DE4435877C2 - Kapazitiver Sensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kapazitiven Sensor mit einem eine variable Kapazität aufweisenden Meßkondensator, mit einem Referenzkondensator, mit einer über den Meßkondensator einen Meßstrom und über den Referenzkondensator einen Refe­ renzstrom treibenden Stromzuführungsschaltung und mit einer die Kapazitäten des Meßkondensators und des Referenzkondensators auswertenden und ein Sensorsig­ nal zur Verfügung stellenden Auswerteschaltung. Bei dem kapazitiven Sensor kann es sich insbesondere um einen Drucksensor handeln. Bei einem solchen Drucksensor weist dann der Meßkondensator und ggf. auch der Referenzkondensator eine druckabhängige Kapazität auf, so daß auch das Sensorsignal druckabhängig ist.

Es sind verschiedene Typen von kapazitiven Sensoren bekannt. Bei einem ersten Typ kapazitiver Sensoren wird die gesuchte Kapazität über eine Brückenschaltung mit Hilfe einer sinusförmigen Spannung oder einer Gleichspannung bestimmt. Beim zweiten Typ kapazitiver Sensoren wird die gesuchte Kapazität als frequenzbestim­ mendes Element in einer Oszillatorschaltung eingesetzt. Weiter sind kapazitive Sen­ soren eines dritten Typs bekannt; die gesuchte Kapazität wird bei diesen Sensoren über eine Scheinwiderstandsmessung bestimmt. Ein vierter, moderner Typ kapazitiver Sensoren nutzt ein digital erzeugtes Testsignal, um über eine anschließende Kreuz­ korrelation die gesuchte Kapazität zu bestimmen. Der erfindungsgemäße kapazitive Sensor gehört zu denen eines fünften Typs, bei denen der Ladungstransport beim Laden oder Entladen der Kapazität beobachtet wird. Die bekannten Typen kapaziti­ ver Sensoren weisen typspezifisch unterschiedliche Vorteile und Nachteile auf.

Bei dem bekannten kapazitiven Sensor, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. die DE- B-21 48 775), ist jeweils eine Elektrode des Meßkondensators und des Referenz­ kondensators mit Masse verbunden, während die andere Elektrode jeweils mit einem Schmitt-Trigger verbunden ist, der bei Erreichen eines seinem Schwellwert entspre­ chenden Wertes der Meßkondensatorspannung bzw. der Referenzkondensatorspan­ nung sein Ausgangspotential sprungartig verändert. Diese Potentialänderung an den Ausgängen der Schmitt-Trigger steuert über elektronische Schalter die Entladung des Meßkondensators bzw. des Referenzkondensators. Hierdurch entstehen, für den Fall unterschiedlicher Kapazitäten des Meßkondensators bzw. des Referenzkondensa­ tors, Impulsfolgen unterschiedlicher Frequenz an den Ausgängen der Schmitt-Trigger. Die Ausgänge der Schmitt-Trigger sind mit einer Substrahierschaltung verbunden, de­ ren Ausgangsimpulsfolge das Sensorsignal darstellt. Bei dem bekannten kapazitiven Sensor, von dem die Erfindung ausgeht, wird also die Zeitdauer bestimmt, die not­ wendig ist, um den jeweiligen Kondensator mit einem konstanten Strom auf eine be­ stimmte Spannung aufzuladen. Insbesondere wird bei dem bekannten kapazitiven Sensor das sogenannte Differenzprinzip angewendet, um Fehler zu eliminieren, die durch äußere Einflüsse, beispielsweise Temperaturschwankungen, entstehen können. Insbesondere bei Drucksensoren arbeitet man mit sogenannten Differentialkondensa­ toren mit zwei festen Außenelektroden und einer durch den Druck auslenkbaren Mit­ telelektrode. Bei einem solchen Differentialkondensator verändern sich die Kapazitä­ ten des Meßkondensators und des Referenzkondensators gegenläufig. Gleichfalls sind jedoch Anordnungen denkbar, bei denen die Referenzkapazität nicht variabel, also konstant, ist.

Bekannte Anwendungsbereiche kapazitiver Sensoren sind, wie einerseits bereits er­ wähnt, die Druckmessung, andererseits die Kraftmessung, die Wegmessung, insbe­ sondere durch einen kapazitiven Näherungsschalter, und die Füllstandsmessung in einem Behälter.

Die Schaltung des kapazitiven Sensors, von dem die Erfindung ausgeht, ist in ver­ schiedenen Punkten problematisch. Bei dem bekannten kapazitiven Sensor werden der Meßkondensator und der Referenzkondensator jeweils von einer Meßkondensa­ tor-Konstantstromquelle bzw. einer Referenzkondensator-Konstantstromquelle gela­ den. Dies ist aus mehreren Gründen problematisch. Zum einen ist es praktisch un­ möglich, zwei Konstantstromquellen zur Verfügung zu stellen, die einen identischen Konstantstrom liefern, zum anderen weisen die bislang bekannten Konstantstrom­ quellen verschiedene Abhängigkeiten von Störgrößen, insbesondere von der Tempe­ ratur auf, so daß die konstanten Ströme tatsächlich temperaturabhängig variieren. Die zum einen unterschiedlichen als auch unterschiedlich variierenden, von der Meßkon­ densator-Konstantstromquelle und der Referenzkondensator-Konstantstromquelle gelieferten Ströme führen zu unerwünschten Meßfehlern.

Aus der DE 31 17 878 C2 ist ein kapazitiver Sensor bekannt, bei dem zwar nur eine Konstantstromschaltung vorgesehen ist. Diese Konstantstromschaltung weist jedoch drei Konstantstromquellen auf, nämlich drei Sekundärwicklungen eines von einem Oszillator primärseitig gespeisten Transformators. Dabei ist die dem Meßkondensator zugeordnete Konstantstromquelle, die zweite Sekundärwicklung, über die Reihen­ schaltung aus zwei Widerständen und einem Kondensator mit dem Meßkondensator verbunden; entsprechendes gilt für die dem Referenzkondensator zugeordnete Kon­ stantstromquelle, die erste Sekundärwicklung. Bei dem aus der DE 31 17 878 C2 be­ kannten kapazitiven Sensor sind also - für eine Halbwelle betrachtet - zwei Konstant­ stromquellen vorgesehen, nämlich zwei Sekundärwicklungen eines von einem Oszil­ lator primärseitig gespeisten Transformators. Die zuvor geschilderten Probleme durch die Verwendung von zwei Konstantstromquellen liegen somit auch bei den aus der DE 31 17 878 C2 bekannten kapazitiven Sensor vor.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen kapazitiven Sensor zur Verfü­ gung zu stellen, bei dem die Meßgenauigkeit deutlich verbessert ist.

Die zuvor erläuterte und dargelegte Aufgabe ist gemäß der Lehre der Erfindung da­ durch gelöst, daß die Stromzuführungsschaltung eine einzige, den Meßstrom und den Referenzstrom zur Verfügung stellende Konstantstromquelle aufweist, daß die Kon­ stantstromquelle über einen ersten Ladewiderstand mit dem Meßkondensator und über einen zweiten Ladewiderstand mit dem Referenzkondensator verbunden ist und daß die Stromzuführungsschaltung einen als Regelgröße die Spannungsdifferenz zwischen dem Meßkondensator und dem Referenzkondensator auf einen Sollwert von 0 V regelnden, als Stellgröße den Strom entweder über den Meßkondensator oder über den Referenzkondensator bestimmenden Regler aufweist. Durch diese er­ findungsgemäße Maßnahme ist gewährleistet, daß im Gegensatz zur getrennten Auf­ ladung des Meßkondensators bzw. des Referenzkondensators über zwei Konstant­ stromquellen durch die Verwendung einer einzigen Konstantstromquelle gewährlei­ stet ist, daß die Konstantströme nicht mehr unkontrolliert untereinander variieren und sich somit nicht mehr auf die Meßgenauigkeit des kapazitiven Sensors auswirken.

Die Erfindung betrifft auch eine Konstantstromquelle zur Einstellung eines konstan­ ten Stromes bei einem erfindungsgemäßen kapazitiven Sensor, mit einem von dem Strom durchflossenen Festwiderstand und mit einem als Regelgröße den Spannungs­ abfall über dem Festwiderstand regelnden Regler, wobei der Regler als Differenzver­ stärker ausgebildet ist. Eine solche bekannte Konstantstromquelle (vgl. U. Tietze, Ch. Schenk, "Halbleiter-Schaltungstechnik", 10. Auflage, 1993, S. 372, Abb. 13.11 (a)) ist in verschiedener Hinsicht problematisch. Ein wesentliches Problem besteht darin, daß die Summe aus Laststrom und Basisstrom eines in der bekannten Konstantstromquel­ le vorgesehenen Transistors die über dem Festwiderstand abfallende Spannung be­ stimmt. Dies führt dazu, daß eine temperaturbedingte Variation des Verstärkungsfak­ tors des Transistors zu einer Variation des Basisstroms und damit zu einer uner­ wünschten Variation des Laststromes führt.

Die erfindungsgemäße Stromquelle zur Verwendung in dem zuvor beschriebenen ka­ pazitiven Sensor ist nun zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker an seinem Ausgang als Stellgröße die Gesamtspannung über dem Festwiderstand und über einer von dem konstanten Strom durchflossenen Last einstellt und daß ein mit der der Last zugewandten Seite des Festwiderstandes ver­ bundener Spannungsfolger in Verbindung mit der bekannten Ausgangsspannung des Differenzverstärkers dem Differenzverstärker den Istwert des Spannungsabfalls über den Festwiderstand liefert. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß die über dem Festwiderstand abfallende Spannung ausschließlich von dem die Last durchfließenden Strom bestimmt ist.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen kapazitiven Sensor bzw. die erfindungsgemäße Konstantstromquelle auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und die dem Patentanspruch 9 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von bevorzugten Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen kapazitiven Sensors und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konstantstromgene­ rators für einen erfindungsgemäßen kapazitiven Sensor.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer kapazitiver Sensor dargestellt, mit einem eine va­ riable Kapazität aufweisenden Meßkondensator 1, mit einem Referenzkondensator 2, mit einer den Meßkondensator 1 und den Referenzkondensator 2 ansteuernden Stromzuführungsschaltung 3 und mit einer die Kapazitäten des Meßkondensators 1 und des Referenzkondensators 2 auswertenden und ein Sensorsignal ausgebenden Auswerteschaltung 4. Bei dem in Fig. 1 dargestellten kapazitiven Sensor handelt es sich um einen Drucksensor, d. h. die Kapazität des Meßkondensators 1 ist druckab­ hängig und die Auswerteschaltung 4 gibt ein druckabhängiges Sensorsignal aus.

Erfindungsgemäß ist der kapazitive Sensor dadurch gekennzeichnet, daß die Strom­ zuführungsschaltung 3 eine einzige, den Meßstrom und den Referenzstrom zur Ver­ fügung stellende Konstantstromquelle 5 aufweist, daß die Konstantstromquelle 5 über jeweils einen Ladewiderstand 7, 8 mit dem Referenzkondensator 2 und mit dem Meßkondensator 1 verbunden ist und daß die Stromzuführungsschaltung 3 einen als Regelgröße die Spannungsdifferenz zwischen dem Meßkondensator 1 und dem Refe­ renzkondensator 2 auf einen Sollwert von 0 V regelnden, als Stellgröße den Strom hier über den Meßkondensator 1 bestimmenden Regler 6 aufweist. Alternativ und hier nicht dargestellt kann der Regler 6 auch den Strom über den Referenzkondensa­ tor 2 bestimmen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist gewährleistet, daß auch bei einem kapa­ zitiven Sensor mit einem Meßkondensator 1 und einem Referenzkondensator 2 eine Konstantstromquelle zum Aufladen beider Kondensatoren 1, 2 ausreicht. Hierdurch wird die Meßgenauigkeit im Vergleich zu den bekannten kapazitiven Sensoren deut­ lich erhöht, da keine Fehler durch voneinander abweichende Ströme zweier Kon­ stantstromquellen auftreten können. Durch die Ladewiderstände 7, 8 ist gewährlei­ stet, daß auch bei relativ stark voneinander abweichenden Kapazitäten des Meßkon­ densators 1 und des Referenzkondensators 2, der Kondensator, dessen Ladestrom nicht geregelt ist, hinreichend geladen wird.

Eine besonders einfache Verwirklichung des erfindungsgemäßen kapazitiven Sensors ist dadurch gewährleistet, daß der Regler 6 als Differenzverstärker, insbesondere als Operationsverstärker ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, da Differenzverstärker bzw. Operationsverstärker billige und zuverlässige elektronische Bauteile darstellen.

Dadurch, daß der ausschließlich mit dem Strom aus der Konstantstromquelle 5 aufge­ ladene Referenzkondensator 2 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenz­ verstärkers verbunden ist und daß der vom eingestellten Strom aufgeladene Meßkon­ densator 1 mit dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers verbunden ist, liegt an dem Differenzverstärker der Istwert der Regelgröße, d. h. die Spannungsdiffe­ renz zwischen dem Meßkondensator 1 und dem Referenzkondensator 2, an.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines kapazitiven Sensors ist weiter da­ durch gekennzeichnet, daß der vom eingestellten Strom aufgeladene Meßkondensa­ tor 1 über einen Regelwiderstand 9 mit dem Ausgang des Differenzverstärkers ver­ bunden ist. Über die am Ausgang des Differenzverstärkers anliegende, vom Istwert der Regelgröße abhängige Spannung und den Regelwiderstand 9 wird so dem Meß­ kondensator 1, je nach Druck ein positiver oder negativer Strom zugeführt, so daß sich die Spannungsdifferenz zwischen dem Meßkondensator 1 und dem Referenz­ kondensator 2 verringert.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen kapazitiven Sensors wird dadurch vorteilhaft ausgestaltet, daß der Ausgang des Differenzverstär­ kers und der ausschließlich mit Strom aus der Konstantstromquelle 5 aufgeladene Re­ ferenzkondensator 2 mit dem von einem Ausgangsdifferenzverstärker 10 gebildeten Eingang der Auswerteschaltung 4 verbunden sind. Dies ist deshalb vorteilhaft, da die Differenz der Spannung an dem ausschließlich mit Strom aus der Konstantstromquelle 5 aufgeladenen Referenzkondensator 2 und der Spannung am Ausgang des Diffe­ renzverstärkers direkt proportional zur Kapazitätsdifferenz zwischen dem Meßkon­ densator 1 und dem Referenzkondensator 2 ist. Das Ausgangssignal des Ausgangs­ differenzverstärkers 10 ist also beim dargestellten kapazitiven Drucksensor direkt dem Druck proportional.

Der erfindungsgemäße kapazitive Sensor wird weiter dadurch ausgestaltet, daß der Ausgangsdifferenzverstärker 10 als Operationsvertärker 11 in Verbindung mit vier Widerständen 12, 13, 14, 15 ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß der Ausgangsdifferenzverstärker 10 als echter Differenzverstärker arbeitet und trotzdem ein preisgünstiger Operationsvertärker 11 als Basis des Ausgangsdifferenz­ verstärkers 10 eingesetzt werden kann.

Um in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel den Referenzkondensator 2 durch die zuletzt geschilderte Maßnahme nicht zu belasten, wird der erfindungs­ gemäße kapazitive Sensor dadurch ausgestaltet, daß der ausschließlich mit Strom aus der Konstantstromquelle 5 aufgeladene Kondensator 2 über einen Spannungsfolger 16 mit dem Operationsverstärker 11 verbunden ist.

Schließlich erfährt das in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäßen kapazitiven Sensors eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch, daß zwischen die Konstantstromquelle 5 und den Regelwiderstand 9 ein einen wesent­ lich geringeren Widerstand als die Ladewiderstände 7, 8 aufweisender Hauptstrom­ widerstand 17 geschaltet ist und daß zwischen den dem vom eingestellten Strom auf­ geladenen Meßkondensator 1 zugewandten Kontakt des Ladewiderstandes 8 und den dem Regelwiderstand 9 zugewandten Kontakt des Hauptstromwiderstandes 17 ein Spannungsfolger 18 geschaltet ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Ausbil­ dung der Konstantstromquelle 5, die den Meßkondensator 1 und den Referenzkon­ densator 2 mit Strömen in der Größenordnung von 1 µA bis 2 µA mit einer Toleranz im Bereich von 1% aufladen soll, nicht weiter problematisch ist, da ein Großteil des von der Konstantstromquelle 5 gelieferten Stromes über den Hauptstromwider­ stand 17 abfließt.

Wenn bislang stets die Rede davon war, daß der Meßkondensator 1 oder der Refe­ renzkondensator 2 mit verschiedenen anderen elektronischen Bauteilen verbunden ist, so bedeutet dies selbstverständlich, daß jeweils die nicht mit dem Bezugspotential verbundene Elektrode der Kondensatoren 1, 2 mit dem jeweiligen elektronischen Bauteil verbunden ist.

In Fig. 2 ist eine Konstantstromquelle zur Einstellung eines konstanten Stromes dar­ gestellt, die in einem erfindungsgemäßen kapazitiven Sensor einsetzbar ist. Die Kon­ stantstromquelle weist auf einen von dem Strom durchflossenen Festwiderstand 19 und einen als Regelgröße den Spannungsabfall über dem Festwiderstand 19 regeln­ den Regler, wobei der Regler als Differenzverstärker 20 ausgebildet ist.

Die in Fig. 2 dargestellte, die genannten elektronischen Bauteile aufweisende Kon­ stantstromquelle ist dadurch ausgestaltet, daß der Differenzverstärker 20 an seinem Ausgang als Stellgröße die Gesamtspannung über dem Festwiderstand 19 und über einer von dem konstanten Strom durchflossenen Last 21, im vorliegenden Fall einem Kondensator, einstellt und daß ein mit der der Last 21 zugewandten Seite des Festwi­ derstandes 19 verbundener Spannungsfolger 22 in Verbindung mit der bekannten Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 20 dem Differenzverstärker 20 den Ist­ wert des Spannungsabfalls über dem Festwiderstand 19 liefert. Durch diese Maß­ nahme ist gewährleistet, daß der durch den Festwiderstand 19 fließende konstante Strom exakt dem durch die Last 21 fließenden konstanten Strom entspricht, da der in den Spannungsfolger 22 fließende Strom vernachlässigbar ist.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Konstant­ stromquelle ist dadurch weiter ausgestaltet, daß der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers 20 über einen Koppelwiderstand 23 mit dem Ausgang des Span­ nungsfolgers 22 verbunden ist, daß der nicht invertierende Eingang des Differenzver­ stärkers 20 über einen Referenzwiderstand 24 mit einer Referenzspannungsquelle 25 verbunden ist, daß der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 20 über einen Gegenkopplungswiderstand 26 mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 20 ver­ bunden ist und daß schließlich der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 20 über einen Bezugswiderstand 27 mit einem Bezugspotential 28 der Referenzspan­ nungsquelle 25, z. B. Masse, verbunden ist. Der Sollwert des Spannungsabfalls über dem Festwiderstand 19 ist somit allein durch die Verhältnisse der Widerstände des Koppelwiderstandes 23, des Referenzwiderstandes 24, des Gegenkopplungswider­ standes 26 und des Bezugswiderstandes 27 vorgegeben.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Konstant­ stromquelle ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Widerstände des Koppelwiderstandes 23 und des Referenzwiderstandes 24 dem Verhältnis der Widerstände des Gegenkopplungswiderstandes 26 und des Bezugswiderstandes 27 entspricht.

Weiter wird die in Fig. 2 dargestellte Konstantstromquelle dadurch ausgestaltet, daß der Differenzverstärker 20 als Operationsverstärker ausgebildet ist. Wie bereits er­ wähnt, sind Operationsverstärker standardisierte elektronische Bauteile, die preisgün­ stig sind und zuverlässig arbeiten.

Der als Operationsverstärker ausgebildete Differenzverstärker 20 ist weiter dadurch ausgebildet, daß er eine eigene Spannungsversorgung besitzt, also nicht von der Re­ ferenzspannungssquelle 25 versorgt wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß sowohl für die Konstantstromquelle als auch für einen das Sensorsignal eines diese Konstant­ stromquelle aufweisenden kapazitiven Sensors wandelnden, nicht dargestellten Ana­ log/Digital-Wandler dieselbe Referenzspannungsquelle 25 verwendbar ist, da der notwendige Signalhub der Spannung an der Last 21, hier einem Kondensator, über die getrennte Spannungsversorgung des als Operationsverstärker ausgebildeten Dif­ ferenzverstärkers 20 gewährleistet ist. Dadurch, daß sowohl die Konstantstromquelle als auch der nicht dargestellte Analog/Digital-Wandler von der selben Referenzspan­ nungsquelle 25 versorgt werden, ist gewährleistet, daß sich Schwankungen in dieser Referenzspannungsquelle nunmehr nur noch gering auf die Meßgenauigkeit des ka­ pazitiven Sensors auswirken. Diese Kompensation ist dadurch gewährleistet, daß, wenn beispielsweise die Spannung der Referenzspannungsquelle 25 sinkt, dann auch der Sollwert des Spannungsabfalls über dem Festwiderstand 19 sinkt und somit die Meßspannung an der bei einem kapazitiven Sensor als Kondensator ausgebilde­ ten Last 21 sinkt, daß aber gleichzeitig die Spanne des nicht dargestellten Ana­ log/Digital-Wandlers ebenfalls sinkt und somit die geringere Meßspannung an der als Kondensator ausgebildeten Last kompensiert wird.

Die erfindungsgemäße Konstantstromquelle ist besonders vorteilhaft dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Referenzspannungsquelle 25 umpolbar ist. Durch die Maßnah­ me ist gewährleistet, daß die bei einem kapazitiven Sensor als Kondensator ausgebil­ dete Last 21 über die Konstantstromquelle entladbar ist. Hierdurch werden eine parallele Entladestrecke und die damit verbundenen bekannten Probleme vermieden.

Besonders vorteilhaft wird schließlich die erfindungsgemäße Konstantstromquelle dadurch ausgestaltet, daß der Spannungsfolger 22 als gegengekoppelter Operations­ verstärker ausgebildet ist, da ein Operationsverstärker im allgemeinen einen sehr ho­ hen Eingangswiderstand aufweist. Hierdurch ist gewährleistet, daß der Strom durch den Festwiderstand 19 nahezu vollständig dem Strom durch die Last 21 entspricht.

Claims (15)

1. Kapazitiver Sensor mit einem eine variable Kapazität aufweisenden Meßkondensa­ tor (1), mit einem Referenzkondensator (2), mit einer über den Meßkondensator (1) einen Meßstrom und über den Referenzkondensator (2) einen Referenzstrom trei­ benden Stromzuführungsschaltung (3) und mit einer die Kapazitäten des Meßkon­ densators (1) und des Referenzkondensators (2) auswertenden und ein Sensorsignal zur Verfügung stellenden Auswerteschaltung (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsschaltung (3) eine einzige, den Meßstrom und den Referenzstrom zur Verfügung stellende Konstantstromquelle (5) aufweist, daß die Konstantstrom­ quelle (5) über einen ersten Ladewiderstand (8) mit dem Meßkondensator (1) und über einen zweiten Ladewiderstand (7) mit dem Referenzkondensator (2) verbunden ist und daß die Stromzuführungsschaltung (3) einen als Regelgröße die Spannungs­ differenz zwischen dem Meßkondensator (1) und dem Referenzkondensator (2) auf einen Sollwert von 0 V regelnden, als Stellgröße den Strom entweder über den Meß­ kondensator (1) oder über den Referenzkondensator (2) bestimmenden Regler (6) aufweist.

2. Kapazitiver Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (6) als Differenzverstärker, insbesondere als Operationsverstärker ausgebildet ist.

3. Kapazitiver Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausschließ­ lich mit Strom aus der Konstantstromquelle (5) aufgeladene Referenzkondensator (2) bzw. Meßkondensator (1) mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstär­ kers verbunden ist und daß der vom eingestellten Strom aufgeladene Meßkondensa­ tor (1) bzw. Referenzkondensator (2) mit dem invertierenden Eingang des Differenz­ verstärkers verbunden ist.

4. Kapazitiver Sensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem eingestellten Strom aufgeladene Meßkondensator (1) bzw. Referenzkondensator (2) über einen Regelwiderstand (9) mit dem Ausgang des Differenzverstärkers ver­ bunden ist.

5. Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Differenzverstärkers und der ausschließlich mit Strom aus der Konstantstromquelle (5) aufgeladene Referenzkondensator (2) bzw. Meßkondensa­ tor (1) mit dem von einem Ausgangsdifferenzverstärker (10) gebildeten Eingang der Auswerteschaltung (4) verbunden sind.

6. Kapazitiver Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangs­ differenzverstärker (10) als Operationsverstärker (11) in Verbindung mit vier Wider­ ständen (12, 13, 14, 15) ausgebildet ist.

7. Kapazitiver Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ausschließ­ lich mit Strom aus der Konstantstromquelle (5) aufgeladene Referenzkondensator (2) bzw. Meßkondensator (1) über einen Spannungsfolger (16) mit dem Operationsver­ stärker (11) verbunden ist.

8. Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Konstantstromquelle (5) und den Regelwiderstand (9) ein einen wesentlich geringeren Widerstand als die Ladewiderstände (7, 8) aufweisender Hauptstromwiderstand (17) und zwischen den dem vom eingestellten Strom aufgela­ denen Meßkondensator (1) bzw. Referenzkondensator (2) zugewandten Kontakt des Ladewiderstandes (8, 7) und den dem Regelwiderstand (9) zugewandten Kon­ takt des Hauptstromwiderstandes (17) ein Spannungsfolger (18) geschaltet ist.

9. Konstantstromquelle zur Einstellung eines konstanten Stromes mit einem von dem konstanten Strom durchflossenen Festwiderstand (19) und mit einem als Regelgröße den Spannungsabfall über dem Festwiderstand (19) regelnden Regler, wobei der Regler als Differenzverstärker (20) ausgebildet ist, zur Verwendung in einem kapaziti­ ven Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dif­ ferenzverstärker (20) an seinem Ausgang als Stellgröße die Gesamtspannung über dem Festwiderstand (19) und über einer von dem konstanten Strom durchflossenen Last (21) einstellt und ein mit der der Last (21) zugewandten Seite des Festwider­ standes (19) verbundener Spannungsfolger (22) in Verbindung mit der bekannten Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (20) dem Differenzverstärker (20) den Istwert des Spannungsabfalls über den Festwiderstand (19) liefert.

10. Konstantstromquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtin­ vertierende Eingang des Differenzverstärkers (20) über einen Koppelwiderstand (23) mit dem Ausgang des Spannungsfolgers (22) verbunden ist, daß der nichtinvertieren­ de Eingang des Differenzverstärkers (20) über einen Referenzwiderstand (24) mit ei­ ner Referenzspannungsquelle (25) verbunden ist, daß der invertierende Eingang des Differenzverstärkers (20) über einen Gegenkopplungswiderstand (26) mit dem Aus­ gang des Differenzverstärkers (20) verbunden ist und daß der invertierende Eingang des Differenzverstärkers (20) über einen Bezugswiderstand (27) mit einem Bezugs­ potential (28) der Referenzspannungsquelle (25) verbunden ist.

11. Konstantstromquelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ hältnis der Widerstände des Koppelwiderstandes (23) und des Referenzwiderstan­ des (24) dem Verhältnis der Widerstände des Gegenkopplungswiderstandes (26) und des Bezugswiderstandes (27) entspricht.

12. Konstantstromquelle nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Differenzverstärker (20) als Operationsverstärker ausgebildet ist.

13. Konstantstromquelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der als Operationsverstärker ausgebildete Differenzverstärker (20) eine eigene Spannungs­ versorgung besitzt.

14. Konstantstromquelle nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spannungsfolger (22) als gegengekoppelter Operationsverstärker aus­ gebildet ist.

15. Konstantstromquelle nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Referenzspannungsquelle (25) umpolbar ist.