JP2005147831A

JP2005147831A - 電流検出回路及び電流検出方法

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Publication number: JP2005147831A
Application number: JP2003385189A
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Inventors: Kenichi Kataoka; 健一片岡
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Filing date: 2003-11-14
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Abstract

【課題】電流検出抵抗を必要とせず、圧電振動子の振動に影響を与えないで、機械腕電流を検出できる技術を提供すること。
【解決手段】電気を機械エネルギーに変換して振動する振動体１に交流電圧を印加して、振動体１の振動に寄与する電流成分である機械腕電流を検出する検出回路であって、振動体１にコンデンサ４を直列に接続した直列回路と、この直列回路と並列に接続され、直列回路の両端に印加される電圧を分圧して取り出す分圧回路５，６と、分圧された電圧のうち、直列回路の両端以外の端子の電圧と、直列回路における振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出する検出回路７とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動子や超音波モータ等の振動型アクチュエータの機械腕電流検出技術に関する。

例えば、特許文献１では、振動子に印加される電圧と同じ電圧を振動子の制動アドミタンスと同じ静電容量の参照コンデンサに印加し、コンデンサに流れる電流と振動子に流れる電流を検出して差を求めることで機械腕電流を検出している。

また、特許文献２では、センタータップ付きのトランスを利用して逆相の電圧を振動子と上記参照コンデンサに印加し、それぞれに流れる電流をセンタータップに抵抗を介して帰還させることで、直接機械腕電流を検出していた。

ここで、機械腕電流の説明を若干加えておく。圧電素子単体又は圧電素子を接着した弾性体は、圧電素子の端子から見た場合の等価回路が図２のように表される。そこで、Ｃ０を制動アドミタンス、Ｌ，Ｃ，Ｒを動アドミタンスと呼び、動アドミタンスに流れる電流を機械腕電流、Ｃ０を流れる電流を電気腕電流とする。
特開昭６２−２８６９号公報特開平１−１３６５７５号公報

上記従来技術では，振動子に流れる電流とコンデンサに流れる電流を電圧に変換する回路が必要である。また、抵抗で電圧に変換する場合、消費電力が増加する問題があるため、電流に変換するための抵抗は小さな値が求められ、検出電圧が小さくなり、増幅回路が必要であった。

また、温度変化や個体差による制動アドミタンスの変化に対して補償するには複雑な回路が必要で、例えば、コンデンサの容量を可変にしたり、振動子とコンデンサに流れる電流を別々に検出して一方に対してゲイン調整した後に差を求める等の方法が必要であった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、電流検出抵抗を必要とせず、圧電振動子の振動に影響を与えないで、機械腕電流を検出できる技術を提供することである。

上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電流検出回路は、電気を機械エネルギーに変換して振動する振動体に交流電圧を印加して、当該振動体の振動に寄与する電流成分である機械腕電流を検出する検出回路であって、前記振動体にコンデンサを直列に接続した直列回路と、前記直列回路と並列に接続され、当該直列回路の両端に印加される電圧を分圧して取り出す分圧手段と、前記分圧された電圧のうち、前記直列回路の両端以外の端子の電圧と、前記直列回路における振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出する検出手段とを具備する。

また、上記回路において、前記分圧手段は、２つ以上の分圧比を有する分圧回路と、前記分圧された電圧のいずれかを選択する選択手段とを備え、前記検出手段は、前記選択された電圧と、前記振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出する。

また、上記回路において、前記検出手段は、前記接続部の電圧と前記分圧された電圧をそれぞれ独立して検出すると共に、両電圧間の位相差を検出し、これらの値を用いて両出力電圧の差を検出する。

また、上記回路において、前記分圧回路は複数の抵抗素子が直列に接続されて構成される。

また、上記回路において、前記検出手段による出力電圧の検出値を微分する微分手段を更に備える。

また、上記回路において、前記微分手段は、前記接続部の電圧と前記分圧された電圧の各々を微分する第１及び第２の微分手段を備え、前記検出手段は、前記第１及び第２の微分手段の各微分値の差を検出する。

また、上記回路において、前記微分手段は、前記検出手段の検出値の平均値近傍の傾きを検出する。

また、本発明の電流検出方法は、電気を機械エネルギーに変換して振動する振動体にコンデンサを直列に接続した直列回路と、前記直列回路と並列に接続され、当該直列回路の両端に印加される電圧を分圧する分圧手段とを備える回路において、当該振動体に交流電圧を印加して当該振動体の振動に寄与する電流成分である機械腕電流を検出する方法であって、前記分圧された電圧のうち、前記直列回路の両端以外の端子の電圧を取り出し、前記取り出された電圧と前記直列回路における振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出し、前記検出結果を用いて機械腕電流を検出することを特徴とする方法。

また、上記方法において、前記分圧手段は、２つ以上の分圧比を有する分圧回路を備え、前記分圧された電圧のいずれかを選択し、前記選択された電圧と、前記振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出する。

また、上記方法において、前記選択は、所定周波数の交流電圧を印加したときに、前記分圧された電圧のうち、最も小さな振幅となる電圧を選択する。

以上説明したように、本発明によれば、電流検出抵抗を必要とせず、圧電振動子の振動に影響を与えることなしに機械腕電流を検出できる。また、最適な分圧比を選択できるのでより正確な機械腕電流を検出できる。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

［第１実施形態］
図１は第１の実施形態の機械腕電流検出回路図で、１は圧電振動子、２は圧電振動子１に後述するＣＰＵ１１からの周波数指令に対応する周波数のパルスを出力するパルス発生手段、３は突入電流を抑えるためのインダクタ素子、４は圧電振動子１に流れる機械腕電流検出用コンデンサ、５，６は機械腕電流検出用分圧抵抗、７は圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧と分圧抵抗５，６の接続部の電圧との差を検出するための差動アンプ、８は圧電振動子１の両端に印加される電圧を検出する差動アンプ、９は差動アンプ７の出力電圧の振幅を検出する振幅検出手段、１０は圧電振動子１への印加電圧と差動アンプ７の出力電圧の位相差を検出する位相差検出手段、１１は振幅検出手段８と位相差検出手段１０からの振幅及び位相差情報を入力し、パルス発生手段２に周波数指令信号を出力するＣＰＵである。

図２に圧電振動子１を等価回路で表した場合の圧電振動子１周辺の回路図を示す。以下図２を用いて機械腕電流の検出原理について説明する。

ここで、コンデンサ４の静電容量をＣＳ、圧電振動子１の制動アドミタンスの静電容量をＣ０とし、分圧抵抗５の抵抗値をＲ１、分圧抵抗６の抵抗値をＲ２とし、圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧をＶ１、分圧抵抗５，６の分圧出力電圧をＶ２とし、機械腕電流をＩｍ，ＣＳ＝ａＣ０，Ｋ＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２），駆動角周波数をωとすれば、

となる。ここで、Ｋ＝１／（１＋ａ）とすれば、

となる。この式２を変形して出力電圧Ｖ１−Ｖ２を求めると、

となり、機械腕電流ＩｍにＣ０のインピーダンスの半分の値を掛けた値が出力電圧の振幅となり、位相が機械腕電流Ｉｍより９０°進んだ信号となる。例えば、制動アドミタンスＣ０とコンデンサＣＳの静電容量を等しく選んだ場合、ａ＝１となり、Ｋ＝１／２となるので、Ｒ１＝Ｒ２となる。また、ＣＳ＝ａＣ０とした場合はＲ１＝ａＲ２となり、Ｃ０とＣＳを等しくできなくても、Ｒ１とＲ２の比を変更することで機械腕電流を検出できる。
この方法によれば、従来の抵抗による電流検出方法と比較して、圧電振動子１に流れる電流経路に抵抗がない分、電力ロスが少なくて済み、また、制動アドミタンスのインピーダンスを利用して検出することになるので、比較的大きな電圧を検出できる。例えば、Ｃ０を１０［ｎＦ］とした場合、ａを１として周波数を３０ＫＨｚとすれば、機械腕電流の振幅を２７５倍して検出できる。ここで、Ｒ１、Ｒ２は単なる分圧手段として用いているので、抵抗素子だけでなく、コンデンサやインダクタ等で分圧回路を構成しても良い。

従って、差動アンプ７の出力電圧の振幅は機械腕電流の振幅に比例したものとなる。差動アンプ７の出力は、振幅検出手段９において、例えばダイオード等の整流手段や実効値を求める回路を用いて交流電圧の振幅を直流電圧に変換してから不図示のＡ／Ｄ変換手段等を用いてＣＰＵ１１へ入力される。また、位相差検出手段１０によって圧電振動子１への印加電圧と差動アンプ７の出力電圧の位相差が検出され、ＣＰＵ１１へ入力される。ＣＰＵ１１では、例えば機械腕電流を所定の振幅に制御する動作や機械腕電流と印加電圧間の位相差を所定の値に制御する動作が行われる。機械腕電流が所定の値より小さい場合や機械腕電流と印加電圧間の位相差が大きい場合には、駆動周波数を共振周波数に近づけ、その逆なら遠ざけるように動作する。また、機械腕電流の振幅を制御する場合、操作パラメータとしては印加電圧の周波数の他に電圧振幅を制御する方法もある。機械腕電流が所定の値より小さい場合は印加電圧間の振幅を大きくし、その逆なら印加電圧の振幅を小さくするように制御すればよい。

ここで、印加電圧と機械腕電流の位相差情報によって圧電振動子１の共振状態をモニターする場合には、位相が実際より９０°ずれていることに注意する必要がある。駆動電圧と機械腕電流間の位相差を求める場合、検出した位相に対して９０°ずらして位相差を求める必要がある。

また、上記式３より求められる機械腕電流に対応した値は実際の機械腕電流に対して位相が進んでいる上、角周波数に反比例する。駆動周波数が固定であればそれほど問題は無いが、駆動周波数を操作して制御する場合、機械腕電流と検出値の比例関係が多少ずれてしまう。これに対処するには、検出信号を微分する微分回路を付加すればよい。式で示すと以下のようになる。実際の機械腕電流の波形を

とすると、式３より

となる。これを微分すると

となる。式６より、微分することで機械腕電流に対して符号が反転するが、角周波数ωが変化しても振幅値が変化しないことがわかる。微分回路の例を図３に示す。１２はオペアンプであり、コンデンサの静電容量をＣ１、帰還抵抗の抵抗値をＲ３とすれば、この微分回路のゲインＧは、

となる。従って、上記式５に式７を掛けると、

となり、式６と同様に、角周波数ωが変化しても振幅値が変化しないことがわかる。また、ゲインが負なので、位相が機械腕電流と一致している。
このように、微分回路を付加することによって正確な機械腕電流を検出でき、簡単な回路構成で微分演算を行うことができる。

ここで、もし機械腕電流の位相がアプリケーションにとって重要でないなら、機械腕電流の振幅のみ求める方法として、式３又は５の波形の中心（波形の平均値又は０近傍）における波形の傾きを検出する方法がある。図４に一例を示す。１３はコンパレータで、１４は比較電圧発生手段である。比較電圧発生手段は上記波形の中心より若干ずれた電圧Ｄ０を発生し、コンパレータ１３で差動アンプ７の出力信号ＶＳと比較電圧Ｄ０を比較して差動アンプ７の出力が大きい場合にハイレベルを出力する。コンパレータ１３の出力信号はデューティ５０％からわずかにずれており、ハイとローの時間が異なる。１５はハイレベルの時間とローレベルの時間の差を検出するパルス計測手段である。図５は図４の回路の各部の波形を示している。図よりハイレベルとローレベルの時間差は２Ｔ１となり、信号ＶＳの波形中心の比較信号Ｄ０の電圧をＶＤとすると、傾きＧ１は、

となる。
Ｇ１は式６の振幅に相当し、角周波数ωに依存しない機械腕電流の振幅に対応した値となる。また、予め周波数がわかっているので、機械腕電流を検出した後に検出値に周波数を乗算すれば周波数に依存しない機械腕電流の振幅に対応した値を求めることができる。また、振動型アクチュエータの機械腕電流を検出する場合、通常振動型アクチュエータは複数相の駆動電圧を持つため、複数相個々の機械腕電流が検出できる。しかし、複数相の電流がほぼ同じなら代表として１つの相の機械腕電流を検出し、他の相の値はほぼ検出した相の値と同じとしても大きな問題はない。

［第２実施形態］
図６は第２実施形態の機械腕電流検出回路図で、１６は圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧振幅を検出する振幅検出手段、１７は分圧抵抗５，６の接続部の電圧振幅を検出する振幅検出手段、１８は圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧と分圧抵抗５，６の接続部の電圧の位相差を検出する位相差検出手段、１９は圧電振動子１に印加される電圧と圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧との位相差を検出する位相差検出手段、２０は振幅検出手段１６，１７の出力と、位相差検出手段１８，１９の出力を入力し、圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧と分圧抵抗５，６の接続部の電圧との差の電圧の振幅と位相を求める演算手段である。演算手段２０は、この差の電圧と圧電振動子１の両端に印加される電圧との位相差ＰＳと、差の電圧の振幅ＶＳを演算により求めている。振幅検出手段１６の出力をＶＣ、振幅検出手段１７の出力をＶＲ、位相差検出手段１８の出力をφ、位相差検出手段１９の出力をφ₀とすれば、

となる。
このように、圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧と分圧抵抗５，６の接続部の電圧のそれぞれの振幅と相対的な位相差を個々に求めることによっても波形の差の振幅と位相を求めることが可能である。また、ＰＳの値は実際の機械腕電流に対して９０°ずれた値となるので、第１実施形態と同様にして９０°位相をずらして共振状態を検出する必要がある。尚、一般に共振状態での印加電圧と機械腕電流の位相差は９０°である。また、９０°位相をずらす方法としては、単純に減算を行なう他に、第１実施形態と同様に微分手段を用いる方法がある。第１実施形態では微分手段を差動アンプ7の出力に挿入したが、本実施例では、振幅検出手段１６，１７の後にそれぞれ挿入する。また、微分回路の構成としては、図３及び図４の方法がある。

［第３実施形態］
図７は第３実施形態の機械腕電流検出回路図である。上記実施形態では圧電振動子１とコンデンサ４の直列回路にインダクタを介して圧電振動子１に印加すると共に、コンデンサ４はグランドに接地する構成であったが、本実施形態ではトランスを介して圧電振動子１とコンデンサ４の直列回路の両端に電圧を印加すると共に、圧電振動子１とコンデンサ４の接続部をグランドに接地する構成とした。

図７において、２１はトランスである。本例では、圧電振動子１とコンデンサ４の接続部の電圧が０Ｖとなるので、上記実施形態では差動アンプ７を用いて機械腕電流を検出していたが、分圧抵抗５，６の接続部の電圧が、そのまま機械腕電流に相当する信号となる。従って、分圧抵抗５，６の接続部の電圧Ｖ４は式３より、

となる。
位相差検出手段１０は印加電圧Ｖ３と機械腕電流に相当する電圧Ｖ４の位相差を検出しており、これによって圧電振動子１の共振状態を検出することができる。尚、分圧抵抗５，６の接続部の電圧は機械腕電流の位相に対して９０°進んでいるので、共振状態の検出にはこの９０°のずれを考慮する必要がある。また上記実施形態と同様に分圧抵抗５，６の接続部の出力電圧を微分することで９０°の位相ずれを補正してもよい。

また、ここでは分圧手段として分圧抵抗５，６を用いているが、トランスの２次側に中間タップを設け、駆動電圧の供給と分圧出力を兼ねても良い。図８はその一例である。２２は２次側にセンタータップが付いたトランスである。式１２のａを１としてＣ０＝ＣＳとした場合には中間タップを２次側の中点であるセンタータップとすれば良い。

［第４実施形態］
図９は第４実施形態の機械腕電流検出回路図である。本実施例は分圧抵抗が３つ以上の例を示している。もちろん分圧用の素子には抵抗の他にコンデンサやインダクタを用いても良い。２３は分圧手段で複数の分圧率に対応する出力端子を持っている。２４は分圧手段の複数の出力端子の出力電圧から1つを選択する選択手段、２５は温度センサである。圧電振動体１の制動アドミタンスＣ０の値が温度によって変化するので、コンデンサ４のＣＳの値との比が変化してしまう。そのため分圧手段の分圧比をこの変化に合わせて変更する必要がある。そこで、予め温度センサ２５で検出される温度と最適分圧比の関係を求めてデータを記憶しておき、機械腕電流を検出する際には温度センサ２５で検出した温度に応じて記憶されたデータから分圧比を決定し、その分圧比に対応した分圧手段２３の出力端子を選択手段２４で選択して出力する構成になっている。

図１０に分圧比の変更方法のフローチャートを示す。

先ず、最初に温度センサ２５で圧電振動子１の温度を検出する（ステップＳ１）。

次に、温度に対応する制動アドミタンスの静電容量をデータから参照する（ステップＳ２）。

次に、参照された静電容量とコンデンサ４の静電容量との比（ａ）を求める（ステップＳ３）。

次に、分圧手段２３の分圧比がａに最も近い出力端子を決定する（ステップＳ４）。

最後に、選択手段２４で決定した出力端子を選択して出力する。

このようにして最も機械腕電流を検出するのに適した分圧比が選択される。また、選択手段２４の出力を微分する等すれば、機械腕電流に相当する電圧信号を検出できることは上記従来例と同様である。

［第５実施形態］
第４実施形態では、事前に温度と分圧比の関係を求めていたが、本実施形態では圧電振動子１がほとんど振動しない所定の周波数の交流電圧を印加し、分圧手段２３から出力される電圧が所定の振幅より小さくなるように分圧比を設定する方法を採用している。つまり、ほとんど振動しない場合には機械腕電流も小さな値となるので、分圧手段２３の出力端子の内最も小さな振幅となる端子を選択手段２４で選択するようにすれば良い。

図１１は第５実施形態の機械腕電流検出回路図である。２６，２７はローパスフィルタで、ローパスフィルタ２６は選択手段２４の出力信号から圧電振動子１の主要な振動周波数範囲の信号を検出するためのもので、ローパスフィルタ２７は圧電振動子１に印加される電圧から圧電振動子１の主要な振動周波数範囲の信号を検出するためのものである。２８はバンドパスフィルタで選択手段２４の出力信号から駆動電圧に含まれる高調波成分の信号を検出するためのものである。２９はバンドパスフィルタ２８の出力信号の振幅を検出する振幅検出手段である。

図１２は各部の波形を示すタイミングチャートである。圧電振動子１への駆動電圧は台形的に歪んだ上下対称な電圧波形ＶＳなので奇数次の高調波成分が含まれる。従って、バンドパスフィルタ２８の帯域は例えば圧電振動子１に印加する交流電圧の周波数の３倍近傍の周波数を通過する特性とし、ローパスフィルタ２６の帯域は圧電振動子１の共振周波数の１．５倍程度通過する特性とすれば高調波と基本波が検出できる。その結果ローパスフィルタ２６の出力ＶＬは駆動周波数と同じ周波数の正弦波となり、バンドパスフィルタ２８の出力ＶＢは駆動周波数の３倍の周波数の正弦波となる。そこで振幅検出手段２９の出力が最も小さくなるように分圧手段２３の出力端子を選択手段２４で切り替えれば圧電振動子１を振動させながら最適な分圧比を求めて設定することができる。

図１３に最適な分圧比を設定する動作のフローチャートを示す。

先ず、選択番号Ｎに１を代入し（ステップＳ１１）、分圧手段のＮ番目の出力端子を選択手段２４で選択する（ステップＳ１２）。そして、振幅検出手段２９の出力を変数Ｓ０へ代入する（ステップＳ１３）。

次に、選択番号Ｎが最終選択番号なら終了し、そうでないなら選択番号Ｎに１を加算してから選択番号Ｎを選択手段２４に設定する（ステップＳ１４，１５，１６）。

次に、振幅検出手段２９の出力を入力し変数Ｓ１に代入する（ステップＳ１７）。

次に、変数Ｓ０と変数Ｓ１の大きさを比較して変数Ｓ０が小さいなら選択番号Ｎから１を減算し、選択番号Ｎを選択手段２４に設定して終了する（ステップＳ１８，１９，２０）。

また、変数Ｓ０が変数Ｓ１以上なら変数Ｓ０に変数Ｓ１を代入し選択番号が決定するまで繰り返す（ステップＳ２１）。

こうすることで、振幅検出手段２９の出力電圧が最も小さくなるように分圧手段２３の出力端子が選択される。

また、上記所定の周波数が高周波であるほど分圧比がずれている場合の出力電圧が大きくなるので圧電振動子1の共振周波数より十分高い周波数を用いるほうが最適な分圧比を設定しやすい。また本実施形態では高調波成分を利用したが、起動前等に実際に高周波の駆動電圧を印加して最適な分圧比を求めてから実駆動を行なうようにしても良い。

第１実施形態の機械腕電流検出回路図である。圧電振動子の等価回路図である。微分回路の例を示す回路図である。デジタル的な微分回路の例を示す回路図である。デジタル的な微分回路の各部の波形を示すタイミングチャートである。第２実施形態の機械腕電流検出回路図である。第３実施形態の機械腕電流検出回路図である。分圧回路の例を示す回路図である。第４実施形態の機械腕電流検出回路図である。第４実施形態の動作を示すフローチャートである。第５実施形態の機械腕電流検出回路図である。第５実施形態の各部の波形を示すタイミングチャートである。第５実施形態の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１圧電振動子
２パルス発生手段
３インダクタ素子
４コンデンサ
５，６分圧抵抗
７，８差動アンプ
９，１６，１７，２９振幅検出手段
１０，１８，１９位相差検出手段
１１ＣＰＵ
１２オペアンプ
１３コンパレータ
１４比較電圧発生手段
１５パルス計測手段
２０演算手段
２１，２２トランス
２３分圧手段
２４選択手段
２５温度センサ
２６，２７ローパスフィルタ
２８バンドパスフィルタ

Claims

電気を機械エネルギーに変換して振動する振動体に交流電圧を印加して、当該振動体の振動に寄与する電流成分である機械腕電流を検出する検出回路であって、
前記振動体にコンデンサを直列に接続した直列回路と、
前記直列回路と並列に接続され、当該直列回路の両端に印加される電圧を分圧して取り出す分圧手段と、
前記分圧された電圧のうち、前記直列回路の両端以外の端子の電圧と、前記直列回路における振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出する検出手段とを具備することを特徴とする電流検出回路。
前記分圧手段は、２つ以上の分圧比を有する分圧回路と、前記分圧された電圧のいずれかを選択する選択手段とを備え、
前記検出手段は、前記選択された電圧と、前記振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出することを特徴とする請求項２に記載の電流検出回路。
前記検出手段は、前記接続部の電圧と前記分圧された電圧をそれぞれ独立して検出すると共に、両電圧間の位相差を検出し、これらの値を用いて両出力電圧の差を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電流検出回路。
前記分圧回路は複数の抵抗素子が直列に接続されて構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電流検出回路。
前記検出手段による出力電圧の検出値を微分する微分手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電流検出回路。
前記微分手段は、前記接続部の電圧と前記分圧された電圧の各々を微分する第１及び第２の微分手段を備え、
前記検出手段は、前記第１及び第２の微分手段の各微分値の差を検出することを特徴とする請求項５に記載の電流検出回路。
前記微分手段は、前記検出手段の検出値の平均値近傍の傾きを検出することを特徴とする請求項５又は６に記載の電流検出回路。
電気を機械エネルギーに変換して振動する振動体にコンデンサを直列に接続した直列回路と、前記直列回路と並列に接続され、当該直列回路の両端に印加される電圧を分圧する分圧手段とを備える回路において、当該振動体に交流電圧を印加して当該振動体の振動に寄与する電流成分である機械腕電流を検出する方法であって、
前記分圧された電圧のうち、前記直列回路の両端以外の端子の電圧を取り出し、
前記取り出された電圧と前記直列回路における振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出し、
前記検出結果を用いて機械腕電流を検出することを特徴とする方法。
前記分圧手段は、２つ以上の分圧比を有する分圧回路を備え、
前記分圧された電圧のいずれかを選択し、
前記選択された電圧と、前記振動体とコンデンサとの接続部の電圧との差を検出することを特徴とする請求項８に記載の方法。
前記選択は、所定周波数の交流電圧を印加したときに、前記分圧された電圧のうち、最も小さな振幅となる電圧を選択することを特徴とする請求項９に記載の方法。