JP6474588B2 - 物理量検出装置および物理量検出方法 - Google Patents
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Description
また、この物理量検出装置およびこの物理量検出方法によれば、物理量変化部が検出電極と検出対象との間の静電容量を第1物理量として変化させるため、検出対象と検出電極との間に絶縁体が存在する場合であっても、検出対象の検出物理量を非接触で検出することができる。また、物理量変化部が検出対象に対向して配置した検出電極に振動を直接供給する構成を採用することもでき、この構成では、検出対象と検出電極との間に絶縁体が存在しないときであっても、検出対象と検出電極との間の静電容量を変化させることができることから、この構成の物理量検出装置および物理量検出方法によれば、検出対象の電圧を非接触で検出することができる。
また、この物理量検出装置およびこの物理量検出方法によれば、交番磁界によって変形する磁歪素子で発生する機械的振動で上記物理系の静電容量を変化させるため、この静電容量を高い周波数で変化させることができることから、検出電流の周波数についても高い周波数にすることができ、これにより検出物理量としての電圧を検出する際の応答を速めることができる。
11 検出電極
13 振動体
14 電流電圧変換回路
16 検波回路
20 駆動回路
52 検出対象
I 検出電流
Idv 駆動電流
V1 電圧(検出対象電圧)
Claims (10)
- 検出対象および当該検出対象に対向して配置された検出電極を含む物理系についての第1物理量としての当該検出対象と当該検出電極との間の静電容量を変化させた際に当該物理系に生じる第2物理量としての検出電流に基づいて当該検出対象の検出物理量としての電圧を検出する物理量検出装置であって、
基本波成分で主として構成される電気信号、並びに基本波成分およびその奇数次高調波成分で主として構成される電気信号のうちのいずれかの電気信号としての駆動電流に基づいて交番磁界を発生させるコイル、および前記交番磁界が作用する領域に配置された磁歪素子を備え、当該磁歪素子が前記交番磁界によって変形することによって発生する当該電気信号とは異種の物理量としての機械的振動で前記静電容量を変化させる物理量変化部と、
前記電圧が振幅に反映され、かつ前記基本波成分に対する偶数次高調波成分のうちの少なくとも1つの偶数次高調波成分と同じ周波数成分で主として構成される前記検出電流を検出する検出部とを備えている物理量検出装置。 - 前記物理量変化部は、前記少なくとも1つの偶数次高調波成分と同じ周波数成分で主として構成される波形状に前記静電容量を変化させる請求項1記載の物理量検出装置。
- 前記磁歪素子は、前記交番磁界がゼロのときに変形量がゼロになるように磁気的にバイアスされている請求項1または2記載の物理量検出装置。
- 前記少なくとも1つの偶数次高調波成分と同じ周波数成分で主として構成される同期信号と前記検出電流との相関をとることで前記電圧を検出する相関部を備えている請求項1から3のいずれかに記載の物理量検出装置。
- 前記少なくとも1つの偶数次高調波成分は、2次高調波成分である請求項1から4のいずれかに記載の物理量検出装置。
- 検出対象および当該検出対象に対向して配置された検出電極を含む物理系についての第1物理量としての当該検出対象と当該検出電極との間の静電容量を変化させた際に当該物理系に生じる第2物理量としての検出電流に基づいて当該検出対象の検出物理量としての電圧を検出する物理量検出方法であって、
基本波成分で主として構成される電気信号、並びに基本波成分およびその奇数次高調波成分で主として構成される電気信号のうちのいずれかの電気信号としての駆動電流に基づいてコイルから交番磁界を発生させると共に、当該交番磁界が作用する領域に磁歪素子を配置して、当該磁歪素子が前記交番磁界によって変形することによって発生する当該電気信号とは異種の物理量としての機械的振動で前記静電容量を変化させる物理量変化ステップと、
前記電圧が振幅に反映され、かつ前記基本波成分に対する偶数次高調波成分のうちの少なくとも1つの偶数次高調波成分と同じ周波数成分で主として構成される前記検出電流を検出する検出ステップとを実行する物理量検出方法。 - 前記物理量変化ステップにおいて、前記少なくとも1つの偶数次高調波成分と同じ周波数成分で主として構成される波形状に前記静電容量を変化させる請求項6記載の物理量検出方法。
- 前記交番磁界がゼロのときに変形量がゼロになるように前記磁歪素子を磁気的にバイアスする請求項6または7記載の物理量検出方法。
- 前記少なくとも1つの偶数次高調波成分と同じ周波数成分で主として構成される同期信号と前記検出電流との相関をとることで前記電圧を検出する相関ステップを実行する請求項6から8のいずれかに記載の物理量検出方法。
- 前記少なくとも1つの偶数次高調波成分として2次高調波成分を用いる請求項6から9のいずれかに記載の物理量検出方法。
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