圧力感知システム内のn個のコンデンサの容量を測定する方法において、前記圧力感知システムは、複数の線形導体列及び複数の線形導体行を備え、前記列は前記行に平行せず、コンデンサのアレイのそれぞれが行と列との交点に形成され、前記列及び行のそれぞれは、圧縮可能な誘電体シートの反対側に配置され、前記方法は、既知の交流電圧を前記n個のコンデンサのn個の回路に印加するステップであって、前記n個の回路のそれぞれは、その他のn-1個のコンデンサに直列接続された前記n個のコンデンサのうちの異なるコンデンサを備え、前記n-1個のコンデンサは並列に相互接続される、印加するステップと、前記n個の回路のそれぞれの交流電流を測定するステップと、前記既知の電圧及び測定された電流から、各回路の総容量を導出するステップと、並列に相互接続された前記n個のコンデンサを備えるn1の回路に既知の交流電圧を印加するステップと、前記n1の回路の交流電流を測定するステップと、前記n1の回路の総容量を導出するステップと、前記測定値及び既知の値から、前記n個のコンデンサのそれぞれの容量を導出するステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項1に記載の方法において、前記既知の交流電圧をn個の回路に印加するステップは、既知の交流電圧を1行と複数の列との間に印加するステップを含むことを特徴とする方法。請求項2に記載の方法において、前記n個の回路のそれぞれの交流電流を測定するステップは、電流センサを前記複数の列のうちの1つに接続するステップと、前記複数の列のすべてに対して、前記接続するステップを繰り返すステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項2に記載の方法において、前記複数の列は、前記圧力感知システムの前記線形導体列のすべてを含むことを特徴とする方法。圧力感知システム内のパラメータの最終値を予測する方法であって、以下のステップ:時間の経過に伴う前記パラメータの挙動の数学的モデルを提供するステップであって、前記モデルは、前記パラメータと少なくとも1つの変数との関係を表す式を含む、提供するステップと、前記パラメータを監視するステップと、前記パラメータの複数の測定値を時間の経過に伴って取得するステップと、前記パラメータの前記複数の測定値に基づいて、前記少なくとも1つの変数の値の最良近似セットを計算するステップと、前記値のセット及び前記式を使用して、前記圧力感知システムにかけられた圧力を特定する際に使用される前記パラメータの予測最終値を特定するステップと、を含むことを特徴とする、方法。請求項5に記載の方法がさらに、前記変数の初期値を提供し、前記パラメータの第1の監視値を取得し、前記パラメータの前記第1の監視値を最良に近似するように、前記変数の値を調整し、前記パラメータの第1の予測最終値を計算し、前記パラメータの次の値を取得し、前記パラメータの発生した監視値を最良に近似するように、前記変数の値を調整することを特徴とする方法。請求項5に記載の方法において、前記数学的モデルは指数的関係を含むことを特徴とする方法。請求項7に記載の方法において、前記指数的関係は、の形態を有し、式中、PFは前記パラメータの最終値であり、P0は前記パラメータの初期値であることを特徴とする方法。請求項5に記載の方法において、前記値の最良近似セットは最乗二乗法を使用して計算されることを特徴とする方法。請求項5に記載の方法において、前記複数の測定値は1つのメンバを有することを特徴とする方法。表面に作用する圧力を測定する方法において、ステップa-少なくとも1つの圧力センサを提供するステップと、ステップb-測定された圧力と前記圧力センサの経時挙動後にモデリングされる時間定数との指数的関係を表す式を得るステップと、ステップc-時間期間にわたって複数の圧力値を取得するステップと、ステップd-前記複数の圧力値に基づいて、前記時間定数の最良近似値を計算するステップと、ステップe-前記式中に前記時間定数値を使用して、圧力の予測最終値を特定するステップと、を含むことを特徴とする、方法。請求項11に記載の方法において、ステップaは、圧力センサアレイを提供するステップを含むことを特徴とする方法。請求項12に記載の方法において、ステップcは、ステップc1-前記アレイから複数の近傍圧力センサを選択するサブステップと、ステップc2-前記複数の近傍圧力センサの各メンバから測定される少なくとも1つの圧力値を取得するサブステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項13に記載の方法において、前記ステップdは、ステップd1-前記複数の近傍圧力センサからの少なくとも選択された圧力センサの前記時間定数の最良近似値を計算するステップと、ステップd2-前記選択された圧力センサに計算された前記時間定数値の平均値をとるステップと、を含むことを特徴とする方法。圧力感知システム内の交流電流信号の振幅を監視する方法において、この方法は、前記交流電流信号の時間期間T中の複数の電流信号出力を収集し、前記時間期間Tの持続時間中の信号プロファイルを取得し、最大ピーク電流信号出力を識別し、最小ピーク電流信号出力を識別し、前記最大ピーク電流信号出力と前記最小ピーク電流信号出力との電流差を計算して、前記圧力感知システムにかけられた圧力の特定に使用することにより行われることを特徴とする方法。請求項15に記載の方法がさらに、前記電流差を係数1/√2で乗算することを含むことを特徴とする方法。請求項15に記載の方法において、サンプルは離散した時間間隔δtでとられることを特徴とする方法。請求項17に記載の方法において、δtは、サイクルとサンプルとの比率T/δtが1よりも大きくなるように、Tよりも小さいことを特徴とする方法。請求項17に記載の方法において、前記サイクルとサンプルとの比率T/δtは、複数のサンプルが各サイクル中にとられるように選択されることを特徴とする方法。請求項17に記載の方法において、前記サイクルとサンプルとの比率T/δtは10~1000の範囲内であることを特徴とする方法。請求項17に記載の方法において、δt≒10-6秒であり、T≒10-5秒であることを特徴とする方法。請求項15に記載の方法がさらに、電流出力値の許容差レベル外の電流出力値を除外するステップを含むことを特徴とする方法。複数のセンサを有する圧力感知システム内の入力信号を増幅する最適利得レベルを選択する方法において、入力及び出力を有する可変利得増幅器を提供するステップと、前記増幅器の飽和レベルを特定するステップと、前記入力信号をサンプリングするステップと、前記入力信号のピーク値を特定するステップと、前記飽和レベルと前記ピーク値との比率以下の最適利得レベルを、前記圧力感知システムにかけられた圧力を特定する際に使用するものとして選択するステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項23に記載の方法において、前記入力信号をサンプリングするステップは、アナログ/デジタルコンバータを用いて前記入力信号を処理するステップを含むことを特徴とする方法。請求項24に記載の方法において、前記入力信号のピーク値を特定するステップは、前記アナログ/デジタルコンバータからの出力信号の最大値及び出力値を選択するステップと、前記最大値と前記最小値との差を計算するステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項23に記載の方法がさらに、a前記複数のセンサのそれぞれの利得レベルを初期化するステップと、b共通の利得レベルを必要とするセンサセットにセンサをまとめるステップと、c各セット内のセンサからアナログ読取値を取得するステップと、d前記関連付けられた利得レベルに従って、各セットの前記センサからの前記アナログ読取値を増幅するステップと、e各センサに必要な新しい利得値を計算するステップと、fステップb~eを繰り返すステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項23に記載の方法がさらに、前記増幅器の初期利得レベルを選択するステップと、前記複数のセンサのそれぞれが、アナログ信号を前記可変利得増幅器の入力に送信するステップと、前記可変利得増幅器が、前記初期利得レベルで前記入力信号を増幅するステップと、アナログ/デジタルコンバータを用いて前記可変利得増幅器の出力をサンプリングするステップと、デジタル出力信号を前記アナログ/デジタルコンバータからコントローラユニットに通信することと、前記コントローラユニットが、前記デジタル出力信号のピークツーピーク値を特定するステップと、前記コントローラが前記ピークツーピーク値を使用して、前記増幅器に最適な利得レベルを計算するステップと、を含むことを特徴とする方法。複数の線形導体列と複数の線形導体行との交点にそれぞれ形成されたn個のコンデンサのアレイを備える感知装置であって、前記列及び行のそれぞれは、圧縮可能な誘電体シートの反対側に配置される、感知装置と、各コンデンサの容量値を導出し、前記感知装置にかけられた圧力を特定するように構成されたコントローラと、を備えることを特徴とする圧力感知システム。請求項28に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、既知の交流電圧をn個の回路に印加するように動作可能であり、前記n個の回路のそれぞれは、並列接続されたn-1個のコンデンサの異なるバンクと、前記バンクと直列接続された残りの1つのコンデンサとを備えることを特徴とするシステム。請求項29に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記n個の回路のそれぞれの交流電流を測定し、それにより、前記既知の電圧及び測定された電流から、各回路の総容量を導出するようにさらに動作可能であることを特徴とするシステム。請求項28に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、並列に相互接続されたn個のコンデンサを備えるn1の回路に既知の交流電圧を印加し、前記n1回路の交流電流を測定し、それにより、前記n1回路の総容量を導出するように動作可能であることを特徴とするシステム。請求項28に記載のシステムがさらに、少なくとも1つの可変利得増幅器と、少なくとも1つのアナログ/デジタルコンバータとを備えることを特徴とするシステム。請求項32に記載のシステムにおいて、前記可変利得増幅器は、関連付けられた利得レベルで少なくとも1つのアナログ信号を増幅するように動作可能であることを特徴とするシステム。請求項32に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記アナログ/デジタルコンバータからデジタル出力信号を受信し、関連付けられたアナログ入力信号に最適な利得レベルを計算するように動作可能であることを特徴とするシステム。請求項28に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、交流電流信号の時間期間T中に複数の電流信号出力を収集し、前記時間期間Tの持続時間中の信号プロファイルを取得し、最大ピーク電流信号出力を識別し、最小ピーク電流信号出力を識別し、前記最大ピーク電流信号出力と前記最小ピーク電流信号出力との電流差を計算することにより、交流電流信号の振幅を監視するように動作可能であることを特徴とするシステム。請求項28に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記パラメータと少なくとも1つの変数との関係を表す式を含む、時間の経過に伴って前記パラメータの挙動の数学的モデルを提供し、前記パラメータを監視し、時間の経過に伴う前記パラメータの複数の測定値を取得し、前記パラメータの前記複数の測定値に基づいて前記少なくとも1つの変数の値の最良近似セットを計算し、前記値の最良近似セット及び前記式を使用して、前記パラメータの予測最終値を特定することにより、前記コントローラにより監視されているパラメータの最終値を特定するように動作可能であることを特徴とするシステム。必要事項として、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示するが、開示される実施形態が本発明の単なる例示であり、本発明を様々な代替の形態で具現し得ることを理解されたい。図は必ずしも一定の縮尺ではなく、特徴によっては、特定の構成要素の詳細を示すために誇張又は最小化されているものがある。したがって、本明細書に開示される特定の構造及び機能の詳細は、限定として解釈されるべきではなく、単に、本発明を様々に利用することを当業者に教示する代表的な基本として解釈されるべきである。例えば、患者にかけられた圧力を監視して、圧迫創の形成を回避すること目的としたフィードバックを提供するために使用し得る検出システム及び方法を以下に説明する。圧力感知システムは、第1の導電層と第2の導電層との間に挟まれた絶縁材料層を備えた圧力検出マットを含む。各導電層は、平行する導電材料条片を含み得る。そのようなシステムは、本出願人の同時係属中の国際特許出願である国際公開第2010/119441号パンフレットに記載されており、この特許出願を参照により本明細書に援用する。国際公開第2010/119441号パンフレットには、椅子又はベッドマットレス下のシートと、横たわった患者の体との間に配置して、患者にかけられる圧力を監視し得る圧力感知マットが開示されている。圧力感知マットの出力を使用して、圧迫創が形成される危険性を示し得る。これより、マトリクスの形態に配置された複数のセンサ210を備える圧力検出マット200の実施形態の等角投影を示す図1aを参照する。マットは、絶縁材料の絶縁層230で隔てられた2つの導電材料層220a、220bを含み得る。各導電層は平行する導電条片222、224を備え得、2つの導電層は、一方の導電層では条片が水平222であり、他方の導電層では条片が垂直224であるように、直交するように配置される。各条片は制御ユニットに配線され、安全な低電圧源により動作可能であり得る。容量センサは、水平導電条片との垂直導電条片との各交点に重なる導電条片の部分間の容量に基づく。これらの容量センサは、容量センサの表面の任意の箇所への圧力により、2つの導電層の間隔が変化し、ひいては交点の容量が変化するように構成される。駆動ユニットは、電位を垂直条片に選択的に提供し得、重複部分の容量センサを特定し得るように、水平条片での電位を監視し得る。各センサを両端とする振動電位を提供し、それにより生成される交流電流を監視することにより、交点のインピーダンスを計算し、交点の容量を特定し得ることに留意する。したがって、センサの機械的特性が既知の場合、センサにかけられる圧力を推測し得る。マットは、追加の要因、特に、温度、湿度等の床擦れの形成に影響する追加の要因を監視するように構成された追加のセンサをさらに含み得る。そのような追加のセンサは適宜、要因を連続又は断続的に監視して、要因の高リスクの組み合わせを検出するように構成し得る。そのような測定は、さらに解析するために記録し、データベースに記憶し得る。圧力検出マットの特定の実施形態では、材料は、導電層及び絶縁層が可撓性を有するように選択される。絶縁材料は、圧縮可能なスポンジ様、ふんわりとした、又は多孔性材料例えば、発泡体であり得、圧力が印加された場合に密度を大きく変化させ得る。圧力検出マット200又は感知マットは、標準のベッドシートに使用されるような他の材料層240a、240bの下に配置し得、又はそのような材料層と一体的に配置し得る。そのような追加の材料が、特定の用途に要求され得るようなさらなる特性を与え得ることが理解されよう。一実施形態では、センサの導電材料は、絶縁耐水性の呼吸するカバーマットで包むことができ、マットに横たわる患者の不快さを最小限に抑えることができる。これより、圧力検出マットの様々な実施形態の様々な部分を示す図1b~図1dを参照すると、導電層220図1aは様々な基板で支持し得る。例えば、図1bは、絶縁層230に直接接着された2つの導電層2220a、2220bを示す。或いは、図1cに示されるように、導電層3220a、3220bは、例えば、TPU等の別個の基板3210a、3210bで支持し得、絶縁層230はそれらの間に挟まれる。さらに別の実施形態では、図1dに示されるように、導電層4220a、4220b自体はそれぞれ、2つの基板4212a、4214a、4212b、4214bのそれぞれに挟まれる。これより、単一センサノード300の実施形態の断面を示す図2を参照する。この実施形態では、センサは、導電条片310a、310bの2つの層と、それらの間の絶縁材料の絶縁層320とで構成されるコンデンサである。センサの任意の箇所を押下すると、絶縁層320が圧縮されて、導電条片間の距離が変化し、それにより、コンデンサの容量が変化する。センサ行から安定したインピーダンス読み取りを得るために、センサから読み取りを行っている間の患者の動きがわずかであるか、又は動きがないことが好ましいことが理解されよう。したがって、特定の実施形態によれば、読み取りにかかる時間は、約数十ミリ秒又は約数百ミリ秒であり得、その間、患者の動きは一般にわずかである。患者が大方不動である用途では、必要に応じてより長い読み取り時間の使用が望ましいことがさらに理解されよう。容量測定第1の導電層の平行条片と第2の導電層の平行条片とは、ノードと呼ばれる複数の交点で重なる。第1の導電層及び第2の導電層は、第1の導電層の平行条片が第2の導電層の平行条片に直交して配置されるように構成し得るが、他の実施形態は他の様々な相対的な向きを有する。ノードは容量センサを形成する。ノードのマトリクスを使用して容量値を読み取ることにより、各ノードに単一のコンデンサを使用する場合に必要な数と比較して、必要なワイヤの数が低減する。しかし、マトリクスを使用する場合、測定される行又は列のすべてのノードでの読み取りは相互に依存し、干渉する漂遊容量に繋がり得る。したがって、通常、容量測定の何らかの種類の較正が必要である。本明細書に開示される方法及びシステムは、各行の基準コンデンサの追加を必要としない。したがって、現在開示されているシステムは、米国特許出願公開第2009/0216466号明細書においてAltman等に記載されるシステムよりも単純で高速且つ費用効率的である。コンデンサのラインは、並列接続されたコンデンサ群を構成し得、その場合、行の総容量は行中のコンデンサの容量の総和である。或いは、コンデンサは直列接続し得、その場合、n個のコンデンサの総容量は、になる。交流電流ACが流れるコンデンサCを有する回路は、以下の二乗平均平方根電流Iac:を有する。式中、fは交流電流の周波数であり、VacはAC電圧の二乗平均平方根である。したがって、容量は、である。所与のAC周波数fのVac、Iacを監視することにより、容量を特定し得る。図3aは、電流センサと共に回路に配置されたn個のコンデンサC1-nを示す。漂遊容量CSがない場合、n個のコンデンサのそれぞれの容量は、示されるように電圧Vを印加し、電流を測定することにより特定し得る。回路の総容量CTは、漂遊容量がない場合、である。上記等であるが、それぞれが異なる測定CTを有するn個の式が、すべてのコンデンサの容量の特定に十分である。したがって、電流測定をn個の回路のそれぞれで行い、各回路では、n個のコンデンサのうちの異なるコンデンサが順に、その他のすべてのコンデンサの並列アレイとの直列接続に選択される。実際には、漂遊容量が考慮すべき要因である場合には、容量の相対値は特定することができるが、そのようなn個の式は、絶対容量値を得るには不十分である。本発明を理論に限定することを望まずに、漂遊容量が回路の総容量に大きく寄与するものであり、それにより、総容量計算に影響し得ることが生じ得る。絶対容量値を見つけるために、既知の値の基準コンデンサを追加し得るが、この手法は望ましくない場合がある。驚くことに、図3bに示される追加の回路からの総容量の測定により、大きな漂遊容量が存在する場合に容量の測定に基準コンデンサの必要性がなくなることが発見された。図3bの回路の総容量は、追加の式:により与えられる。これは、基準の使用を矯正せずに、絶対容量値の計算に使用し得る追加の式を提供する。マッピングは、負荷のかかっていないすなわち、圧力なし、患者が圧力をマットにかけていないマットの各行の総容量を測定して、圧力-容量関係を較正することをさらに含み得る。代替又は追加として、システムの較正は、各行に標準の重い負荷をかけ、それに付随して各行の総容量を測定することをさらに含み得る。圧力のマッピングは、少なくとも患者がマット上にいる限り、同じアレイから時間の経過に伴って連続して、又は繰り返して容量をマッピングすることをさらに含み得る。圧力の分布の動力学を監視し、解析し得、例えば、医療関係者がノードでの圧力の変化又は変化率の測定結果を使用して、問題のある領域の識別、予測、若しくは回避或いは進行及び改善に役立て得る。実施形態は一般に、介護者又は能動的システムに、床擦れの形成又は進行に繋がり得る、圧力分布の表示と、マット上の患者の人体部位にかけられた進行中の圧力、累積圧力とを提供する。介護者又は能動的システムは、次に、適切な処置をとり得る。システムの実施形態は、患者の治療ルーチンの進行中の解析及び記録に使用することもできる。データ解析及び表示ソフトウェアアプリケーションを使用して、少なくとも1つのデータ記憶ユニットからデータを検索し、様々な目的でそのデータを解析し、解析結果を様々な形式でユーザに表示し得る。ソフトウェアアプリケーションは、隣接するピクセルにより検出された相対圧力の比較による剪断力の指示の解析、1つ又は複数の圧力検出マットで異なるセンサにより検出された圧力の提示、及び患者が特定の人体部位に圧迫創を形成しやすいことのユーザへの警告等であるが、これらに限定されない特徴をさらに含み得る。組織破壊により生じる外傷は、時間の経過に伴って圧迫創に発展し得る。剪断力は、そのような組織破壊の一般的な原因である。ソフトウェアをさらに使用して、圧力検出マットから受信したデータを解析し、剪断力が患者の人体部位にかけられているか否かを判断し得る。患者がマットに横たわっている場合、2つの隣接するセンサは、おおよそ同様の圧力レベルを測定すると予期される。横たわっていない場合、ソフトウェアは、患者が感知マット上でスライドしており、剪断力が患者の体にかけられており、組織破壊が生じるおそれがあると推測する。圧力検出マットから解析されたデータは、介護者、看護師、有人監視ステーション、患者の友人若しくは家族、患者自身、又は任意の妥当な関係者のうちの少なくとも1つに提示し得る。データの提示に使用されるディスプレイユニットは、限定ではなく例として、コンピュータスクリーン、ラップトップ、PDA、セルラ電話スクリーン、プリントシート、及び一体型LCDスクリーン例えば、TFT、タッチスクリーンのうちの1つ又は複数であり得る。データを2つ以上のモニタ、例えば、患者の家族と雇われている介護者との両者に表示することは、患者が介護者から適切なケアを受けていることの検証を支援し得る。データを患者自身に表示することは、部分的に動かすことができる対麻痺患者に特に有用である。例えば、下半身が麻痺し、車椅子に乗った患者は、圧迫創が腹部に形成中であることを感知できない場合がある。しかし、圧迫創回避システムを使用すると、患者は、腹部が通常横たわる箇所に累積圧力が検出されたとの通知を受け取ることができる。その場合、患者は、両手を車椅子のアームレストに寄りかかせて、腹部を車椅子の座席から数秒間、浮かせて、敏感なエリアの圧力を取り除くことができる。データ表示は警告を含み得る。警告は、音声、視覚的、触覚的等であり得る。警告の提示は、患者自身のローカルlocal、近くであってもよく、又は家族若しくは監視ステーションの看護師等であるが、これらに限定されない患者の世話を任された1人又は複数のユーザに提示される場合、リモートremote、遠くであってもよい。システムは、全地球測位システムGPS又は要件に合った他の追跡技術を使用して、システムの場所に関するデータを送信可能な構成要素を含むようにさらに構成し得る。例えば、圧迫創形成警告等のデータを、システムの位置と共に有人監視ステーションに送信し得る。この能力は、例えば、データが、車椅子を使用して、病院、養護施設、又は別の介護環境内で移動可能な複数の患者を任せられた介護者に送信される場合、有用であり得る。この情報は、介護施設内の患者が介護施設内に存在し、適切な世話を受けていることを見つけるに当たって介護者を支援することができる。上述されたシステムが、他の中でも特に、救急処置施設、回復期施設、長期治療施設、ホームケア環境、ホスピス、介護施設、介護付き住宅等のケア施設で特に有用であり得ることが理解されよう。さらに、同様のシステムを、ホテル、車両シート、乗客シート、航空機シート、長距離飛行シート等の他の環境で使用するように構成することもできる。高速ACサンプリングセンサからの容量測定は、圧力読取値に変換される。センサから受信した情報は、システムにより解析され、システムは、センサ読取値に従って警告をさらに発する。再び式[2]を参照すると、そのような容量センサで使用されるような交流電流測定は、交流電流の振幅測定に従って特定し得る。交流電流の振幅を特定する様々な方法を使用し得る。例えば、一手法は、交流電流から直流に整流し、交流電流の代わりに直流電流を測定することである。別の手法は、抵抗を追加し、抵抗から生じる熱を測定するか、又はアナログ信号を一連の事前定義された電圧基準と比較し、電圧値を表す各デジタル信号を返すアナログ/デジタルコンバータを追加することである。これらの既知の方法は、交流電流振幅の正確な読取値を得るために、2つ以上のAC信号サイクルを必要とし得る。これは、連続測定が必要な場合、又は交流電流振幅が比較的高速で変化する場合、選択肢ではないことがある。マトリクスに配置された圧力検出センサを備えた、上述したような感知マットでの使用に適用可能であり得る交流電流AC信号振幅の高速測定の方法の実施形態が、本明細書に開示される。後述する高速測定方法が、高速AC記録が必要な他のシステムにも適用可能なことが理解されよう。感知マット実施形態によれば、各圧力検出センサは、導電材料層間の容量を監視する。絶縁材料層が、2つの導電材料層の間に挟まれる。各センサは、センサの表面の任意の箇所を押下すると、2つの導電層の間隔が変化し、ひいてはセンサの容量が変化するように構成される。絶縁材料は、圧縮可能、スポンジ様、ふんわりとした、又は多孔性材料例えば、発泡体であり得、圧力が印加された場合に密度を大きく変化させ得る。センサに与えられた圧力は、2つの導電層間の距離に影響し、ひいてはセンサの容量を変化させる。したがって、そのようなセンサを通って流れる交流電流の振幅を測定することにより、センサの容量を計算し、計算された容量から、そのセンサに与えられた圧力を推測することができる。AC電流の振幅は回路のインピーダンスに依存する。容量とインピーダンスとの間には、逆の関係がある。圧力がセンサに与えられるにつれて、コンデンサのプレートが押されて一緒により近くなり、容量を増大させる。それに応答して、電流の振幅は増大する傾向がある。増大した振幅は、例えば、後述するように、AC振幅を監視することにより測定し得る。電流信号の変化の識別が早いほど、センサの応答時間は短くなる。応答時間の持続時間にわたるセンサ交流電流読取値の変動を数学的にモデリングし得ることにさらに留意されたい。例えば、大きな圧力変化がない場合、AC電流信号値は図4aに示されるようなものであり得、図4aは、圧力センサを通って流れる交流電流に応答する、時間の経過に伴う電流変化を表すグラフを示す。ACサイクルにわたる電流の変動を示す図4aのグラフを参照すると、グラフは、固定振幅を有する比較的一貫したAC信号を表す。このプロファイルは、圧力変化がサイクル中に生じない場合に、センサにより測定される電流を表し得る。グラフ中、Tは単一のACサイクルの時間期間を表し、Ipeakは最大電流読取値を表し、-Ipeakは最小電流読取値を表す。センサにかけられる圧力レベルが変化すると、センサの容量がそれに従って変化し、それに伴ってAC信号振幅が変化する。これは図4bにグラフで表される。図4bのグラフを参照すると、変化の瞬間Tchange、AC信号振幅は小さくなる。したがって、AC信号振幅のピーク値最小及び最大電流読取値が変化する。このサンプルでは、変化の瞬間Tchange後の電流読取値の絶対ピーク値が、Tchange前に測定されるものよりも大幅に低く、したがって、|Ipeak2|<|Ipeak1|であることに留意する。上述したように、標準の測定技法を使用して、交流電流振幅の正確な読取値を取得するためには、2つ以上のサイクルが必要であり得る。感知マットセンサ等、これが選択肢である場合、圧力変化は、交流電流振幅に比較的高速で影響し得る。一実施形態では、後述する方法は、単一サイクル内であっても、短い応答時間で交流電流の振幅を特定し得る。この方法は、1つ又は複数の交流電流サイクル中にとられる複数の電流信号サンプルに基づく。時間間隔Tは、本明細書では、単一ACサイクルの時間期間と呼称される。AC信号サンプルは、限定ではなく例えとして、高速アナログ/デジタルコンバータADCを使用して取得し得る。AC信号サンプルは、様々な周波数で取得し得る。例えば、AC信号は、100kHzの速度で流れ得、電流信号サンプルは3MHzの速度で取得し得、したがって、1つのACサイクル内で30個の電流サンプルを取得し得る。サンプルは一般に、固定間隔δtで収集される。したがって、サイクルとサンプルとの比率はT/δtである。本明細書で説明する高速AC電流モニタの実施形態によれば、サイクルとサンプルとの比率は大きくなり得る。いくつかの実施形態では、サイクルとサンプルとの比率は、10~1000の範囲内であり得るが、本明細書で概説する変動電流をサンプリングする要件に合うように、他の値を選択してもよい。図5は、単一のACサイクルの時間期間Tにわたる複数の信号読取値を示す。そのような信号サンプル読取値を解析して、図6に示されるような信号プロファイルを取得し得る。すべてのAC信号表現が図6に示されるように平滑に見えるわけではないことが理解されよう。さらに、場合によっては、許容差レベル外にある極値を有する離散サンプルは、信号プロファイルを作成するために破棄し得る。電流レベルは、プロファイルの最小電流Imax及び最大電流Iminを識別することにより特定し得る。これらのピーク値Imax、Iminの電流差を計算することにより、AC信号の振幅を識別し得る。感知マットの圧力センサという特定の場合、振幅が特定されると、任意選択的に本明細書に記載の技法を使用して、センサの容量を計算することができ、センサに与えられた圧力を推定することができる。ここで図7を参照し、図7は、1つ又は複数のAC信号サイクルの過程中の交流電流の振幅を特定する方法のフローチャートを示す。フローチャートは、ACサイクルの時間期間中に複数の電流信号出力をサンプリングし、その時間期間の持続時間中のAC信号プロファイルを取得することを示す。任意選択的に、いくつかの範囲外の値は、読取値に従って信号プロファイルを特定する前に破棄される。この方法は、恐らくは外挿、選択等を使用して、信号出力の最小ピーク値及び最大ピーク値を識別することに続く。これらは、最小ピーク値と最大ピーク値との電流差を計算して、AC信号の振幅を特定する際に使用し得る。絶対電流値が必要な場合、ピークツーピーク値を√2で除算することにより、二乗平均平方根RMSをとり得ることがさらに理解されよう。最終値予測センサから高速データを取得するために使用し得るさらなる技法を、長い応答時間でセンサに適用し得る。この技法は、初期値の小さなサンプルからパラメータの最終値を予測することを含み得る。この技法を、上述したような、マトリクスに配置し得る圧力検出センサを備えた感知マットの例の参照を通して示す。感知マット実施形態によれば、各圧力検出センサは、導電材料層間の容量を監視する。絶縁材料層が、2つの導電材料層に挟まれる。各センサは、センサの表面の任意の箇所を押下すると、2つの導電層の間隔が変化し、ひいてはセンサの容量が変化するように構成される。絶縁材料は、圧縮可能、スポンジ様、ふんわりとした、又は多孔性材料例えば、発泡体であり得、圧力が印加された場合に密度を大きく変化させ得る。一実施形態では、絶縁材料の圧力への応答は連続しており、センサからの圧力読取値が最終値で安定化するまでに長い応答時間が必要であり得る。応答時間の持続時間にわたるセンサ読取値の変動を数学的にモデリングし得ることに留意する。例えば、スポンジに基づく圧力センサの応答は指数的に変動すると予期し得る。応答変動の数学的モデルを使用して、センサ読取値の予期される最終値を予測し得ることは、本明細書に記載の実施形態の特定の特徴である。図8aをこれより参照すると、上述したような圧力センサに関連付けられたセンサ応答の可能な指数的モデルを示すグラフが提示される。X軸は経過時間を表し、Y軸はセンサの圧力読取値を表す。グラフは、時間t0での圧力変化に応答して圧力センサにより記録される予期される圧力読取値を示す。パラメータ挙動のモデルは、圧力応答等のパラメータの挙動と、圧力変化が生じた瞬間からの経過時間との関係を表す数式により提供し得る。典型的な式は、指数的関係を含み得、限定ではなく例として、であり得、式中、t0は、圧力変化が生じた時間を表し、P0は、時間t0での圧力読取値を表し、tは、サンプル読み取りが行われた時間を表し、Pは、時間tでのセンサからの圧力読取値を表し、PFは、推定最終圧力読取値を表し、Tは、特定のセンサの時間定数を表す。上記式により、ユーザ、コンピュータ、又は他の何らかの計算装置は、時間t及びt0のそれぞれでの特定の値のT並びに圧力読取値P及びP0での、最終圧力読取値PFの値を予測することができ得る。Tの値は、必要に応じて測定又は推定により取得し得る。数学的モデルは、1つ又は複数の変数の変化に応答するパラメータの挙動を反映し得る。圧力センササンプルでは、モデルは、圧力読み取りパラメータが時間の経過に伴っていかに挙動するかを示し、或いは、より複雑な数式を使用して、2つ以上の変数に応答して圧力読取値がいかに挙動するかをモデリングし得る。例えば、温度、周囲圧力、湿度等の経時変化に応答する圧力読み取りパラメータの挙動を予測するモデルを作成し得る。要件に従って、ユーザ又は制御システムは空気温度変化等の変数値を制御し得る。或いは、事前定義された事象からの経過時間等のいくつかの変数は制御することができず、測定し得る。図8a~図8cに表される一連のグラフは、数学的モデルをいかに特定し、時間の経過に伴って実際に記録された値に合うようにいかに調整し得るかを示す。特に図8aを参照して、初期圧力読取値P0は、時間t0においてセンサにより記録される。上述したような式をまず、時間一定変数の第1の推定値Tを使用して特定し得る。第1の推定値は、記録された最後のサンプルセットに基づく値の計算、較正若しくは初期化手順中の時間定数値の計算、又は製造業者の推奨値の使用等のいくつかの方法を使用して選択し得る。時間定数Tの第1の推定値を使用して、圧力読取値Pt0の第1の予測最終値を計算し得る。初期モデルは、初期予測線10により図8aのグラフに表される。これより図8bを参照すると、2つのサンプルが記録された後の第2のグラフが表される。2つのサンプルを使用して、例えば、最小二乗法等の何らかの近似技法を使用して、時間一定変数Tの値の更新推定を提供し得る。新しい推定時間一定変数Tを使用して、圧力読取値Pt1の更新された予測最終値を計算し得る。更新されたモデルは、更新された予測線20で図8bのグラフに表される。図8cのグラフは、複数の記録に続く更新されたさらなる数学的モデルを示す。複数の記録された圧力値を使用して、時間一定変数Tのよりよい推定を生成することができ、それにより、圧力読取値Pf2の改良された予測最終値を計算し得ることに留意する。これは、最良近似線30により図8cのグラフに表される。パラメータの予測挙動から大きくばらつく記録値2a、2bを推定計算から破棄し得ることに留意する。すべての予測グラフ10、20、及び30がすべて数式:に従うことに留意する。3本の線の差は、各モデルに使用される時間定数Tの推定が異なることになる。これより、パラメータの最終値を予測する方法の主要ステップを表す図9のフローチャートを参照する。方法は、時間の経過に伴うパラメータの挙動に数学的モデル902を提供するステップ902で開始される。例えば、感知マットの単一の圧力検出センサにより時間の経過に伴って測定された圧力読取値通常、水銀mm単位間の関係を表す数学的モデルを提供すること。方法を単一のセンサに適用することにより、マルチセンサシステム内の各圧力センサに予測値を取得可能なことに留意する。方法をマルチセンサシステム内の複数のセンサに適用することにより、圧力感知マットは高速測定を得ることが可能であり得る。手順は、パラメータを監視するステップ904と、パラメータの測定値セットを取得するステップ906とに続く。パラメータの測定値セットを使用して、例えば、最終的な読取値測定を予期し得る時間定数Tを特定し得る。最良近似測定読取値を、例えば、最小二乗法を使用することにより測定値から選択し得る。感知マットの例では、各センサの時間定数Tは一般に、任意の所与の記録値セットの時間期間にわたって一定の値を有するものとして見なされる。しかし、時間定数Tの値は、感知システムの物理的属性の変化の結果として、より長い時間期間にわたって変化し得る。時間定数Tの変動は、例えば、絶縁材料の弾性の経時変化に起因し得る。時間定数Tの推定値は、センサの測定読取値に従って更新し得る。或いは、単一のセンサの時間定数Tは、近傍センサの時間定数T値に従って特定し、更新し得る。手順は、測定値セット及び第1のステップにおいて提供される数式に基づいて、パラメータの予測値の計算908に続く。初期化されると、測定値セットは単一の測定を含み得る。その単一の測定は、予測方法を適用せずに、パラメータ値を特定する初期基準値として見なすことができる。予測方法は、事前定義された値のセットを測定した後でのみ、適用し得る。値の予測正確性は、値が多く得られるほど、増大すると予期される。いくつかの測定読取値は、陳腐化等の様々な基準に従って許容される通常範囲外にあるとみなされた場合、冗長として示し得る。これらの値は通常、予測値の計算に使用されないが、要件に合うように、さらなる基準のために記録してもよく、又はすべてまとめて無視してもよい。図10のフローチャートをこれより参照すると、表面に作用する圧力の測定に関連する方法の特定の実施形態のステップが示される。少なくとも1つの圧力センサが提供され1002、圧力センサの挙動が、測定された圧力と時間定数との指数的関係を表す数式によりモデリングされる1004。この方法は、時間期間にわたる圧力読取値セットの収集1006及び取得された圧力値セットに基づく時間定数の最良近似値の計算1008に続く。手順は、最良近似値を式中の時間定数に使用して、圧力の予測最終値を計算すること1010により終了する。図10の方法を圧力検出感知マット内の複数のセンサに適用し得ることに留意されたい。方法は、個々の圧力センサ、感知マットの選択されたセンサセット、又は感知マットを構成するすべてのセンサに様々に適用し得る。圧力検出感知マット内のセンサは、アレイとして編成し得る。アレイは多次元であり得る。方法は、アレイ内の個々のセンサのそれぞれに適用してもよく、又はアレイ以内の近傍センサにより収集される値に従って調整してもよい。センサ400の7×7正方形アレイの概略表現を示す図11をこれより参照する。センサは、双方向アレイに配置された正方形で表される。各センサには、行X及び列Yのセンサに4XYのインデックスが付与されるように、行及び列に従ってインデックス付与される。各センサが最高で8方向の近傍により囲まれることが理解されよう。例えば、センサ453は、8方向近傍センサ442、443、444、452、454、462、463、及び464により囲まれる。圧力値セットは、アレイから近傍圧力センサセットを選択し、選択された近傍圧力センサセットの各メンバにより測定された少なくとも1つの圧力読取値を選択することにより、時間時間にわたって取得し得る。パラメータの挙動のモデリングに使用される数式は、近傍センサセット全体から得られる圧力値を使用して構築し得る。アレイ内の2つの別個のセンサに提供される数式は異なり得る。限定ではなく例として、5つのみの近傍センサ431、432、442、452、及び451を有するセンサ441の式は、上述した8つの近傍を有するセンサ453に提供される式と異なり得る。さらに、近傍センサセットの選択は、例えば、選択されたセンサに直に隣接しないセンサを含むことにより、要件に合うように構成し得る。或いは、453等の単一のセンサの推定時間定数Tを特定することは、近傍セルの推定時間定数T値に従って特定し、更新してもよい。そのような場合、取得された圧力値セットに基づいて時間定数Tの最良近似値を計算するステップは、近傍圧力センサセットからの少なくとも選択された圧力センサの時間定数値の最良近似値を計算するサブステップと、選択された圧力センサに計算された時間定数Tの平均値をとるサブステップとにさらに分割し得る。利得選択例示のみを目的として、広範囲のアナログ信号を高速高分解能で測定する方法の実施形態を、上述したようなマトリクスに配置し得る複数の圧力検出センサを備えた感知マットの特定の例を通して示す。しかし、後述する利得選択方法を、高分解能高速データサンプリングが必要とされる他の用途にも有用に適用し得ることが理解されよう。圧力センサから得られるアナログ信号の値は、大きな範囲内にあり得る。弱信号の測定では、強信号の測定よりも大きな増幅を必要とし得るため、増幅器の利得レベルの選択は一般に、記録された最高振幅信号を、飽和に達することなく最大化するように調整される。この手法は、すべての信号種別に共通の利得を固定するために使用し得、信号範囲が比較的狭い場合に有用である。広い信号範囲が検出される場合、固定利得レベルは、強信号飽和又は弱信号誤解釈のいずれかを生じさせ、したがって、効率的な信号分解を妨げ、センサ読取値の分解能を低減させるおそれがある。上述した感知マットによれば、各圧力検出センサは、導電材料層間の容量を監視する。絶縁材料層が、2つの導電材料層に挟まれる。各センサは、センサの表面の任意の箇所を押下すると、2つの導電層の間隔が変化し、ひいてはセンサの容量が変化するように構成される。AC電流の振幅が回路のインピーダンスに依存することが理解されよう。容量とインピーダンスとの間には逆の関係がある。圧力がセンサに与えられると、コンデンサのプレートは押されて一緒に近くになり、容量を増大させる。それに応答して、電流の振幅は増大する傾向がある。上述した感知マット実施形態は、検出されたサンプルが広範囲の値を有し得るシステムの例を示す。弱い信号が一般に、比較的高い利得で増幅して、高分解能読取値を取得する必要があることに留意する。しかし、同じ高利得レベルは強信号を飽和させ得る。ここで、広範囲のアナログ信号を高分解能で高速測定する方法の実施に使用されるシステムの主要構成要素を示す図12のブロック図を参照する。構成要素は、増幅器4110と、アナログ/デジタルコンバータADC4120と、コントローラ4130とを含む。増幅器4110は、入力としてセンサからアナログ信号を受信するように構成される。信号が受信されると、増幅器は、コントローラ4130により決定される初期利得レベルで信号を増幅するように構成し得る。初期利得レベルで増幅された信号は、アナログ/デジタルコンバータADC4120に送り得る。ADCは、増幅された信号をサンプリングし、測定を制御ユニット4130に通信するように構成し得る。適切な場合、複数のセンサからの複数の信号を共通の増幅器で増幅し得ることに留意する。一実施形態では、増幅器は、制御ユニット4130により制御し得る可変利得増幅器である。各センサから得られる信号の増幅に使用される利得レベルは、任意のレベル、例えば、中間利得レベル又は増幅器の最大利得レベルの半分であるように選択し得る。或いは、初期利得は、第1のアナログ信号読取値又は他の任意の手段に従って特定することができる。一実施形態では、特定のセンサから受信するアナログ信号は、ADC4120によりサンプリングされて、二分探索等を実行することによりピークツーピーク範囲を特定し得る。高速アナログ/デジタルコンバータADCを使用して、AC信号サンプルを様々な周波数で取得可能であり得ることに留意する。例えば、AC信号は、100kHzの速度で流れ得、電流信号サンプルは3MHzの速度で取得し得、したがって、1つのACサイクル内で30個の電流サンプルを取得し得る。それにより、最小及び最大電流読取値を識別し、信号のピーク値として示し得る。次に、コントローラ4130は、上述したように、センサから信号の最適なピークツーピーク範囲を特定し得、増幅器の最適な利得をそれに従って選択し得る。一実施形態では、最適な利得では、最適なピークピーク範囲の少なくとも半分をカバーする信号振幅が可能である。感知マット実施形態では、各センサからのアナログ信号読取値が長期間にわたって比較的安定しており、利得への変更があまり頻繁には要求されないことを理解されたい。各センサに使用される利得レベルへの更新が必要であり得る要因としては、圧力変化と、センサの容量に影響する他の要因とが挙げられる。さらに、マットの摩損により、時間の経過に伴って利得レベルを調整する必要があり得ることが理解されよう。センサ毎に計算された最適利得は記録し得、それにより、コントローラは、同じセンサに使用された前の利得値に従って、アナログ信号の測定に使用すべき利得を決定し得る。このプロセスは、感知マット内の圧力検出センサ毎に繰り返し得る。さらに、複数のセンサからの効率的で高速なアナログ読み取りに役立つように、センサは、最適な利得に従ってバルクにまとめ得る。増幅器には1つの利得値を構成し、その利得値に合ったセンサバルクからのアナログ読取値を増幅し得る。後に、増幅器には、第2の利得を必要とするアナログセンサ読取値を増幅する第2の利得値を構成することができる。次に、すべてのセンサからのすべての信号が増幅されるまで、このプロセスを繰り返すことができ、それを図13に示す。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により定義され、上記説明を読んだ上で当業者が思い至る、上述した様々な特徴の組み合わせ及び下位組み合わせ並びにその変形及び変更を含む。特許請求の範囲では、備えるという言葉及び備えた、備えている等の派生語は、列挙された構成要素が含まれることを示すが、一般に、他の構成要素の除外を示されない。例示的な実施形態を上述したが、これらの実施形態が本発明の可能なすべての形態を説明しているとの意図はない。むしろ、本明細書で使用される言葉は、限定ではなく説明の言葉であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、様々な変更を行い得ることが理解される。さらに、様々な実施態様の特徴を組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を形成し得る。