JP7199676B2 - 測定子 - Google Patents
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Description
導電性の被測定物の隙間の距離を測定する隙間測定装置の測定出力部に接続して使用される測定子であって、
測定子の片面側には、第1の電極と、第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第3の電極と、が配置され、
測定子の反対面側には、第2の電極と、第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第4の電極と、が配置され、
当該囲うようにして設けられた第3の電極、及び、当該囲うようにして設けられた第4の電極は、それぞれ個別に測定出力部に接続され、
第3の電極は、第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
第4の電極は、第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
第1の電極と第3の電極とが第1の平面を有して設けられ、
第2の電極と第4の電極とが第2の平面を有して設けられ、
第3の電極の非包囲電極は、第2の電極を第1の平面に投影した領域を内包するように設けられ、
第4の電極の非包囲電極は、第1の電極を前記第2の平面に投影した領域を内包するように設けられ、
測定出力部は、
正弦波を発生させる正弦波発生回路を含んで、第1の電極、囲うようにして設けられた第3の電極、第2の電極及び囲うようにして設けられた第4の電極へ正弦波を基にした交流電流を印加する交流電流発生手段と、
囲うようにして設けられた第3の電極及び囲うようにして設けられた第4の電極と交流電流発生手段との間に挿入されて、第1の電極と囲うようにして設けられた第3の電極、第2の電極と囲うようにして設けられた第4の電極をそれぞれ交流的に同電位にするインピーダンス変換器と、
囲うようにして設けられた第3の電極及び囲うようにして設けられた第4の電極の電圧値をそれぞれ測定して出力する電圧測定手段と、を備え、
交流電流発生手段は、
第2の電極及び囲うようにして設けられた第4の電極へは正弦波の位相をシフトし、移相済正弦波として出力する移相回路を含み、
測定出力部は、
電圧測定手段からそれぞれ出力される各電圧値を基に演算して被測定物の隙間距離を測定するように構成されている。
電圧測定手段は、
囲うようにして設けられた第4の電極の電圧信号と、正弦波発生回路から取り出した正弦波を基にした信号と、を乗算する第1の乗算器と、
囲うようにして設けられた第3の電極の電圧信号と、移相回路から取り出した移相済正弦波を基にした信号と、を乗算する第2の乗算器と、
第1の乗算器及び第2の乗算器からの出力をそれぞれ直流信号に変換するローパスフィルタと、を備えて構成されている。
移相回路による位相のシフトが、プラス90度若しくはマイナス90度で構成されている。
第1の電極、第2の電極、第3の電極及び第4の電極がプリント配線パターンにて形成され、
第1の電極と第3の電極が測定子の導体表面層である第1層に設けられ、
第2の電極と第4の電極が測定子の第1層の反対面の導体表面層である第2層に設けられ、
第1の電極から引き出された第1の配線と、第2の電極から引き出された第2の配線がそれぞれスルーホールを経由して第1層と第2層の中間にある中間層に設けられて構成されている。
中間層の第1の配線が、第3の電極の包囲電極に繋がった第3の配線と離間して周囲を囲まれ、第1層の第3の電極の包囲電極及び第2層の第4の電極の非包囲電極に挟まれるように配置され、
中間層の第2の配線が、第4の電極の包囲電極に繋がった第4の配線と離間して周囲を囲まれ、第1層の第3の電極の非包囲電極及び第2層の第4の電極の包囲電極に挟まれるように配置され、
第1層の第3の電極、第2層の第4の電極、中間層の第3の配線及び第4の配線が、被測定物と電気的に繋がっている第5の配線にて離間してそれぞれ周囲を囲まれて構成されている。
中間層が単一層で構成されている。
第1の電極の第1の平面と、第2の電極の第2の平面とが、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン及びポリエーテルエーテルケトンケトンの少なくとも1つを含む誘電体にて被覆されて構成されている。
本発明の測定子は、上記の目的を達成するために、
導電性の被測定物の隙間の距離を測定する隙間測定装置の測定出力部に接続して使用される測定子であって、
測定子の片面側には、第1の電極と、第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第3の電極と、が配置され、
測定子の反対面側には、第2の電極と、第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第4の電極と、が配置され、
当該囲うようにして設けられた第3の電極、及び、当該囲うようにして設けられた第4の電極は、それぞれ個別に前記測定出力部に接続されて構成され、
第3の電極は、第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
第4の電極は、第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
第1の電極と第3の電極とが第1の平面を有して設けられ、
第2の電極と第4の電極とが第2の平面を有して設けられ、
第3の電極の非包囲電極は、第2の電極を第1の平面に投影した領域を内包するように設けられ、
第4の電極の非包囲電極は、第1の電極を前記第2の平面に投影した領域を内包するように設けられている。
2 :測定出力部
3 :測定子
4 :第1の電極(主電極)
5 :第2の電極(主電極)
6a、6b :第3の電極(ガード電極)
7a、7b、7c :第4の電極(ガード電極)
8 :グランドライン
9 :誘電体
10 :正弦波発生回路
11 :移相回路
12a、12b :定電流化回路
13a、13b :インピーダンス変換器(バッファーアンプ)
14a、14b :電圧測定手段
15a、15b :バンドパスフィルタ
16a、16b :増幅器
17a :第1の乗算器
17b :第2の乗算器
18a、18b :方形波変換器
19a、19b :ローパスフィルタ
20 :交流電流発生手段
21a、21b :非貫通スルーホール
22a、22b、22c :貫通スルーホール
23 :第1の配線(主ライン)
24 :第2の配線(主ライン)
25 :第3の配線(ガードライン)
26 :第4の配線(ガードライン)
27 :第5の配線(グランドライン)
31 :第1の平面
32 :第2の平面
100a、100b :被測定物
Claims (8)
- 導電性の被測定物の隙間の距離を測定する隙間測定装置の測定出力部に接続して使用される測定子であって、
前記測定子の片面側には、第1の電極と、前記第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第3の電極と、が配置され、
前記測定子の反対面側には、第2の電極と、前記第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第4の電極と、が配置され、
前記囲うようにして設けられた第3の電極、及び、前記囲うようにして設けられた第4の電極は、それぞれ個別に前記測定出力部に接続され、
前記第3の電極は、前記第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、前記第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
前記第4の電極は、前記第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、前記第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
前記第1の電極と前記第3の電極とが第1の平面を有して設けられ、
前記第2の電極と前記第4の電極とが第2の平面を有して設けられ、
前記第3の電極の前記非包囲電極は、前記第2の電極を前記第1の平面に投影した領域を内包するように設けられ、
前記第4の電極の前記非包囲電極は、前記第1の電極を前記第2の平面に投影した領域を内包するように設けられ、
前記測定出力部は、
正弦波を発生させる正弦波発生回路を含んで、前記第1の電極、前記囲うようにして設けられた第3の電極、前記第2の電極及び前記囲うようにして設けられた第4の電極へ前記正弦波を基にした交流電流を印加する交流電流発生手段と、
前記囲うようにして設けられた第3の電極及び前記囲うようにして設けられた第4の電極と前記交流電流発生手段との間に挿入されて、前記第1の電極と前記囲うようにして設けられた第3の電極、前記第2の電極と前記囲うようにして設けられた第4の電極をそれぞれ交流的に同電位にするインピーダンス変換器と、
前記囲うようにして設けられた第3の電極及び前記囲うようにして設けられた第4の電極の電圧値をそれぞれ測定して出力する電圧測定手段と、を備え、
前記交流電流発生手段は、
前記第2の電極及び前記囲うようにして設けられた第4の電極へは前記正弦波の位相をシフトし、移相済正弦波として出力する移相回路を含み、
前記測定出力部は、
前記電圧測定手段からそれぞれ出力される前記各電圧値を基に演算して前記被測定物の隙間距離を測定することを特徴とする測定子。 - 前記電圧測定手段は、
前記囲うようにして設けられた第4の電極の電圧信号と、前記正弦波発生回路から取り出した前記正弦波を基にした信号と、を乗算する第1の乗算器と、
前記囲うようにして設けられた第3の電極の電圧信号と、前記移相回路から取り出した前記移相済正弦波を基にした信号と、を乗算する第2の乗算器と、
前記第1の乗算器及び前記第2の乗算器からの出力をそれぞれ直流信号に変換するローパスフィルタと、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の測定子。 - 前記移相回路による位相のシフトが、プラス90度若しくはマイナス90度であることを特徴とする請求項1又は2に記載の測定子。
- 前記第1の電極、前記第2の電極、前記第3の電極及び前記第4の電極がプリント配線パターンにて形成され、
前記第1の電極と前記第3の電極が前記測定子の導体表面層である第1層に設けられ、
前記第2の電極と前記第4の電極が前記測定子の前記第1層の反対面の導体表面層である第2層に設けられ、
前記第1の電極から引き出された第1の配線と、前記第2の電極から引き出された第2の配線がそれぞれスルーホールを経由して前記第1層と前記第2層の中間にある中間層に設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の測定子。 - 前記中間層の前記第1の配線が、前記第3の電極の前記包囲電極に繋がった第3の配線と離間して周囲を囲まれ、前記第1層の前記第3の電極の前記包囲電極及び前記第2層の前記第4の電極の前記非包囲電極に挟まれるように配置され、
前記中間層の前記第2の配線が、前記第4の電極の前記包囲電極に繋がった第4の配線と離間して周囲を囲まれ、前記第1層の前記第3の電極の前記非包囲電極及び前記第2層の前記第4の電極の前記包囲電極に挟まれるように配置され、
前記第1層の前記第3の電極、前記第2層の前記第4の電極、前記中間層の前記第3の配線及び前記第4の配線が、前記被測定物と電気的に繋がっている第5の配線にて離間してそれぞれ周囲を囲まれていることを特徴とする請求項4に記載の測定子。 - 前記中間層が単一層であることを特徴とする請求項4又は5に記載の測定子。
- 前記第1の電極の前記第1の平面と、前記第2の電極の前記第2の平面とが、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン及びポリエーテルエーテルケトンケトンの少なくとも1つを含む誘電体にて被覆されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の測定子。
- 導電性の被測定物の隙間の距離を測定する隙間測定装置の測定出力部に接続して使用される測定子であって、
前記測定子の片面側には、第1の電極と、前記第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第3の電極と、が配置され、
前記測定子の反対面側には、第2の電極と、前記第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた第4の電極と、が配置され、
前記囲うようにして設けられた第3の電極、及び、前記囲うようにして設けられた第4の電極は、それぞれ個別に前記測定出力部に接続され、
前記第3の電極は、前記第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、前記第1の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
前記第4の電極は、前記第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極である包囲電極に加えて、前記第2の電極の近傍に離間して囲うように設けられた電極とは異なる非包囲電極を含み、
前記第1の電極と前記第3の電極とが第1の平面を有して設けられ、
前記第2の電極と前記第4の電極とが第2の平面を有して設けられ、
前記第3の電極の前記非包囲電極は、前記第2の電極を前記第1の平面に投影した領域を内包するように設けられ、
前記第4の電極の前記非包囲電極は、前記第1の電極を前記第2の平面に投影した領域を内包するように設けられている、ことを特徴とする測定子。
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