazitive Bauelement (1) als Lastkapazität des Quarzoszillators (3) wirkt, wobei das kapa^¬ zitive Bauelement (1) so ausgebildet ist, dass ein Wert einer ihm zu eigenen Kapazität (C_L) veränderlich ist, gekennzeich- net durch 5. Device with an electrical circuit arrangement (2), which comprises a capacitive component (1) and a Quarzos ^¬ zillator (3), wherein the capacitive component (1) acts as a load capacitance of the quartz oscillator (3), wherein the kapa ^¬ citive component (1) is designed so that a value of its own capacity (C _L ) is variable, characterized by

eine Auswerteeinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine durch eine Änderung der Kapazität (C_L±AC_L) des kapazitiven Bauele^¬ ments (1) bedingte Abweichung der Schwingungsfrequenz (Af) des Quarzoszillators von einer ersten Frequenz (fo) zu bestimmen und hieraus die Änderung des Werts der Kapazität (AC_L) des kapazitiven Bauelements (1) zu bestimmen. to determine an evaluation unit which is adapted to one of the capacitance by a change (C _L ± AC _L) of the capacitive Bauele ^¬ ments (1) induced deviation of the oscillation frequency (Af) of the quartz oscillator from a first frequency (fo) and from this the Change the value of the capacitance (AC _L ) of the capacitive device (1) to determine.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that

das kapazitive Bauelement (1) zumindest zwei kapazitive Teil^¬ bauelemente (la, lb) umfasst, welche jeweils als Lastkapazi^¬ tät des Quarzoszillators (3) wirken. the capacitive component (1) at least two capacitive devices ^¬ part (la, lb) which act respectively as Lastkapazi ^¬ ty of the quartz oscillator (3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, 7. Apparatus according to claim 5 or 6,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das kapazitive Bauelement (1) zumindest zwei Einheiten um^¬ fasst, durch welche gemeinsam ein elektrischer Kondensator ausgebildet wird, und das Ändern der Kapazität (C_L±AC_L) des kapazitiven Bauelements (1) durch ein Ändern eines Abstands der zumindest zwei Einheiten zueinander bewirkt wird. the capacitive component (1) ^encompasses at least two units, by means of which an electrical capacitor is jointly formed, and changing the capacitance (C _L ± AC _L ) of the capacitive component (1) by changing a distance of the at least two units from one another is effected.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8. Apparatus according to claim 7,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

eine erste der zumindest zwei Einheiten als Verschiebeelement positionsveränderlich relativ zu einer zweiten der zumindest zwei Einheiten ausgebildet ist, und die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus der Änderung des Werts der Kapazität (AC_L) des kapazitiven Bauelements (1) eine Änderung eines Re^¬ lativabstands zwischen der ersten und der zweiten Einheit zu bestimmen . a first of the at least two entities is constructed as a displacement element position is variable relative to a second of the at least two units, and the evaluation unit is designed, from the change of the value of the capacitance (AC _L) of the capacitive component (1) a change in a Re ^¬ lativabstands between the first and second units.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, 9. Device according to one of claims 5 to 8,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

zumindest das kapazitive Bauelement (1) und der Quarzoszilla^¬ tor (3) in einem mikromechanischen Bauteil ausgebildet sind. at least the capacitive component (1) and the Quarzoszilla ^¬ gate (3) are formed in a micromechanical component.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, 10. Device according to one of claims 5 to 9,

gekennzeichnet durch marked by

eine zweite elektrische Schaltungsanordnung {2') , welche ein zweites kapazitives Bauelement (1' ) mit einer Kapazität (C_R) umfasst, deren Wert bekannt ist, und einen zweiten Quarzos^¬ zillator (3' ) , wobei eine Schwingungsfrequenz des zweiten Quarzoszillators (3' ) durch die Kapazität (C_R) des zweiten kapazitiven Bauelements (1' ) zumindest teilweise festgelegt ist, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, bei Än^¬ derung der Kapazität (C_L±AC_L) des kapazitiven Bauelements (1) durch ein erstes und durch ein zweites Mittel und bei Ände^¬ rung der Kapazität (C_R±AC_R) des zweiten kapazitiven Bauele^¬ ments (1') ausschließlich durch das zweite Mittel einen An^¬ teil der Änderung des Werts der Kapazität (C_L) des kapaziti- ven Bauelements (1), welcher durch das erste Mittel bedingt ist, aus der Abweichung der Schwingungsfrequenz (fo±Af) des Quarzoszillators (3) sowie einer Änderung der Schwingungsfre^¬ quenz des zweiten Quarzoszillators (3' ) zu bestimmen. a second electrical circuit arrangement {2 ') including a second capacitive component (1' comprises) with a capacitance (C _R) whose value is known, and a second Quarzos ^¬ zillator (3 '), wherein an oscillation frequency of the second crystal oscillator ( 3 ') (by the capacitance C _R) of the second capacitive component (1') at least partly determined, wherein the evaluation unit is designed in Än ^¬ alteration of the capacitance (C _L ± AC _L) of the capacitive component (1) by a first and by a second means and Ände ^¬ tion of the capacitance (C _R ± AC _R) of the second capacitive Bauele ^¬ member (1 ') (exclusively by the second means an on ^¬ part of the change in the value of the capacitance C _L ) of the capacitive component (1), which is conditioned by the first means, from the deviation of the oscillation frequency (fo ± Af) of the quartz oscillator (3) and a change in the Schwingungsfre ^¬ frequency of the second quartz oscillator (3 ') to determine.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11. The device according to claim 10,

mit einem Gehäuse, wobei sowohl die elektrische Schaltungsan^¬ ordnung (2) als auch die zweite elektrische Schaltungsanord^¬ nung (2') innerhalb des Gehäuses ausgebildet sind. with a housing, wherein both the electrical Schaltungsan ^¬ order (2) and the second electrical Schaltungsanord ^¬ tion (2 ') are formed within the housing.