JP2014126456A - Capacitance type detection device - Google Patents
Capacitance type detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014126456A JP2014126456A JP2012283362A JP2012283362A JP2014126456A JP 2014126456 A JP2014126456 A JP 2014126456A JP 2012283362 A JP2012283362 A JP 2012283362A JP 2012283362 A JP2012283362 A JP 2012283362A JP 2014126456 A JP2014126456 A JP 2014126456A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving body
- capacitance
- electrode
- detection device
- capacitance type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
本発明は、静電容量式検出装置に関する。 The present invention relates to a capacitance type detection device.
従来から、対象物の変位を求める静電容量式の検出装置が知られており、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の差動容量型トランスデューサの信号処理回路は、同一面上に配置された2つの分割電極と、該分割電極と空隙を介して対向してx方向に移動可能な共通電極とで構成される差動容量型トランスデューサに用いるものである。各分割電極と共通電極との間には、共通電極のx方向の移動により増減する静電容量Ca,Cbがそれぞれ形成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitance type detection device that obtains displacement of an object is known, and is disclosed in, for example,
この信号処理回路は、2つの静電容量を流れる高周波電流を電圧に変換するC−V変換回路と、各C−V変換回路の交流電圧出力を減算する減算回路と、各C−V変換回路の交流電圧出力を加算する加算回路とを備える。また、この信号処理回路は、減算回路及び加算回路の交流電圧出力を同期検波し、(Ca−Cb)と(Ca+Cb)に比例した直流出力電圧を得る同期検波回路と、加算回路出力が常に一定の直流電位になるように制御する帰還回路とを備える。 This signal processing circuit includes a CV conversion circuit that converts a high-frequency current flowing through two capacitances into a voltage, a subtraction circuit that subtracts an AC voltage output of each CV conversion circuit, and each CV conversion circuit. And an adder circuit for adding the AC voltage outputs. In addition, this signal processing circuit synchronously detects the AC voltage output of the subtracting circuit and the adding circuit to obtain a DC output voltage proportional to (Ca−Cb) and (Ca + Cb), and the adding circuit output is always constant. And a feedback circuit that controls the direct current potential so as to become the direct current potential.
この信号処理回路では、共通電極が平行状態ではなく傾きを持って移動する場合、すなわち各静電容量の変化が1次の誤差を持つ場合の誤差を補償する。 In this signal processing circuit, an error is compensated when the common electrode moves with an inclination rather than in a parallel state, that is, when each capacitance change has a first order error.
上記従来例では、共通電極(移動体)と各分割電極(検出電極)とのギャップや周囲温度が変化した場合に、ギャップや周囲温度に依らずに共通電極の変位量を求めることができる。しかしながら、上記従来例では、一方の分割電極の共通電極(移動体)と対向する面積と、他方の分割電極の共通電極と対向する面積との和が、共通電極の移動に依らず一定となるように各分割電極を形成する必要がある。 In the above conventional example, when the gap or ambient temperature between the common electrode (moving body) and each divided electrode (detection electrode) changes, the displacement amount of the common electrode can be obtained without depending on the gap or ambient temperature. However, in the above conventional example, the sum of the area facing the common electrode (moving body) of one divided electrode and the area facing the common electrode of the other divided electrode is constant regardless of the movement of the common electrode. Thus, it is necessary to form each divided electrode.
このため、共通電極が直線運動する場合には上記のように構成し易いが、例えば共通電極が回転運動する場合には、各分割電極を精密に形成する必要があり、上記のように構成し難いという問題があった。 For this reason, when the common electrode moves linearly, it is easy to configure as described above. However, for example, when the common electrode rotates, it is necessary to form each divided electrode precisely. There was a problem that it was difficult.
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、移動体と検出電極とのギャップや周囲温度に依らず移動体の変位を精度良く求める構成を簡易に実現することのできる静電容量式検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is a capacitance that can easily realize a configuration that accurately obtains the displacement of the moving body regardless of the gap between the moving body and the detection electrode and the ambient temperature. An object of the present invention is to provide a type detection device.
本発明の静電容量式検出装置は、対象物と共に一の方向に沿って移動する移動体に対向して配置される検出電極と、前記検出電極の近傍において前記移動体と対向して配置される参照電極とを備え、前記検出電極を、前記移動体の前記一の方向に沿った変位に伴って前記移動体との間の静電容量が変化する形状に形成し、前記参照電極を、前記移動体の前記一の方向に沿った変位によっては前記移動体との間の静電容量が変化しない形状に形成することを特徴とする。 The capacitance type detection device of the present invention is arranged to face a moving body that moves in one direction together with an object, and to face the moving body in the vicinity of the detection electrode. A reference electrode, and the detection electrode is formed in a shape in which an electrostatic capacitance between the movable body and the movable body changes in accordance with the displacement along the one direction of the movable body. The movable body is formed in a shape in which the capacitance between the movable body and the movable body does not change depending on the displacement along the one direction.
この静電容量式検出装置において、前記参照電極を、自身が配置される平面上において、前記一の方向と直交する方向に沿って前記検出電極を挟んだ両側にそれぞれ配置することが好ましい。 In this capacitance type detection device, it is preferable that the reference electrodes are respectively arranged on both sides of the detection electrode along a direction orthogonal to the one direction on a plane where the reference electrodes are arranged.
この静電容量式検出装置において、前記参照電極は、互いに電気的に独立した複数の電極から成ることが好ましい。 In this capacitance type detection device, the reference electrode is preferably composed of a plurality of electrodes that are electrically independent from each other.
この静電容量式検出装置において、前記参照電極を複数備え、前記各参照電極は、前記移動体との間の静電容量がそれぞれ互いに異なることが好ましい。 In this capacitance type detection device, it is preferable that a plurality of the reference electrodes are provided, and that each of the reference electrodes has a different capacitance from the moving body.
この静電容量式検出装置において、前記検出電極及び前記参照電極は、リジッド基板から成る複数の基板を積層して成る多層基板のうち、内側の前記基板に形成することが好ましい。 In this capacitance type detection device, it is preferable that the detection electrode and the reference electrode are formed on the inner substrate of a multilayer substrate formed by laminating a plurality of substrates made of a rigid substrate.
この静電容量式検出装置において、前記リジッド基板は、セラミック基板から成ることが好ましい。 In this capacitance type detection device, the rigid substrate is preferably made of a ceramic substrate.
この静電容量式検出装置において、前記多層基板の少なくとも一部を樹脂製のケースに一体成形することが好ましい。 In this capacitance type detection device, it is preferable that at least a part of the multilayer substrate is integrally formed in a resin case.
この静電容量式検出装置において、前記検出電極を挟んだ前記移動体とは反対側の位置に、前記検出電極と同電位に接続されるシールド電極を配置することが好ましい。 In this capacitance type detection device, it is preferable that a shield electrode connected to the same potential as the detection electrode is disposed at a position opposite to the moving body with the detection electrode interposed therebetween.
この静電容量式検出装置において、前記移動体と前記検出電極との間の静電容量に基づく電圧、及び前記移動体と前記参照電極との間の静電容量に基づく電圧を出力するCV変換回路と、前記CV変換回路の出力電圧に基づいて前記移動体の前記一の方向の変位を求める演算回路とを有する処理部を備えることが好ましい。 In this capacitance type detection device, CV conversion for outputting a voltage based on a capacitance between the moving body and the detection electrode and a voltage based on a capacitance between the moving body and the reference electrode. It is preferable to include a processing unit including a circuit and an arithmetic circuit that obtains a displacement in the one direction of the moving body based on an output voltage of the CV conversion circuit.
この静電容量式検出装置において、前記処理部は、前記CV変換回路の出力電圧を所定の電圧に変換して出力する信号処理回路を有し、前記信号処理回路において、前記移動体と前記参照電極との間の静電容量に基づいて前記移動体と前記検出電極との間の静電容量を補正することが好ましい。 In this capacitance type detection device, the processing unit includes a signal processing circuit that converts an output voltage of the CV conversion circuit into a predetermined voltage and outputs the predetermined voltage. In the signal processing circuit, the moving body and the reference It is preferable to correct the capacitance between the moving body and the detection electrode based on the capacitance between the electrode and the electrode.
この静電容量式検出装置において、前記処理部は、前記CV変換回路において、前記移動体と前記参照電極との間の静電容量に基づいて前記移動体と前記検出電極との間の静電容量を補正することが好ましい。 In the capacitance type detection device, the processing unit may be configured such that in the CV conversion circuit, the electrostatic capacitance between the moving body and the detection electrode is based on an electrostatic capacity between the moving body and the reference electrode. It is preferable to correct the capacity.
この静電容量式検出装置において、前記処理部と電気的に接続される金属板から成る端子を有し、前記端子を前記処理部の出力電極に溶接して接続することが好ましい。 In this capacitance type detection device, it is preferable to have a terminal made of a metal plate electrically connected to the processing unit, and to connect the terminal by welding to the output electrode of the processing unit.
本発明は、移動体の一の方向の変位によっては静電容量が変化しない参照電極を用いることで、移動体と検出電極との間のギャップや周囲温度による静電容量の変化を補償して移動体の変位を求めている。このため、本発明では、検出電極の移動体と対向する面積と、参照電極の移動体と対向する面積との和が一定となるように各電極を形成する必要がない。すなわち、本発明は、移動体と検出電極とのギャップに依らず移動体の変位を精度良く求める構成を簡易に実現することができる。 The present invention compensates for changes in capacitance due to the gap between the moving body and the detection electrode and the ambient temperature by using a reference electrode whose capacitance does not change due to displacement in one direction of the moving body. The displacement of the moving object is obtained. Therefore, in the present invention, it is not necessary to form each electrode so that the sum of the area of the detection electrode facing the moving body and the area of the reference electrode facing the moving body is constant. That is, the present invention can easily realize a configuration that accurately obtains the displacement of the moving body regardless of the gap between the moving body and the detection electrode.
(実施形態1)
以下、本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態1について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図1に示す矢印によりx方向、y方向、z方向を規定する。本実施形態は、図1,図2(a)に示すように、移動体1と、検出電極2と、参照電極3と、処理部4とを備える。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a capacitive detection device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the x direction, the y direction, and the z direction are defined by arrows shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2A, the present embodiment includes a moving
移動体1は、y方向に沿って長尺な円柱形状に形成され、変位を求める対象物(図示せず)に取り付けられる。なお、移動体1は、対象物に中間部材(図示せず)を介して取り付けられてもよいし、対象物に直接取り付けられてもよい。更には、移動体1が対象物の一部であってもよい。移動体1は、対象物と共にx方向(一の方向)に沿って移動する。したがって、この移動体1の変位を求めることで、対象物の変位を求めることができる。
The
検出電極2は、基板P1のz方向における一方の面(図1における紙面手前側の面)に形成された金属パターンであり、移動体1と対向して配置される。検出電極2は、平面視で三角形状であって、x方向のプラスの向きに向かうにつれてy方向の幅寸法が大きくなるように形成している。なお、検出電極2の形状は三角形状に限定されるものではなく、y方向の幅寸法がx方向に沿って連続的に変化する形状であればよい。すなわち、検出電極2は、移動体1のx方向の変位に伴って移動体1との間の静電容量が変化する形状であればよい。
The
参照電極3は、検出電極2と同じく基板P1のz方向における一方の面に形成された金属パターンであり、検出電極2の近傍において移動体1と対向して配置される。参照電極3は、平面視でx方向に長尺な矩形状であって、y方向の幅寸法が一定となるように形成している。すなわち、参照電極3は、移動体1のx方向の変位によっては移動体1との間の静電容量が変化しない。
The
また、基板P1のz方向における他方の面(図1における紙面奥側の面)には、図示しないが金属パターンから成るシールド電極を形成している。なお、シールド電極は、検出電極2及び参照電極3が形成される基板に形成する構成に限定されるものではなく、各電極2,3を挟んだ移動体1とは反対側の位置に配置する構成であればよい。
Further, although not shown, a shield electrode made of a metal pattern is formed on the other surface in the z direction of the substrate P1 (the surface on the back side in FIG. 1). The shield electrode is not limited to the structure formed on the substrate on which the
基板P1は、絶縁性を有する材料から成るリジッド基板である。リジッド基板は、フレキシブル基板と比較して剛性が高いので、リジッド基板上に形成される各電極2,3の形状の安定性を向上することができる。また、後述の実施形態2のように、リジッド基板は多層化が容易であるので、シールド電極を配置するのにも適している。
The substrate P1 is a rigid substrate made of an insulating material. Since the rigid substrate has higher rigidity than the flexible substrate, the stability of the shapes of the
本実施形態では、基板P1としてセラミック基板を用いている。セラミック基板は、耐熱性、剛性に優れた基板であるため、高温下での使用や製造に対しても形状が安定する。また、セラミック基板は、耐薬品性や耐オイル性にも優れた基板であるため、外気に晒された状態での使用にも耐え得る。 In the present embodiment, a ceramic substrate is used as the substrate P1. Since the ceramic substrate is a substrate excellent in heat resistance and rigidity, its shape is stable even when used or manufactured under high temperatures. Further, since the ceramic substrate is a substrate excellent in chemical resistance and oil resistance, it can withstand use in a state exposed to the outside air.
処理部4は、例えば基板P1とは異なる基板(図示せず)に設けられるもので、図2(a)に示すように、第1CV変換回路40と、第2CV変換回路41と、第1増幅回路42と、第2増幅回路43と、演算回路44とを備える。また、図示しないが、処理部4は後述するスイッチSW1〜SW5を駆動する駆動回路も備える。
The
第1CV変換回路40は、移動体1と検出電極2との間の静電容量C0に基づく電圧を出力するもので、オペアンプOP1と、コンデンサC1と、スイッチSW1,SW2とから構成される。検出電極2は、スイッチSW1に接続されている。このスイッチSW1を切り替えることにより、オペアンプOP1の反転入力端子、高インピーダンスの開放位置、接地電位の何れかと検出電極2との間の接続を周期的に切り替える。オペアンプOP1の非反転入力端子は、基準電位V1に接続される。また、第1CV変換回路40は、オペアンプOP1の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサC1を接続することで負帰還回路を構成している。このコンデンサC1と並列にスイッチSW2を接続しており、コンデンサC1とスイッチSW2とでスイッチトキャパシタを構成している。
The first
第2CV変換回路41は、移動体1と参照電極3との間の静電容量C0’に基づく電圧を出力するもので、オペアンプOP2と、コンデンサC2と、スイッチSW3,SW4とから構成される。参照電極3は、スイッチSW3に接続されている。このスイッチSW3を切り替えることにより、オペアンプOP2の反転入力端子、高インピーダンスの開放位置、接地電位の何れかと検出電極3との間の接続を周期的に切り替える。オペアンプOP2の非反転入力端子は、基準電位V1に接続される。また、第2CV変換回路41は、オペアンプOP2の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサC2を接続することで負帰還回路を構成している。このコンデンサC2と並列にスイッチSW4を接続しており、コンデンサC2とスイッチSW4とでスイッチトキャパシタを構成している。
The second
以下、各CV変換回路40,41の動作について図2(a),(b)を用いて説明する。先ず、各電極2,3が、それぞれスイッチSW1,SW3を介してオペアンプOP1,OP2の反転入力端子に接続され、且つスイッチSW2,SW4がオフであるとする。この場合、オペアンプOP1は、静電容量C0とコンデンサC1とのインピーダンス比に応じた電圧を出力する。また、オペアンプOP2は、静電容量C0’とコンデンサC2とのインピーダンス比に応じた電圧を出力する。
Hereinafter, the operation of each of the
次に、スイッチSW2,SW4がオンに切り替わると、コンデンサC1,C2が蓄積された電荷を放電することにより、各オペアンプOP1,OP2の出力電圧が一旦リセットされる。このとき、各電極2,3がスイッチSW1,SW3を介して接地電位に接続されることで、静電容量C0,C0’もリセットされる。その後、スイッチSW1,SW3を切り替えて各電極2,3をそれぞれオペアンプOP1,OP2の反転入力端子に接続し、且つスイッチSW2,SW4をオンに切り替える。すると、各オペアンプOP1,OP2は、それぞれ再び静電容量C0,C0’とコンデンサC1,C2とのインピーダンス比に応じた電圧を出力する。上記の動作を繰り返すことで、各オペアンプOP1,OP2からは、それぞれ静電容量C0,C0’に基づく電圧VA1,VB1が周期的に出力される。
Next, when the switches SW2 and SW4 are turned on, the output voltages of the operational amplifiers OP1 and OP2 are temporarily reset by discharging the charges accumulated in the capacitors C1 and C2. At this time, the capacitances C0 and C0 'are also reset by connecting the
なお、シールド電極は、スイッチSW5を介して基準電位V1と接続されている。このスイッチSW5を切り替えることにより、基準電位V1、接地電位の何れかとシールド電極とが周期的に接続される。ここで、本実施形態では、シールド電極の電位が各電極2,3と常に等電位となるようにスイッチSW5を切り替える。これにより、各電極2,3とシールド電極との間では電荷の充放電が行われない。
The shield electrode is connected to the reference potential V1 through the switch SW5. By switching the switch SW5, either the reference potential V1 or the ground potential and the shield electrode are periodically connected. Here, in the present embodiment, the switch SW5 is switched so that the potential of the shield electrode is always equal to that of the
したがって、シールド電極を挟んで各電極2,3と反対側の位置に他の物体が存在したとしても、当該物体の存在によって静電容量C0,C0’が変化することはない。また、シールド電極を備えることで、ノイズによる静電容量C0,C0’の変動も防止することができる。
Therefore, even if another object exists at a position opposite to the
第1増幅回路42は、第1CV変換回路40の出力電圧VA1を増幅して出力するもので、第1CV変換回路40の出力電圧VA1を所定の電圧に変換して出力する信号処理回路に相当する。第1増幅回路42は、オペアンプOP3と、抵抗R1,R2と、Nチャネル型MOSFETであるスイッチング素子Q1とから構成される。オペアンプOP3の反転入力端子には、抵抗R1を介して第1CV変換回路40の出力電圧VA1が入力される。オペアンプOP3の非反転入力端子は、接地電位に接続される。また、第1増幅回路42は、オペアンプOP3の反転入力端子と出力端子との間に抵抗R2及びスイッチング素子Q1の直列回路を接続することで負帰還回路を構成している。このスイッチング素子Q1のゲート端子には、後述する電圧V0’が入力される。
The
第2増幅回路43は、第2CV変換回路41の出力電圧VB1を増幅して出力するもので、第2CV変換回路41の出力電圧VB1を所定の電圧に変換して出力する信号処理回路に相当する。第2増幅回路43は、第1増幅回路42と同じ構成の他に、オペアンプOP4と、Nチャネル型MOSFETであるスイッチング素子Q2と、抵抗R3,R4とを備える。オペアンプOP4の非反転入力端子は、基準電位V2に接続される。オペアンプOP4の反転入力端子には、オペアンプOP3の出力電圧が入力される。オペアンプOP4の出力端子には、スイッチング素子Q2のゲート端子が接続される。
The
スイッチング素子Q2のドレイン端子は、抵抗R3を介して基準電位V20に接続される。スイッチング素子Q2のソース端子は、抵抗R4を介して接地電位に接続される。抵抗R3とスイッチング素子Q2との接続点は、スイッチング素子Q1のゲート端子に接続される。したがって、抵抗R3,R4及びスイッチング素子Q2のオン抵抗で分圧された電圧V0’がスイッチング素子Q1のゲート端子に入力される。 The drain terminal of the switching element Q2 is connected to the reference potential V20 via the resistor R3. The source terminal of the switching element Q2 is connected to the ground potential via the resistor R4. A connection point between the resistor R3 and the switching element Q2 is connected to the gate terminal of the switching element Q1. Therefore, the voltage V0 'divided by the on-resistances of the resistors R3 and R4 and the switching element Q2 is input to the gate terminal of the switching element Q1.
以下、各増幅回路42,43の動作について説明する。各増幅回路42,43のオペアンプOP3は、それぞれ各CV変換回路40,41の出力電圧VA1,VB1を増幅して出力するが、この増幅率は、抵抗R1,R2及びスイッチング素子Q1のオン抵抗により決定する。そして、スイッチング素子Q1のオン抵抗は、ゲート端子に入力される電圧V0’により決定する。
Hereinafter, the operation of each of the
第2増幅回路43では、オペアンプOP4が、オペアンプOP3の出力電圧と基準電位V2との差分に基づく電圧を出力する。このオペアンプOP4の出力電圧により、スイッチング素子Q2のオン抵抗が定まる。そして、抵抗R3,R4及びスイッチング素子Q2のオン抵抗に基づく分圧比により、電圧V0’が定まり、当該電圧V0’が各増幅回路42,43のスイッチング素子Q1のゲート端子に入力される。すなわち、各増幅回路42,43の増幅率は同じであり、この増幅率は、第2増幅回路43においてオペアンプOP3の出力電圧が基準電位V2と一致するように制御される。
In the
ここで、第2CV変換回路41の出力電圧VB1は、静電容量C0’に基づいて変化するが、静電容量C0’は移動体1の主な変位方向(x方向)の変位によっては変動しない。一方、静電容量C0’は、移動体1と検出電極2及び参照電極3とのギャップや、周囲温度の変動によって変化する。このギャップや周囲温度に依存する静電容量C0’の変化量は、静電容量C0でも同様であると考えられる。したがって、第2増幅回路43において決定した増幅率を用いて第1CV変換回路40の出力電圧VA1を増幅することで、第1増幅回路42はギャップや周囲温度の変化を補償した電圧V0を出力する。
Here, the output voltage VB1 of the second
演算回路44は、例えばマイクロコントローラから成り、出力電圧V0に基づいて移動体1の変位を求める。例えば、移動体1がx方向のプラスの向きに移動すると、移動体1と対向する検出電極2の面積が大きくなり、静電容量C0が大きくなる。また、移動体1がx方向のマイナスの向きに移動すると、移動体1と対向する検出電極2の面積が小さくなり、静電容量C0が小さくなる。すなわち、移動体1の変位に伴って静電容量C0が変化するので、出力電圧V0から移動体1の変位を求めることができる。
The
上述のように、本実施形態では、移動体1のx方向(一の方向)の変位によっては静電容量C0’が変化しない参照電極3を用いている。これにより、本実施形態では、移動体1と検出電極2との間のギャップや周囲温度による静電容量C0の変化を補償して移動体1の変位を求めている。このため、本実施形態では、検出電極2の移動体1と対向する面積と、参照電極3の移動体1と対向する面積との和が一定となるように各電極2,3を形成する必要がない。すなわち、本実施形態は、移動体1と検出電極2とのギャップに依らず移動体1の変位を精度良く求める構成を簡易に実現することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、移動体1の変位を求める範囲(以下、「有効範囲」と呼ぶ)の何れの位置においても、ギャップや周囲温度の影響を受けずに移動体1の変位を精度良く求めることができる。
In this embodiment, the displacement of the moving
ここで、移動体1と検出電極2との間のギャップや周囲温度による静電容量C0の変化を補償する手段(以下、「補償手段」と呼ぶ)は、既に述べた増幅率を用いた手段に限定される必要はない。以下、他の補償手段を利用した処理部4’について説明する。この処理部4’は、図3に示すように、ピークホールド回路45,46と、オペアンプOP5と、正弦波発振回路47と、カレントミラー回路CM1と、抵抗R5と、演算回路44とを備える。
Here, the means for compensating for the change in the capacitance C0 due to the gap between the moving
ピークホールド回路45は、静電容量C0に基づく電圧のピーク電圧を保持するもので、CV変換回路に相当する。このピーク電圧は、演算回路44に与えられる。なお、静電容量C0に基づく電圧は、静電容量C0に供給される電流I1の積分値を静電容量C0で除して定まる。ピークホールド回路46は、静電容量C0’に基づく電圧のピーク電圧を保持するもので、CV変換回路に相当する。このピーク電圧は、オペアンプOP5の反転入力端子に与えられる。なお、静電容量C0’に基づく電圧は、静電容量C0’に供給される電流I2の積分値を静電容量C0’で除して定まる。
The
オペアンプOP5の非反転入力端子は、基準電位V3に接続される。オペアンプOP5の出力端子からは、ピークホールド回路46のピーク電圧と基準電位V3との差分に基づく電圧が出力され、正弦波発振回路47に与えられる。正弦波発振回路47は、正弦波状の交流電圧を発振する。この交流電圧の振幅は、オペアンプOP5の出力電圧によって増減する。
The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP5 is connected to the reference potential V3. A voltage based on the difference between the peak voltage of the
カレントミラー回路CM1は、NPN型トランジスタであるスイッチング素子Q2,Q3と、PNP型トランジスタであるスイッチング素子Q4〜Q6とを備える。スイッチング素子Q2のエミッタは、正弦波発振回路47に接続され、ベースは自身のコレクタと、スイッチング素子Q3のベースとに接続される。また、スイッチング素子Q2のコレクタは、抵抗R6を介してスイッチング素子Q4〜Q6の各エミッタに接続される。スイッチング素子Q3のエミッタは、抵抗R5を介して接地電位に接続され、コレクタはスイッチング素子Q4のコレクタ及びベースに接続される。スイッチング素子Q4〜Q6は、それぞれのエミッタ同士を接続し、また、それぞれのベース同士を接続している。
The current mirror circuit CM1 includes switching elements Q2 and Q3 that are NPN transistors and switching elements Q4 to Q6 that are PNP transistors. The emitter of the switching element Q2 is connected to the sine
スイッチング素子Q5のコレクタは、検出電極2に接続され、コレクタ電流である電流I1を静電容量C0に供給する。また、スイッチング素子Q6のコレクタは、参照電極3に接続され、コレクタ電流である電流I2を静電容量C0’に供給する。ここで、電流I1,I2は、抵抗R5を流れる電流によって定まり、抵抗R5を流れる電流は、正弦波発振回路47の発振する交流電圧の振幅によって定まる。したがって、処理部4’では、静電容量C0’に基づく電圧のピーク電圧が基準電位V3に一致するように、電流I1,I2を負帰還制御する。
The collector of the switching element Q5 is connected to the
既に述べたように、静電容量C0’は、移動体1の主な変位方向(x方向)の変位によっては変動しないが、移動体1と検出電極2及び参照電極3とのギャップや、周囲温度の変動によって変化する。したがって、静電容量C0’の増減によって変動する電流I2と同じ電流I1を静電容量C0に供給することで、ピークホールド回路45はギャップや周囲温度の変化を補償したピーク電圧を出力する。演算回路44では、このピーク電圧に基づいて移動体1の変位を求める。
As described above, the capacitance C0 ′ does not vary depending on the displacement in the main displacement direction (x direction) of the moving
上述のように、処理部4’の補償手段は、静電容量C0’に基づく電圧が一定値となるように静電容量C0’に供給される電流I2を負帰還制御し、この電流I2と同じ電流I1を静電容量C0に供給するものである。そして、この補償手段により、移動体1と検出電極2との間のギャップや周囲温度の変化を補償することができる。
As described above, the compensation unit of the
また、本実施形態では、検出電極2及び参照電極3は移動体1が直線運動する場合の構成となっているが、移動体1が回転運動する場合には、例えば図4(a),(b)に示す形状で検出電極2’及び参照電極3’を構成してもよい。この構成では、移動体1は、xy平面に平行な面上を軸部10を軸として時計回り又は反時計回りに回動するものとする。なお、処理部4(処理部4’)の構成は既に述べた構成と同じである。
In the present embodiment, the
各電極2’,3’は、半円形状の基板P1’のz方向における一方の面に形成している。検出電極2’は、移動体1の回転方向に沿って幅寸法が連続的に変化する形状に形成している。すなわち、検出電極2’は、移動体1の回転方向の変位に伴って移動体1との間の静電容量が変化する形状で形成している。参照電極3’は、移動体1の回転方向に沿って幅寸法が一定となる形状に形成している。すなわち、参照電極3’は、移動体1の回転方向の変位によっては移動体1との間の静電容量が変化しない。
Each of the electrodes 2 'and 3' is formed on one surface in the z direction of the semicircular substrate P1 '. The
上記のように各電極2’,3’を構成し、処理部4(処理部4’)を用いることで、簡易な構造で移動体1と検出電極2’とのギャップに依らず移動体1の回転方向の変位を精度良く求めることができる。
By configuring the
なお、本実施形態では、有効範囲において、移動体1の主な変位方向(x方向や回転方向)に沿って幅寸法が連続的に変化するように検出電極2,2’を形成している。この検出電極2,2’は、必ずしも有効範囲内において途切れることなく連続した形状である必要はなく、複数の電極に分割したものであってもよい。この構成であっても、有効範囲において、移動体1の変位に伴って移動体1と検出電極2,2’との間の静電容量がほぼ連続的に変化するため、移動体1の変位を求めることができる。
In the present embodiment, the
(実施形態2)
以下、本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態2について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図5(a)に示す矢印によりx方向、y方向、z方向を規定する。また、以下の説明では、実施形態1と共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図5,6に示すように、基板P1の代わりに多層基板P2を用いている。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a capacitive detection device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the x direction, the y direction, and the z direction are defined by arrows shown in FIG. Moreover, in the following description, the same number is attached | subjected to the site | part which is common in
多層基板P2は、複数(本実施形態では4枚)の基板P20〜P23を積層して成る。各基板P20〜P23は、何れもリジッド基板から成る。本実施形態では、各基板P20〜P23はセラミック基板である。各基板P20〜P23は、x方向に沿って長尺な矩形状の主部A1と、主部A1からy方向に沿って突出する矩形状の突部A2とを一体に形成して成る。各基板P20〜P23は、移動体1に近い方から、P20,P21,P22,P23の順にz方向に沿って積層している。
The multilayer substrate P2 is formed by laminating a plurality (four in this embodiment) of substrates P20 to P23. Each of the substrates P20 to P23 is made of a rigid substrate. In the present embodiment, each of the substrates P20 to P23 is a ceramic substrate. Each of the substrates P20 to P23 is formed by integrally forming a rectangular main portion A1 elongated along the x direction and a rectangular protrusion A2 protruding from the main portion A1 along the y direction. The substrates P20 to P23 are stacked along the z direction in the order of P20, P21, P22, and P23 from the side closer to the moving
基板P20の突部A2の一面(図6における紙面手前側の面)には、処理部4(処理部4’)を構成する電子部品B1を実装している。基板P21の主部A1の一面(図6における紙面手前側の面)には、検出電極2と、参照電極3とを形成している。各電極2,3は、実施形態1の各電極2,3と同じ形状である。
An electronic component B1 constituting the processing unit 4 (processing unit 4 ') is mounted on one surface of the protrusion A2 of the substrate P20 (the front surface in FIG. 6). The
基板P22の主部A1の一面(図6における紙面手前側の面)には、平面視で矩形状のシールド電極S1を形成している。このシールド電極S1は、実施形態1のシールド電極と同様の機能を有する。また、各基板P20〜P23の主部A1と突部A2との境界部には、x方向に沿って一定の間隔を空けて、4つのスルーホールT1をそれぞれ貫設している。これらスルーホールT1を介して、各電極2,3及びシールド電極S1を処理部4(処理部4’)と電気的に接続している。
On one surface of the main portion A1 of the substrate P22 (the surface on the front side in FIG. 6), a rectangular shield electrode S1 is formed in plan view. The shield electrode S1 has the same function as the shield electrode of the first embodiment. In addition, four through holes T1 are respectively provided through the boundary portion between the main portion A1 and the protrusion A2 of each of the substrates P20 to P23 at a certain interval along the x direction. The
多層基板P2は、図5(a)に示すように、x方向に沿って長尺な樹脂製のケース5に一体成形している。ケース5は、多層基板P2における主部A1と突部A2との境界部を覆う。したがって、スルーホールT1は、ケース5により覆われるために外部に露出することがない。このため、各電極2,3の外部に対する絶縁性を確保することができる。また、ケース5の長手方向の両端部には、それぞれz方向に沿って貫通する取付孔50を設けている。この取付孔50に取付ねじ(図示せず)を挿入してねじ止めすることにより、本実施形態を任意の場所に取り付けることができる。
As shown in FIG. 5A, the multilayer substrate P2 is integrally formed in a
上述のように、本実施形態では、多層基板P2のうち内側の基板P21に検出電極2及び参照電極3を形成している。したがって、本実施形態では、各電極2,3が外部に露出することがないため、各電極2,3の外部に対する絶縁性を確保することができる。なお、各電極2,3は、本実施形態のように、多層基板P2の内側の基板のうち最も移動体1に近い基板に形成するのが望ましい。この構成では、移動体1と各電極2,3との間の静電容量C0,C0’を検出し易く、増幅回路が必要である場合にもその増幅率を極力小さく抑えることができる。
As described above, in the present embodiment, the
(実施形態3)
以下、本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態3について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図7(a)に示す矢印によりx方向、y方向、z方向を規定する。また、以下の説明では、実施形態1と共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図7に示すように、1対の検出電極2A,2Bと、1対の参照電極3C,3Dとを、基板P1のz方向における一面(図7(a)における紙面手前側の面)に形成している。
(Embodiment 3)
Hereinafter, a capacitive detection device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the x direction, the y direction, and the z direction are defined by arrows shown in FIG. Moreover, in the following description, the same number is attached | subjected to the site | part which is common in
検出電極2A,2Bは、それぞれ平面視で三角形状に形成している。検出電極2Aは、x方向のマイナスの向きに向かうにつれてy方向の幅寸法が大きくなるように形成している。また、検出電極2Bは、x方向のプラスの向きに向かうにつれてy方向の幅寸法が大きくなるように形成している。なお、各検出電極2A,2Bの形状は三角形状に限定されるものではなく、y方向の幅寸法がx方向に沿って連続的に変化する形状であればよい。すなわち、各検出電極2A,2Bは、移動体1のx方向の変位に伴って移動体1との間の静電容量が変化する形状であればよい。
The
参照電極3C,3Dは、それぞれ平面視で矩形状に形成され、各検出電極2A,2Bを挟む形で基板P1上に配置している。すなわち、各参照電極3C,3Dを、自身が配置される平面上において、x方向と直交するy方向に沿って各検出電極2A,2Bを挟んだ両側にそれぞれ配置している。各参照電極3C,3Dは、y方向の幅寸法がx方向に沿って変化しない。すなわち、各参照電極3C,3Dは、移動体1のx方向の変位によっては移動体1との間の静電容量が変化せず、また移動体1との対向面積も変化しない。
The
本実施形態の処理部4は、実施形態1の第1CV変換回路40と同様の構成の4つのCV変換回路(図示せず)と、演算回路(図示せず)とを備える。各CV変換回路は、移動体1と各検出電極2A,2Bとの間の静電容量、及び移動体1と各参照電極との間の静電容量に比例した電圧をそれぞれ出力し、更にA/D変換によりディジタル値に変換する。以下では、移動体1と各検出電極2A,2Bとの間の静電容量に基づくディジタル値をそれぞれ「静電容量CA,CB」とし、移動体1と各参照電極3C,3Dとの間の静電容量に基づくディジタル値をそれぞれ「静電容量CC,CD」とする。
The
ここで、静電容量CA,CBは、基本的に移動体1のx方向の変位に伴って連続的に変動するが、移動体1と各検出電極2A,2BとのギャップG1,G2や周囲温度の変化によっても変動する。一方、静電容量CC,CDは、何れも移動体1のx方向の変位によっては変動しないが、静電容量CA,CBと同様に、移動体1と各参照電極3C,3DとのギャップG3,G4や周囲温度の変化によっては変動する。また、各静電容量CA〜CDは、移動体1がy方向に傾く場合に、その傾きに伴って変動する。
Here, the capacitances CA and CB basically vary continuously with the displacement of the moving
そこで、本実施形態では、各静電容量CC,CDに基づいて各静電容量CA,CBを補正することで、移動体1と各検出電極2A,2Bとのギャップや周囲温度の変化、及び移動体1のy方向の傾きに依らないx方向の変位を求めている。以下、各静電容量CA,CBを補正する方法について図8を用いて説明する。なお、各電極2A,2B,3C,3Dは、図7(b)に示すように、y方向に沿って等間隔に配置されているものとする。また、移動体1がy方向に傾いていない場合における、各電極2A,2B,3C,3Dと移動体1とのギャップを「基準ギャップG0」とする。
Therefore, in the present embodiment, by correcting each capacitance CA, CB based on each capacitance CC, CD, a change in the gap between the moving
先ず、静電容量CC,CD、誘電率ε、各参照電極3C,3Dの移動体1と対向する面積SC,SDを用いて、次式からギャップG3,G4を演算する。
First, the gaps G3 and G4 are calculated from the following equations using the capacitances CC and CD, the dielectric constant ε, and the areas SC and SD of the
G3=ε・SC/CC
G4=ε・SD/CD
次に、ギャップG3,G4を用いて、次式からギャップG1,G2を演算する。
G3 = ε · SC / CC
G4 = ε · SD / CD
Next, the gaps G1 and G2 are calculated from the following equations using the gaps G3 and G4.
G1=(2・G3+G4)/3
G2=(G3+2・G4)/3
そして、静電容量CA,CB、ギャップG1,G2、基準ギャップG0を用いて、次式から補正した静電容量CA’,CB’を演算する。
G1 = (2.G3 + G4) / 3
G2 = (G3 + 2 · G4) / 3
Then, using the capacitances CA and CB, the gaps G1 and G2, and the reference gap G0, the corrected capacitances CA ′ and CB ′ are calculated from the following equations.
CA’=(G1/G0)・CA
CB’=(G2/G0)・CB
最後に、補正した静電容量CA’,CB’の差分に基づいて、移動体1のx方向の変位を求める。例えば、移動体1がx方向のプラスの向きに移動すると、移動体1と対向する検出電極2Aの面積が小さくなり、移動体1と対向する検出電極2Bの面積が大きくなる。したがって、この場合には、静電容量CB’が静電容量CA’よりも大きくなる。また、移動体1がx方向のマイナスの向きに移動すると、移動体1と対向する検出電極2Aの面積が大きくなり、移動体1と対向する検出電極2Bの面積が小さくなる。したがって、この場合には、静電容量CA’が静電容量CB’よりも大きくなる。すなわち、移動体1のx方向の変位に伴って各静電容量CA’,CB’の差分が変化するので、各静電容量CA’,CB’の差分から移動体1のx方向の変位を求めることができる。
CA ′ = (G1 / G0) · CA
CB '= (G2 / G0) · CB
Finally, the displacement of the moving
上述のように、本実施形態では、移動体1と各検出電極2A,2Bとのギャップや周囲温度の変化に加えて、移動体1のy方向の傾きについても補償して移動体1のx方向の変位を求めることができる。
As described above, in the present embodiment, in addition to changes in the gap between the moving
なお、本実施形態では、2つの検出電極2A,2Bを用いているが、何れか一方のみを用いてもよい。例えば、1つの検出電極2Aと、2つの参照電極3C,3Dとを用いる場合であれば、各静電容量CC,CDに基づいて静電容量CAを補正すればよい。この構成でも、上記と同様の効果を奏することができる。
In the present embodiment, two
また、本実施形態では、各参照電極3C,3Dは互いに電気的に独立しているが、各参照電極3C,3Dを電気的に接続してもよい。この構成では、移動体1がy方向に沿って傾いたとしても、各参照電極3C,3Dと移動体1との間の合成静電容量は殆ど変化しない。したがって、この合成静電容量に基づいて各静電容量CA,CBを補正すれば、移動体1と各検出電極2A,2Bとのギャップや周囲温度の変化に加えて、移動体1のy方向の傾きについても補償して移動体1のx方向の変位を求めることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態の各電極2A,2B,3C,3Dは、基板P1の代わりに実施形態2の多層基板P2に形成してもよい。この構成でも、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
In addition, each
(実施形態4)
以下、本発明に係る静電容量式検出装置の実施形態4について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図9(a)に示す矢印によりx方向、y方向、z方向を規定する。また、以下の説明では、実施形態1と共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図9に示すように、1対の検出電極2A,2Bと、1対の参照電極3C,3Dとを、基板P1のz方向における一面(図9(a)における紙面手前側の面)に形成している。
(Embodiment 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the capacitance detection device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the x direction, the y direction, and the z direction are defined by arrows shown in FIG. Moreover, in the following description, the same number is attached | subjected to the site | part which is common in
検出電極2A,2Bは、それぞれ平面視で三角形状に形成している。検出電極2Aは、x方向のマイナスの向きに向かうにつれてy方向の幅寸法が大きくなるように形成している。また、検出電極2Bは、x方向のプラスの向きに向かうにつれてy方向の幅寸法が大きくなるように形成している。なお、各検出電極2A,2Bの形状は三角形状に限定されるものではなく、y方向の幅寸法がx方向に沿って連続的に変化する形状であればよい。すなわち、各検出電極2A,2Bは、移動体1のx方向の変位に伴って移動体1との間の静電容量が変化する形状であればよい。
The
参照電極3C,3Dは、それぞれ平面視で矩形状に形成している。各参照電極3C,3Dは、y方向の幅寸法がx方向に沿って変化しない。すなわち、各参照電極3C,3Dは、移動体1のx方向の変位によっては移動体1との間の静電容量が変化せず、また移動体1との対向面積も変化しない。また、各参照電極3C,3Dは、y方向の幅寸法が互いに異なっている。
The
本実施形態の処理部4は、図9(b)に示すように、2つの第1CV変換回路40と、2つの第2CV変換回路41と、第1差動増幅回路48と、第2差動増幅回路49と、演算回路44とを備える。各第1CV変換回路40は、それぞれ移動体1と各検出電極2A,2Bとの間の静電容量CA,CBに比例した電圧を出力する。また、各第2CV変換回路41は、それぞれ移動体1と各参照電極3C,3Dとの間の静電容量CC,CDに比例した電圧を出力する。
As shown in FIG. 9B, the
第1差動増幅回路48は、各第1CV変換回路40の出力電圧の差分を出力するもので、オペアンプOP6と、抵抗R7〜R10とから構成される。第1差動増幅回路48の出力電圧は、静電容量CA,CBの差分に比例するもので、演算回路44に与えられる。
The first
第2差動増幅回路49は、第1差動増幅回路48と同じ構成の他に、オペアンプOP7を備える。オペアンプOP7の非反転入力端子は、基準電位V4に接続される。また、オペアンプOP7の反転入力端子には、オペアンプOP6の出力電圧が入力される。オペアンプOP7の出力電圧は、基準電位V1として各CV変換回路40,41に与えられる。
In addition to the same configuration as the first
演算回路44は、第1差動増幅回路48の出力電圧、すなわち静電容量CA,CBの差分に比例した電圧に基づいて、移動体1のx方向の変位を求める。例えば、移動体1がx方向のプラスの向きに移動すると、移動体1と対向する検出電極2Aの面積が小さくなり、移動体1と対向する検出電極2Bの面積が大きくなる。したがって、この場合には、静電容量CBが静電容量CAよりも大きくなる。また、移動体1がx方向のマイナスの向きに移動すると、移動体1と対向する検出電極2Aの面積が大きくなり、移動体1と対向する検出電極2Bの面積が小さくなる。したがって、この場合には、静電容量CAが静電容量CBよりも大きくなる。すなわち、移動体1のx方向の変位に伴って各静電容量CA,CBの差分が変化するので、静電容量CA,CBの差分から移動体1のx方向の変位を求めることができる。
The
ここで、静電容量CA,CBの差分は、基本的に移動体1のx方向の変位に伴って連続的に変動するが、移動体1と各検出電極2A,2Bとのギャップや周囲温度の変化によっても変動する。一方、静電容量CC,CDの差分は、移動体1のx方向の変位によっては変動しないが、移動体1と各参照電極3C,3Dとのギャップや周囲温度の変化によっては変動する。また、外来ノイズが存在する場合には、各検出電極2A,2B及び各参照電極3C,3Dには、外来ノイズがほぼ等しく重畳する。この場合、外来ノイズにより、静電容量CA,CBの差分と、静電容量CC,CDの差分とは等しく変動すると考えられる。
Here, the difference between the capacitances CA and CB basically varies continuously with the displacement of the moving
本実施形態では、第2差動増幅回路49において、静電容量CC,CDの差分に比例した電圧が、基準電位V4と一致するように基準電位V1を制御する。そして、この基準電位V1を用いて、第1差動増幅回路48において静電容量CA,CBの差分に比例した電圧を求める。これにより、第1差動増幅回路48の出力電圧は、移動体1と各検出電極2A,2Bとのギャップや周囲温度の変化、及び外来ノイズに依らず、移動体1のx方向の変位に依存した電圧となる。演算回路44では、当該電圧に基づいて移動体1のx方向の変位を求める。
In the present embodiment, in the second
上述のように、本実施形態では、互いにy方向の幅寸法が異なる1対の参照電極3C,3Dを用い、静電容量CC,CDの差分に基づいて静電容量CA,CBの差分を補正している。これにより、移動体1と各検出電極2A,2Bとのギャップや周囲温度の変化、及び外来ノイズに依らない移動体1のx方向の変位を求めることができる。なお、参照電極を1つだけ用いる場合でも静電容量CA,CBの差分をある程度補正することは可能である。但し、本実施形態のように、2つの参照電極3C,3Dを用い、静電容量CC,CDの差分を用いて補正した方が、より精度良く静電容量CA,CBの差分を補正することができるので、好ましい。
As described above, in the present embodiment, a pair of
ここで、本実施形態では、各参照電極3C,3Dのy方向の幅寸法を互いに異ならせる構成とすることで、移動体1との間の静電容量CC,CDをそれぞれ互いに異ならせているが、他の構成でもよい。例えば、図10(a)に示すように、各参照電極3C,3Dのy方向の幅寸法を同一とし、各参照電極3C,3Dと対向する部位のx方向の幅寸法がそれぞれ互いに異なる移動体1’を用いてもよい。移動体1’は、参照電極3Cと対向する部位におけるx方向の幅寸法が、参照電極3Dと対向する部位におけるx方向の幅寸法よりも大きくなる形状で形成している。この構成では、参照電極3Cの移動体1’との対向面積が、参照電極3Dの移動体1’との対向面積と異なるため、各参照電極3C,3Dと移動体1’との間の静電容量CC,CDがそれぞれ互いに異なる。
Here, in the present embodiment, the capacitances CC and CD between the
また、図10(b)に示すように、各参照電極3C,3Dのy方向の幅寸法を同一とし、各参照電極3C,3Dと対向する部位のギャップがそれぞれ互いに異なる移動体1’を用いてもよい。移動体1’は、参照電極3Cと対向する部位におけるギャップが、参照電極3Dと対向する部位におけるギャップよりも大きくなる形状で形成している。この構成でも、各参照電極3C,3Dと移動体1’との間の静電容量CC,CDがそれぞれ互いに異なる。
Further, as shown in FIG. 10 (b), the
なお、上記実施形態1〜4において、処理部4(処理部4’)と電気的に接続される金属板から成る端子を設け、この端子を介して検出装置とは異なる外部の装置に信号を出力する構成としてもよい。そして、この端子は、処理部4(処理部4’)の出力電極に溶接して接続する構成であってもよい。この構成では、半田付けや圧接により端子を出力電極に接続する構成と比較して、機械的な強度を高めることができる。また、この構成では、溶接部位が高温や外部の応力に対しても強いので、検出装置を構成する際に一体成形を用いる場合にも適している。
In the first to fourth embodiments, a terminal made of a metal plate electrically connected to the processing unit 4 (
また、上記実施形態1〜4で述べた補償手段の他に、例えば移動体1と検出電極2との間の静電容量C0と、移動体1と参照電極3との間の静電容量C0’との比に基づいて、移動体1のx方向の変位を求めてもよい。
In addition to the compensation means described in the first to fourth embodiments, for example, a capacitance C0 between the moving
また、上記実施形態1〜4では、処理部4(処理部4’)を検出装置の一部としているが、処理部4(処理部4’)は検出装置とは異なる外部の装置に組み込まれるものであってもよい。
In the first to fourth embodiments, the processing unit 4 (
1 移動体
2 検出電極
3 参照電極
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記検出電極を、前記移動体の前記一の方向に沿った変位に伴って前記移動体との間の静電容量が変化する形状に形成し、
前記参照電極を、前記移動体の前記一の方向に沿った変位によっては前記移動体との間の静電容量が変化しない形状に形成することを特徴とする静電容量式検出装置。 A detection electrode disposed opposite to the moving body that moves along the one direction together with the object, and a reference electrode disposed opposite to the moving body in the vicinity of the detection electrode,
The detection electrode is formed in a shape in which the capacitance between the moving body and the moving body changes in accordance with the displacement along the one direction of the moving body,
The capacitance type detection device, wherein the reference electrode is formed in a shape in which the capacitance between the moving body and the moving body does not change depending on the displacement along the one direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012283362A JP2014126456A (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Capacitance type detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012283362A JP2014126456A (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Capacitance type detection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014126456A true JP2014126456A (en) | 2014-07-07 |
Family
ID=51406069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012283362A Pending JP2014126456A (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Capacitance type detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014126456A (en) |
-
2012
- 2012-12-26 JP JP2012283362A patent/JP2014126456A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4931713B2 (en) | Mechanical quantity sensor | |
KR930001165Y1 (en) | Accelerometer | |
US5719333A (en) | Acceleration sensor | |
JP4671305B2 (en) | Physical quantity sensor | |
JP5781541B2 (en) | Exposure method | |
KR100353133B1 (en) | Electrostatic capacitance sensor, electrostatic capacitance sensor component, object mounting body and object mounting apparatus | |
JP2014527616A (en) | System for measuring input current | |
US6763726B2 (en) | Mechanical force sensor | |
CN109313007B (en) | Gap sensor and gap measuring method | |
US7343802B2 (en) | Dynamic-quantity sensor | |
KR102071660B1 (en) | Devices and sensors for non-contact distance and / or positioning of the measuring object | |
JP2014126456A (en) | Capacitance type detection device | |
JP2003075487A (en) | Impedance detection apparatus and capacitance detection apparatus | |
JP5594086B2 (en) | Displacement detector | |
JP2014126457A (en) | Capacitance type detection device | |
JP2007298361A (en) | Capacitance type liquid level sensor | |
JP4114272B2 (en) | Displacement sensor | |
JPS62250310A (en) | Position sensor for capacitance of electromagnetic type loadcompensating balance | |
JP2013134212A (en) | Capacitance type measuring device | |
CN210041674U (en) | Actuator driving device | |
JP2006177895A (en) | Electrostatic capacity/voltage converting arrangement and mechanical quantity sensor | |
JP2009053074A (en) | Electric field detection device | |
US11037734B2 (en) | Mounting structure for capacitor and resistor, input unit, and measuring apparatus | |
WO2022173051A1 (en) | Voltage measurement device | |
JP2008267809A (en) | Capacity detection circuit |