JP3218448B2 - 静電容量型圧力センサ - Google Patents
静電容量型圧力センサInfo
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- JP3218448B2 JP3218448B2 JP25494094A JP25494094A JP3218448B2 JP 3218448 B2 JP3218448 B2 JP 3218448B2 JP 25494094 A JP25494094 A JP 25494094A JP 25494094 A JP25494094 A JP 25494094A JP 3218448 B2 JP3218448 B2 JP 3218448B2
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- capacitor
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- pressure
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力を検出する静電容
量型圧力センサに関する。
量型圧力センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、静電容量型圧力センサして、
図2に示すものが知られている。この静電容量型圧力セ
ンサは、発振回路1と、これに接続されているスイッチ
トキャパシタ回路2と、これに接続されている整流回路
3とを具備している。
図2に示すものが知られている。この静電容量型圧力セ
ンサは、発振回路1と、これに接続されているスイッチ
トキャパシタ回路2と、これに接続されている整流回路
3とを具備している。
【0003】前記スイッチトキャパシタ回路2は、オペ
アンプ4と、このオペアンプ4の反転入力端子と前記発
振回路1との間に接続されている感圧コンデンサ5と、
前記オペアンプ4の反転入力端子と出力端子の間に接続
されている増幅度設定用のコンデンサ6と、このコンデ
ンサ6に並列に接続されていると共に前記発振回路1に
接続されているアナログスイッチ7と、前記オペアンプ
4の反転入力端子に接続されている基準コンデンサ8
と、この基準コンデンサ8と前記発振回路1の間に接続
されているインバータ9とを有する。
アンプ4と、このオペアンプ4の反転入力端子と前記発
振回路1との間に接続されている感圧コンデンサ5と、
前記オペアンプ4の反転入力端子と出力端子の間に接続
されている増幅度設定用のコンデンサ6と、このコンデ
ンサ6に並列に接続されていると共に前記発振回路1に
接続されているアナログスイッチ7と、前記オペアンプ
4の反転入力端子に接続されている基準コンデンサ8
と、この基準コンデンサ8と前記発振回路1の間に接続
されているインバータ9とを有する。
【0004】この静電容量型圧力センサにおいては、前
記アナログスイッチ7を発振回路1と同期してスイッチ
ングさせると、感圧コンデンサ5と基準コンデンサ8の
静電容量の差に比例した半波の振幅変調の出力が得られ
る。この場合に、前記感圧コンデンサ5とコンデンサ6
と基準コンデンサ8の静電容量をそれぞれCs 、Ciお
よびCr とすると、出力電圧Vout は,次の数1で表さ
れる。
記アナログスイッチ7を発振回路1と同期してスイッチ
ングさせると、感圧コンデンサ5と基準コンデンサ8の
静電容量の差に比例した半波の振幅変調の出力が得られ
る。この場合に、前記感圧コンデンサ5とコンデンサ6
と基準コンデンサ8の静電容量をそれぞれCs 、Ciお
よびCr とすると、出力電圧Vout は,次の数1で表さ
れる。
【0005】
【数1】 この数1において、Vp は感圧コンデンサと基準コンデ
ンサへの印加電圧である。
ンサへの印加電圧である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型圧力
センサにおいては、ダイアフラムの変位が印加圧力に比
例するから、感圧コンデンサ5の静電容量Cs が次の数
2で表される。
センサにおいては、ダイアフラムの変位が印加圧力に比
例するから、感圧コンデンサ5の静電容量Cs が次の数
2で表される。
【0007】
【数2】 この数2において、w(p)は印加電圧に対するダイヤフ
ラムの変位量を示し、εは空気の誘電率を示し、Sはダ
イヤフラムの面積を示し、dはダイヤフラムのギャップ
長を示している。
ラムの変位量を示し、εは空気の誘電率を示し、Sはダ
イヤフラムの面積を示し、dはダイヤフラムのギャップ
長を示している。
【0008】従来の静電容量型圧力センサにおいては、
前記数1および数2から明らかなように、出力電圧Vo
utは、印加圧力に比例しないという問題がある。
前記数1および数2から明らかなように、出力電圧Vo
utは、印加圧力に比例しないという問題がある。
【0009】本発明の目的は、出力電圧が印加圧力に比
例する静電容量型圧力センサを提供することにある。
例する静電容量型圧力センサを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、発振回路と、この発振回路の出力端子に
接続されているスイッチトキャパシタ回路とを具備し、
前記スイッチトキャパシタ回路は、オペアンプと、この
オペアンプの反転入力端子と前記発振回路との間に接続
されている基準コンデンサと、前記オペアンプの反転入
力端子と出力端子の間に接続されている感圧コンデンサ
と、この感圧コンデンサに並列に接続されていると共に
前記発振回路に接続されているアナログスイッチとを有
することを特徴とする。
決するために、発振回路と、この発振回路の出力端子に
接続されているスイッチトキャパシタ回路とを具備し、
前記スイッチトキャパシタ回路は、オペアンプと、この
オペアンプの反転入力端子と前記発振回路との間に接続
されている基準コンデンサと、前記オペアンプの反転入
力端子と出力端子の間に接続されている感圧コンデンサ
と、この感圧コンデンサに並列に接続されていると共に
前記発振回路に接続されているアナログスイッチとを有
することを特徴とする。
【0011】
【実施例】次に、本発明の1実施例を図面に基いて詳細
に説明する。
に説明する。
【0012】図1に示すように、本発明の静電容量型圧
力センサは、発振回路1と、この発振回路1の出力端子
に接続されているスイッチトキャパシタ回路10と、こ
のスイッチトキャパシタ回路10の出力端子に接続され
ているサンプルホールド回路11と、前記発振回路1の
出力端子と前記サンプルホールド回路11との間に接続
されているモノステーブルマルチバイブレータ12と、
前記サンプルホールド回路11の出力端子に接続されて
いる増幅器13とを具備している。
力センサは、発振回路1と、この発振回路1の出力端子
に接続されているスイッチトキャパシタ回路10と、こ
のスイッチトキャパシタ回路10の出力端子に接続され
ているサンプルホールド回路11と、前記発振回路1の
出力端子と前記サンプルホールド回路11との間に接続
されているモノステーブルマルチバイブレータ12と、
前記サンプルホールド回路11の出力端子に接続されて
いる増幅器13とを具備している。
【0013】前記スイッチトキャパシタ回路11は、オ
ペアンプ4と、このオペアンプ4の反転入力端子と前記
発振回路1との間に接続されている基準コンデンサ8
と、前記オペアンプ4の反転入力端子と出力端子の間に
接続されている感圧コンデンサ5と、この感圧コンデン
サ5に並列に接続されていると共に前記発振回路1に接
続されているアナログスイッチ7とを有する。前記感圧
コンデンサ5は、外部から印加される圧力に応じてダイ
アフラムが変形しこのダイアフラムの変位に比例して静
電容量が変化するものである。
ペアンプ4と、このオペアンプ4の反転入力端子と前記
発振回路1との間に接続されている基準コンデンサ8
と、前記オペアンプ4の反転入力端子と出力端子の間に
接続されている感圧コンデンサ5と、この感圧コンデン
サ5に並列に接続されていると共に前記発振回路1に接
続されているアナログスイッチ7とを有する。前記感圧
コンデンサ5は、外部から印加される圧力に応じてダイ
アフラムが変形しこのダイアフラムの変位に比例して静
電容量が変化するものである。
【0014】前記アナログスイッチ7を発振回路1と同
期してスイッチングさせると、感圧コンデンサ5と基準
コンデンサ8の静電容量の差に比例した半波の振幅変調
の出力が得られる。この出力電圧Vout は,次の数3で
表される。
期してスイッチングさせると、感圧コンデンサ5と基準
コンデンサ8の静電容量の差に比例した半波の振幅変調
の出力が得られる。この出力電圧Vout は,次の数3で
表される。
【0015】
【数3】
【0016】前記発振回路1の出力信号を受けるモノス
テーブルマルチバイブレータ12は、タイミングパルス
を生成して前記サンプルホールド回路11に与える。こ
のサンプルホールド回路11は、タイミングパルスを受
けた時点のオペアンプ4の出力を保持して増幅器13に
与える。前記感圧コンデンサ5への圧力が零である時と
所定の圧力の印加時の静電容量にばらつきがあっても、
前記増幅器13のゲインとオフセットを調整すれば所定
の出力が得られる。
テーブルマルチバイブレータ12は、タイミングパルス
を生成して前記サンプルホールド回路11に与える。こ
のサンプルホールド回路11は、タイミングパルスを受
けた時点のオペアンプ4の出力を保持して増幅器13に
与える。前記感圧コンデンサ5への圧力が零である時と
所定の圧力の印加時の静電容量にばらつきがあっても、
前記増幅器13のゲインとオフセットを調整すれば所定
の出力が得られる。
【0017】
【発明の効果】本発明の静電容量型圧力センサは、出力
電圧が印加圧力に比例している。
電圧が印加圧力に比例している。
【図1】本発明の1実施例を示すブロック図である。
【図2】従来の静電容量型圧力センサを示すブロック図
である。
である。
1 発振回路 2 スイッチトキャパシタ回路 3 整流回路 4 オペアンプ 5 感圧コンデンサ 6 コンデンサ 7 アナログスイッチ 8 基準コンデンサ 9 インバータ 10 スイッチトキャパシタ回路 11 サンプルホールド回路 12 モノステーブルマルチバイブレータ 13 増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−231973(JP,A) 特開 昭58−223710(JP,A) 特開 平7−225162(JP,A) 実開 平3−6537(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 9/12 G01L 1/14
Claims (2)
- 【請求項1】 発振回路と、この発振回路の出力端子に
接続されているスイッチトキャパシタ回路とを具備し、
前記スイッチトキャパシタ回路は、オペアンプと、この
オペアンプの反転入力端子と前記発振回路との間に接続
されている基準コンデンサと、前記オペアンプの反転入
力端子と出力端子の間に接続されている感圧コンデンサ
と、この感圧コンデンサに並列に接続されていると共に
前記発振回路に接続されているアナログスイッチとを有
することを特徴とする静電容量型圧力センサ。 - 【請求項2】 発振回路と、この発振回路の出力端子に
接続されているスイッチトキャパシタ回路と、このスイ
ッチトキャパシタ回路の出力端子に接続されているサン
プルホールド回路と、前記発振回路の出力端子と前記サ
ンプルホールド回路との間に接続されているモノステー
ブルマルチバイブレータとを具備し、前記スイッチトキ
ャパシタ回路は、オペアンプと、このオペアンプの反転
入力端子と前記発振回路との間に接続されている基準コ
ンデンサと、前記オペアンプの反転入力端子と出力端子
の間に接続されている感圧コンデンサと、この感圧コン
デンサに並列に接続されていると共に前記発振回路に接
続されているアナログスイッチとを有することを特徴と
する静電容量型圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25494094A JP3218448B2 (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 静電容量型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25494094A JP3218448B2 (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 静電容量型圧力センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08122180A JPH08122180A (ja) | 1996-05-17 |
JP3218448B2 true JP3218448B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=17271975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25494094A Expired - Fee Related JP3218448B2 (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 静電容量型圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3218448B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007091419A1 (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-16 | Pioneer Corporation | 静電容量検出装置 |
KR100949565B1 (ko) | 2008-04-02 | 2010-03-25 | (주)엠아이디티 | 정전용량식 입력센서의 정전용량 추출회로 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6828802B2 (en) | 2002-08-16 | 2004-12-07 | Rosemount Inc. | Pressure measurement device including a capacitive sensor in an amplifier feedback path |
JP5760652B2 (ja) * | 2011-04-28 | 2015-08-12 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量検出装置および電子機器 |
-
1994
- 1994-10-20 JP JP25494094A patent/JP3218448B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007091419A1 (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-16 | Pioneer Corporation | 静電容量検出装置 |
JP4902552B2 (ja) * | 2006-02-07 | 2012-03-21 | パイオニア株式会社 | 静電容量検出装置 |
US8164352B2 (en) | 2006-02-07 | 2012-04-24 | Pioneer Corporation | Capacitance detecting apparatus |
KR100949565B1 (ko) | 2008-04-02 | 2010-03-25 | (주)엠아이디티 | 정전용량식 입력센서의 정전용량 추출회로 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08122180A (ja) | 1996-05-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010704 |
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