用于识别电子代码的方法和装置

摘要

本发明公开了一种用于读取电子代码的方法和装置。根据该方法，借助于电极(4，5)将交流电信号引入到被测量的代码(11)，并对通过电极(4，5)的电流或电压进行测量。根据本发明，定义电流的实分量(8)和虚分量(9)，或者相应地定义电压的实分量(8)和虚分量(9)，电极(4，5)位于基本无损的表面上，以电流的显著变化仅发生在电流或电压的虚分量(9)中的这样方式对电流或电压的实分量(8)和虚分量(9)进行角度校正。

权利要求

1.一种用于读取电子代码的方法，该方法包括：

借助于电极(4，5)将交流电信号引入到被测量的代码(11)；和

对通过电极(4，5)的电流或者这些电极(4，5)上的电压进行测量，其特征在于，

定义电流的实分量(8)和虚分量(9)，或者相应地定义电压的实分量(8)和虚分量(9)，以及电极(4，5)位于基本无损的表面上，并且以电流或电压的显著变化仅发生在电流或电压的虚分量(9)中的这样方式对电流的实分量(8)和虚分量(9)进行角度校正，或者相应地对电压的实分量(8)和虚分量(9)进行角度校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以通过测量装置(1)观察到的电容的电抗的数量级与通过测量装置观察到的导电墨的电阻的数量级相同的方式，选择测量装置(1)的测量频率、测量头距代码(11)的读取距离和代码(11)的电阻率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测量被实现为从接触距离起的扫描测量。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，通过改变导电代码线之间的非导电区域来形成所述代码。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，在手动扫描中，考虑扫描速度的变化。

6.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，当通过下述方程描绘由测量装置(1)接收的电流时，以尽可能精确地满足条件r＝1的这样方式来选择测量系统的读取距离、代码的电性质和测量频率：其中，r＝ωCR    (1)

其中，R和C描绘被读取的标记的阻抗的电阻和电容部分。

7.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，通过以当笔置于无损电介质表面上时该笔不产生实分量变化的这样方式调整校正角度来对测量装置进行校准。

8.根据权利要求1-6中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，通过以下方式对测量装置进行校准：即，刮擦电介质表面，测量刮擦的表面，并以当在刮擦的表面上进行扫描时在测量结果的实分量中不发生波动的这样方式对测量装置进行调整。

9.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在测量情况下，在未编码的材料(8)的表面上重置测量结果的实分量(8)，并预先基于重置的实分量(8)设置使测量开始的电子器件(1)的触发电平。

10.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在测量情况下，算法基于信号的强度求解使测量开始的合适的触发电平。

11.一种用于读取电子代码的设备，该设备包括：

用于借助于电极(4，5)将交流电信号引入到被测量的代码(11)的部件；和用于测量通过电极(4，5)的电流或者这些电极(4，5)之间的电压的部件，其特征在于，该设备还包括：

用于定义电流或电压的实分量(8)和虚分量(9)的部件(2，4，5，3，6，7)，以及用于以电流或电压的显著变化仅发生在电流或电压的虚分量(9)的这样方式对电流或电压的实分量(8)和虚分量(9)进行角度校正的部件，其中，电极(4，5)位于基本无损的表面上。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，该设备包括这样的部件，该部件用于以通过测量装置(1)观察到的电容的电抗的数量级与通过测量装置(1)观察到的导电墨的电阻的数量级相同的这样方式，选择测量装置(1)的测量频率、测量头距代码(11)的读取距离和代码的电阻率。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，该设备包括用于将从接触距离起的测量实现为扫描测量的部件。

14.根据权利要求11、12或13所述的设备，其特征在于，该设备包括用于通过定义导电代码线(11)之间的非导电区域来读取代码的部件。

15.根据权利要求11、12、13或14所述的设备，其特征在于，该设备包括用于在手动扫描中考虑扫描速度变化的部件。

16.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，如果通过以下方程描绘由测量装置(1)接收的电流，则所述设备包括用于以尽可能精确地满足条件r＝1的这样方式选择测量系统的读取距离、代码的电性质和测量频率的部件：其中，r＝ωCR    (1)

其中，R和C描绘被读取的标记的阻抗的电阻和电容部分。

17.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述测量装置包括校准部件，通过该校准部件，可以以当测量装置(1)的读取笔(4，5)置于无损电介质表面上时该笔不产生实分量变化的这样方式对校正角度进行调整。

18.根据权利要求11-16中的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，该设备包括这样的部件，通过该部件，可通过以下方式对测量装置进行校准：即，刮擦电介质表面、测量刮擦的表面，并以当在刮擦的表面上进行扫描时在测量结果的实分量中不发生波动的这样方式对测量装置进行调整。

19.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，该设备包括这样的部件，在该部件中，在测量情况下，可在无代码的材料(8)的表面上重置测量结果的实分量(8)，并可预先基于重置的实分量(8)设置使测量开始的电子器件(1)的触发电平。

20.根据以上权利要求中的任一项权利要求所述的设备，其特征在于，该设备包括这样的部件，通过该部件，在测量情况下，基于信号强度，可借助于算法来检测使测量开始的合适的触发电平。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于检测电子代码的方法。

本发明还涉及一种拟用该方法的设备。

背景技术

根据现有技术，在货物运输中既使用光学可读条形码又使用远程可读RFID标识符。
条形码的优点在于其标准化技术，但是这种技术需要可见标记，而且还需要至少在能见距离(sight distance)内进行的读取技术，这就限制了应用的行驶。可见标记使得该技术容易被滥用。
相比于前述条形码技术，RFID技术具有许多优点，包括远程可读性和将代码完全隐藏在产品中的可能性，这种可能性可用于防止代码的伪造。然而，该技术中使用的标识符显然比条形码技术贵得多。
美国专利5,818,109公开了这样一种解决方案，在该解决方案中，读取设备被用于测量被赋予货币值的电容性检定电阻标记(capacitance verification resistance marking)。这种机器允许在短距离内非接触式地进行测量。在测量时，以每个电阻器的电阻值应该在特定的预定限制内的这样方式，通过同时测量来确定几个(例如，8个)电阻器的数量级。因此，问题是使用“数字技术”来评估彩票的电正确性(electrical correctness)。如果所有电阻器都在预定限制内，则即使单个偏离将引起拒绝时，彩票也被接受。

发明内容

本发明旨在消除上述技术状态的缺陷，并且为了这个目的，创造了一种完全新型的用于读取电子代码的方法和设备。
本发明基于从几条导电线形成代码，借助于电极从这几条导电线用电确定实部和虚部，这些电极位于基本无损的表面上，以电流的显著变化(substantial change)仅发生在电流的虚部的这样方式来对电流的实部和虚部进行角度校正。
根据本发明的一个优选实施例，以实部主要测量损耗的这样方式通过角度校正来对测量的实部和虚部进行校正。
更具体地讲，根据本发明的方法的特征在于权利要求1的特征部分中所述的内容。
对于这部分而言，根据本发明的设备的特征在于权利要求12的特征部分中所述的内容。
借助于本发明，获得相当多的优点。
由于本发明的不可见性，因此，相对于条形码，本发明提供明显的优点。除了其它方面之外，不可见的代码可用于容易地且成本高效地确定伪造产品。
实际上，本发明的应用类似于RFID技术和条形码技术的应用。根据本发明的代码可以是可见的，也可以隐藏在不透明的保护膜下。例如，根据本发明的代码可用于访问控制应用、产品数据编码、认证和产品来源的检定。
由于可使用印刷技术来制造代码，所以对于这部分而言，与电学可读RFID标签相比，本发明提供相当可观的成本优势。
由于对标记的电性质的优化，可用更便宜的元件制造测量电子器件。

附图说明

以下，参照附图借助于实例对本发明进行研究。
图1示出根据本发明的一个测量装置。
图2示出根据本发明的一个测量对象。
图3a示出当在根据本发明的测量装置的电极之间不存在待读取的代码时这些电极之间的等效电路。
图3b示出当在根据本发明的测量装置的电极之间存在待读取的代码时这些电极之间的等效电路。
图4用曲线图示出从根据本发明的测量装置的角度看，待读取的标记的实分量和虚分量随着代码电阻增加的行为。
图5用曲线图示出在对第一测量结果的角度校正之后的根据本发明的测量装置，在图5中，实分量为下面的曲线，虚分量为上面的曲线。
图6示出角度校正之后的导纳的实分量。
图7示出由根据本发明的测量装置读取的质量差的代码的测量结果。
图8示出由根据本发明的测量装置读取的代码的测量结果，该测量结果被分为虚分量和实分量。

具体实施方式

图1示出测量装置1，在测量装置1中，通过振荡器2馈给的两个活电极(live electrode)4激励电流，该电流通过被测量的表面，并且可能通过存在于该表面中的导电结构。在根据该图的布置中，中间电极5用于测量信号。布线和放大器6的电容(CMOS或JFET)通常非常大，以至于读取电极5的阻抗表示电容性短路。如果情况不是这样，则将电流反馈供给放大器6，这样可使得放大器6的输入阻抗极低。通过使用相敏检测器7来检测信号，该相敏检测器7基于用与对象同相连接的交流电对信号进行向下混频(mix)，信号的相位移位90度。如果测量不是差分的(differential)，则为了使电桥平衡，用反相信号来抵消导体之间的电容连接。根据该图中的布置的电路对表面的导纳的虚分量9和实分量8进行测量。
图2示出的情形是在基体10的顶部形成导电(非透明)代码11。基体10可以是纸张、板材、塑料或者一些其它类似的典型的非导电表面。在该图中，以代码11的宽度恒定而代码之间的距离被调制的这样方式来进行编码。因此，在代码中，在导电结构11之间存在短间隙12和长间隙13。在一些情况下，在代码11的顶部存在薄塑料膜，该薄塑料膜减小了与对象的电容连接。
如果用根据图1的布置扫描根据图2的代码，则原则上导纳将在两个值之间变化。图3a的电路描绘的情形是被测量的对象纯粹是纸张，相应地，在图3b中描绘的情形是在基体10的顶部存在导电层。由于场被分割，因此精确模型要求我们使用几个电容器和电阻器来描绘这种情形。如果在进行扫描的表面上存在几个导电结构，则我们创建导纳调制。在这种情况下，当以单个频率进行测量时，阻抗测量产生对象的导纳的虚分量和实分量。就测量而言，重要的问题是，与代码既改变实分量又改变虚分量的情况相比，导纳的虚分量和实分量如何波动。本发明的中心思想是如何执行测量，以使我们将能够使测量的信噪比最大化。
如果我们假设对象的电阻噪声不显著，则就电子器件而言，试图使实分量或虚分量的电流最大化。这通过制造宽电极和宽代码，使代码与测量电极的距离最小化，并且使与对象的电容连接最大化来实现。然而，在高频处，对象的噪声通常确定信噪比，而根本不用电子器件的噪声。噪声通常源于读取器的“摆动(hunting)”和倾斜以及纸张(对象)的粗糙度。由于大多数基体不导电，所以这些问题主要只是在导纳的虚分量中引起噪声。虽然表面具有一定程度的损耗，但是实分量的噪声一直保持比虚分量的噪声小。噪声还可源于代码的顶部。如果代码是高度导电的，但是除了其它方面之外由于纸张的粗糙度而使得墨保持“有污点”，则将存在的问题是，在代码的顶部，虚分量和实分量都将有噪声。由于电流仅在导电良好的电桥之上从输入电极行进到测量电极，所以实分量也可保持非常小。
首先稍许以数学的方式对本发明进行研究。我们为对象假设一个简单的等效电路，在该等效电路中，电容器和电阻器的串联描绘当读取头在代码顶部时这一情形下的阻抗。在代码外部，对象几乎是完全无损耗的，从而可仅用一个电容器来描绘对象。可通过以下方程来获得由电子器件接收的电流：
$I=\mathrm{U\omega C}\frac{(r+j)}{r^2+1},$其中r＝ωCR    (1)。
首先，应该注意到，通过下述方式来使电流最大化，即，使用最高的可行频率，并试图通过创建大电容来尽可能接近地测量导电代码。
图4借助于曲线40用曲线图示出当电阻增加时测量到的导纳的实分量和虚分量的行为。该图为标准化表示，其中，测量距离恒定，因此，电容具有恒定的幅值。另外，在该图中绘制了椭圆43，椭圆43描绘没有代码时的导纳。应该注意到，当在点44处r＝1时，实分量的调制最大，其中，测量到的导纳的虚分量和实分量的幅值相等，在这种情况下，测量到的阻抗的实分量和虚分量的幅值自然也相等。在该图中还绘制了对质量好的导电表面进行测量的假想情形(黑色椭圆42)。圆41显示对“有洞的(holely)”代码进行测量的情形，在这种情形下，实分量和虚分量的变化都非常大。当使用绝缘基体材料时，实分量的值及其波动小，因而最好以r＝1的这样方式选择距离和墨的电导率，从而我们使导纳的实分量的信噪比最大。当电阻增加到无穷大时，曲线向椭圆43靠近。
所述方法实质上是基于将对象的导纳的实分量和虚分量彼此分离。在高频处，尤其是当使用方波时，没有关于所谓的角度误差的精确信息。对于包含高次谐波的方波，实分量和虚分量的整个概念在某种程度上是错误的。根据本发明的一个实施例，重要的事实是以下角度校正方程针对的是测量到的实分量和虚分量：
Re{Yu}＝Re{Y}cosα+Im{Y}sinα
Im{Yu}＝-Re{Y}sinα+Im{Y}cosα                (2)。
下标μ与角度被校正的导纳有关。校正角度用α标记。所述方法的基本思想是当在纸张(塑料)的表面上不存在代码的点处对测量装置进行扫描时以使实分量的变化最小化的这样方式来选择校正角度。
可通过有意地在纸张的表面上制造压痕或者以距纸张表面的距离改变的这样方式摆动测量针尖(measure point)(笔)来改进校准(calibrate)。优选在实施例中使用的表面上进行校准。另一种替代方案是当在不存在代码的区域中扫描代码时对角度进行校准。当通过测量针尖对这样的无代码的无损表面进行扫描时，原则上，仅有无损的测量分量变化。这意味着可以以使导纳的实分量的变化最小化的这样方式找到角度。如果以针尖在纸张上的放置不影响角度的实分量的这样方式选择角度，则实分量的噪声也被最小化。实际上，如果读取频率不改变，则仅需执行角度校准一次。是否必须对每个测量点执行分别的独立的校准取决于电子器件的制造中的变化。
因此，角度校正的意图在于从测量信号消除由于纸张的性质和针尖的位置的变化而引起的变化，并使得该变化仅取决于代码的性质。背景噪声被去除。
在角度校正的过程中，以对象中的无损电介质材料的变化不出现在角度被校正的Re信号中的这样方式选择坐标集的旋转角度。
这个目的通过对于测量针尖仅产生无损电容率的变化来实现，例如，通过将针尖降低到纸张上来实现。在此之后，对角度被校正的信号Re和Im进行研究。对角度α进行调整，直到由调整而引起的变化仅出现在Im信号中或者实现Re信号的最小化为止。在校正之后，对Re信号进行测量，在Re信号中，变化将仅出现在代码处。
图5示出这样的测试，在该测试中，以50MHz工作的导纳针尖通过薄塑料对代码进行扫描。请注意，即使虚分量50明显强于实分量51，虚分量50的噪声也非常大。这是由于纸张的粗糙度而引起。在对代码进行扫描之前，对实分量51进行测量，并通过约28度的角度校正对虚分量50进行校正。在不进行角度校正的情况下，将主要通过电容调制来确定这两个分量。
图6仅示出导纳的实分量60。尽管在所谈及的情况下没有对代码的电导率进行优化，但是实分量的信噪比也是非常良好的。事实上，在这个测量中，通过所使用的数字化来确定纸张顶部的噪声。少量噪声是由于下述事实而引起，即，我们将触发电平设置为接近于实分量的零点，从而即使是差的代码也可被读取。
图7示出这样的特殊情形，即，从非常近处读取代码，但是由于纸张的粗糙度，代码变成“有污点的”。由于在这种特殊情形下，实分量71与虚分量70的比率不是最佳，所以实分量71保持比虚分量70小得多。另一方面，由于代码变成“有污点的”，所以在代码顶部，这两个分量都有噪声。在这样的情况下，最好是也将虚分量包括在测量中。这种情况显示在图4中，在图4中，假设在代码顶部这两个噪声都大。
应该注意的是，在这些测量中，代码的电导率太大，并且由于此，从虚分量获得的信号占主导。
对于这部分而言，图8表示一种典型的测量情况，在该情况下，虚线描绘虚分量，完全的实线描绘测量的阻抗的实分量。从该图可看出，实分量的信噪比明显优于虚分量的信噪分量。
所述方法的一个中心思想是以将实分量和虚分量彼此区分的这样方式来对用作测量头的笔进行校准。这可通过以当笔置于无损电介质表面上时该笔不产生实分量的变化的这样方式对校正角度进行调整来进行。另一种方式是，当在电介质表面上进行扫描时，刮擦该表面并确保在实分量中不发生波动。在实际的测量情况下，在纸张的表面上重置实分量，并预先设置触发电平，或者算法基于信号强度来求解合适的触发电平。由于实分量中的噪声小，所以可将触发电平设置为非常接近于零。仅在代码的电导率被错误地定尺寸(dimension)或者代码“有污点”这样的情况下，才值得使用矢量的纵向调制来代替实分量的调制。原则上，一般来讲，可通过以对信噪比进行优化的这样方式以彼此合适的比率对实分量和虚分量的长度进行加权来检测代码。
原则上，我们可从导纳的实分量和虚分量对代码的正确电导率进行测量。由于场被分割，所以以数学的方式进行描绘非常困难。描绘取决于笔的平均距离、与电极宽度相比的代码宽度等等。然而，如果我们为特定应用对笔进行校准，则我们可以以变量r在代码顶部和外部的变化与小的距离变化无关的这样方式通过实验(或者使用FEM计算以数值的方式)求解以下表示：
r＝f{Re{Y}，Im{Y}}                    (3)。
这仅仅是由于下述事实，即，这两项与距离成比例，从而通过使用这两个变量，我们可估计距离变化。应该注意到，所谈及的方法不对代码的绝对电阻率进行测量，而是代码的绝对电阻率与代码和纸张的电阻率之差成比例。如果我们对传感器信息进行测量，则这样的更精确的电导率测量是很重要的。然而，如果除了测量线之外我们还将其电导率已知的参考线放在代码中，或者如果结合代码信息给出测量线的值，则我们可将传感器信息的测量返回到实分量的测量。在这种情况下，我们可从以下导纳Y的实分量和虚分量的方程计算传感器的电阻率的电阻值r：
$r_a=r_{\mathrm{ref}}\frac{{\mathrm{Re}}_a\left(Y\right)}{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{ref}}\left(Y\right)}\frac{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{ref}}{\left(Y\right)}^2+{\mathrm{Im}}_{\mathrm{ref}}{\left(Y\right)}^2}{{\mathrm{Re}}_a{\left(Y\right)}^2+{\mathrm{Im}}_a{\left(Y\right)}^2}---\left(4\right).$
在该方程中，下标ref表示参考代码的测量，下标a表示传感器的测量。当然，仅当参考物的几何形状与传感器的几何形状类似时，才能可靠地使用该方程。如果实分量或虚分量对导纳起主导作用，则当然可以使该方程简化。另一方面，通常发生虚分量在参考物和传感器的顶部几乎相同的情况，由于这个原因，通常通过简单的数学获得传感器的大致电导率。应该注意到，在方程4中，导纳Y描绘角度被校正的导纳。
可以以几种不同的方法制造代码。一种可行的方法是“复制”条形码中使用的方法。然而，这里，介绍一种这样的方法，该方法允许以自然的方式消除用笔或鼠标扫描时发生的速度变化。另外，所描述的方法基于被设置成接近于纸张的阻抗的触发电平，因而不使用作为“零参考物”的代码。在图2的代码中，信息存储在线的宽度调制中，导电线的宽度恒定。如果我们对在代码(非导电材料)的时间期间累积的采样的数量进行分割并且将此除以一个数，则我们将获得描绘两条线彼此之间的距离相对于相邻线的宽度的标准化代码信息，所述一个数为接近于采样数量的导电代码的最大值或者来自附近导电区域的累积采样的数量的平均值。这个数与速度无关。另一方面，使用已知代码和固定的触发电平，长代码和短代码之间的比率恒定，这允许检测或错误读取。这种编码还具有这样的优点，即，如果使线的宽度最小，则存在比被读取的表面中的代码更纯净的纸张，并且我们可保持更少的代码被观察到。在使用好材料的长时间段内，我们甚至可实现40μm宽的线，在这种情况下，代码的可见度将进一步降低。合适的短代码的宽度的数量级与导电区域的宽度的数量级相同，并且相应地，根据读取的信噪比和所选择的误差校正算法，宽间隙可以为1.5-3倍宽。如果系数仅为1.5，则我们获得每单位行程1/2.25比特的信息密度。例如，40μm线将传送1/90比特/μm，即，96比特EPC代码将需要约9mm长的代码。实际上，笔状针尖的舒适的扫描长度为3cm-5cm，从而EPC代码将需要至少250μm的代码宽度。甚至更长的距离也可用笔扫描，尤其是如果我们使用鼠标式接口，则距离可容易地为5cm-10cm。这意味着，甚至更大数量的比特也可被电编码。另外，如果用相应方法制造2D代码，则信息量可能是这种方法的许多倍。
根据本发明的一个实施例，可如下对代码的读取进行优化。一旦电极结构、距代码的距离和读取频率被决定，就以电容的电抗的数量级与导电墨的电阻的数量级相同的方式对墨的电导率进行优化。借助于测量电子器件，以仅实分量测量有损耗的方式通过角度校正来对测量的导纳的实分量和虚分量进行校正。这可通过使针尖靠近非导电电介质表面而容易地观察到。结合电容电桥，或者在混频之后，可以模拟地进行校正。在AD校正之后，还可使得数字地进行校正。在角度校正之后，主要根据实分量进行代码解释。例如，如果由于对墨的来源的研究而使得我们需要更好的电导率信息，则我们可借助于导纳来计算阻抗的实分量，并从此决定代码的电导率。
还可如下描述本发明。被测量的电介质材料(纸张、板材、塑料)的电容率是复数的，包含有损分量(lossy component)和无损分量(lossless component)。根据本发明的读取器测量有损分量和无损分量的这两个分量。无损分量由极化(polarization)形成。有损分量由极化相关的损耗或者电导率损耗形成。干净的纸张的电容率几乎完全是无损的。
当在被测量的对象(纸张、板材、塑料)的表面上不存在代码的地方移动读取器的针尖时，通过读取器的针尖测量的与无损电容率成比例的信号由于以下原因而改变，所述针尖例如用图3a和图3b的电极5和4来表示：
1、由于纸张的纤维的性质，不同点处的电容率不同。
2、纸张吸收的湿气在不同的地方以不同的方式改变电容率。
3、当针尖倾斜时，从针尖到纸张的连接改变，并影响信号。
根本不存在与有损电容率成比例的信号。
与所述无损电容率成比例的信号出现在两个角度被校正的信号(Re_orig和Im_orig)中，这是由于调制和解调之间的相差而引起的。通过改变校对角度α，可改变这个相差(也称为坐标旋转)。通过改变该角度，可形成新的信号Re和Im。通过适当的角度，由于无损电容率的变化而引起的信号仅出现在Im分量中。同时，它完全从Re信号中消失。
因此，实际上，通过下述方式来执行角度校正，即，在干净的纸张上移动读取器并调整角度α，直到由移动引起的变化仅出现在虚分量中为止，或者直到如果在实分量中出现变化，则这些变化是最小的、且极其微小的为止。因此，在这种情况下，实分量仅仅测量阻抗的有损的电阻分量。
因此，由于仅在代码处存在有损电容率，则Re信号仅在代码处变化。
上述角度校正操作的本质典型地为一次性的(one-off)，仅需要执行一次，或者以相对不频繁的间隔重复执行(一个月一次至一年一次)。
可使用电压或电流输入来实现本发明，在这种情况下，电压输入用于测量测量电极之间的电流，电流输入用于测量测量电极之间的电压。更通常，测量变量(电流或电压)可称为测量信号。