JPH0122085Y2 - - Google Patents
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- JPH0122085Y2 JPH0122085Y2 JP1982105400U JP10540082U JPH0122085Y2 JP H0122085 Y2 JPH0122085 Y2 JP H0122085Y2 JP 1982105400 U JP1982105400 U JP 1982105400U JP 10540082 U JP10540082 U JP 10540082U JP H0122085 Y2 JPH0122085 Y2 JP H0122085Y2
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- capacitance
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 39
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- HCUOEKSZWPGJIM-IYNMRSRQSA-N (e,2z)-2-hydroxyimino-6-methoxy-4-methyl-5-nitrohex-3-enamide Chemical compound COCC([N+]([O-])=O)\C(C)=C\C(=N\O)\C(N)=O HCUOEKSZWPGJIM-IYNMRSRQSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、圧力、差圧等の被測定量に応じて可
動電極が変位し容量が変化する可変コンデンサを
用いた容量式変換器に関し、詳しくは容量をパル
ス幅信号に変換して検出する方式の容量式変換器
の改良に関する。
動電極が変位し容量が変化する可変コンデンサを
用いた容量式変換器に関し、詳しくは容量をパル
ス幅信号に変換して検出する方式の容量式変換器
の改良に関する。
容量をパルス幅信号に変換して検出する方式の
容量式変換器は例えば実開昭55−49299号公報に
示されているように、容量の検出ならびに直流信
号への変換に交流ブリツジならびに同期整流、検
波回路を必要としない等の利点があり、しかも可
変コンデンサに寄生する浮遊容量CSと、容量パル
ス幅変換手段の入力回路の回路素子やプリント板
のパターンなどに寄生する浮遊容量CSPも単安定
マルチバイブレータの出力パルス幅を調整するこ
とにより補正している。しかしながらこのような
補正では、入力回路の回路素子やプリント板のパ
ターンなどに寄生する浮遊容量CSPの温度係数が
大きいため、それに応じて単安定マルチバイブレ
ータの出力パルス巾を調整をしないと周囲温度の
変化の影響を受けゼロ点やスパンが変動し、また
直線性が悪くなる等の欠点があつた。
容量式変換器は例えば実開昭55−49299号公報に
示されているように、容量の検出ならびに直流信
号への変換に交流ブリツジならびに同期整流、検
波回路を必要としない等の利点があり、しかも可
変コンデンサに寄生する浮遊容量CSと、容量パル
ス幅変換手段の入力回路の回路素子やプリント板
のパターンなどに寄生する浮遊容量CSPも単安定
マルチバイブレータの出力パルス幅を調整するこ
とにより補正している。しかしながらこのような
補正では、入力回路の回路素子やプリント板のパ
ターンなどに寄生する浮遊容量CSPの温度係数が
大きいため、それに応じて単安定マルチバイブレ
ータの出力パルス巾を調整をしないと周囲温度の
変化の影響を受けゼロ点やスパンが変動し、また
直線性が悪くなる等の欠点があつた。
本考案は、浮遊容量補正用コンデンサを設け、
この補正用コンデンサと可変コンデンサを同時に
充放電して、可変コンデンサの容量に応じたパル
ス幅信号を得るとともに、補正用コンデンサの容
量に応じたパルス幅信号を得、両パルス幅信号の
差に応じたパルス幅信号を出力することによつ
て、周囲温度の変化による影響を有効に除去でき
る容量式変換器を実現したものである。
この補正用コンデンサと可変コンデンサを同時に
充放電して、可変コンデンサの容量に応じたパル
ス幅信号を得るとともに、補正用コンデンサの容
量に応じたパルス幅信号を得、両パルス幅信号の
差に応じたパルス幅信号を出力することによつ
て、周囲温度の変化による影響を有効に除去でき
る容量式変換器を実現したものである。
第１図は本考案変換器の一実施例を示す接続図
である。図において、C1は可変コンデンサで、
圧力等の被測定量に応じて変位する可動電極１０
とこの可動電極１０に対向配置されている固定電
極１１とで構成されており、可動電極１０は基準
点に、固定電極１１は抵抗R1を介して電源Ｖに
接続されている。C2は浮遊容量補正用コンデン
サで、一方の電極は基準点に接続され、他方の電
極は抵抗R2を介して電源Ｖに接続されている。
SW1，SW2はそれぞれコンデンサC1，C2に並列
に接続された放電用のスイツチ、BA1，BA2は各
バツフアアンプ。CP1，CP2は各々コンパレータ
で、CP1はバツフアアンプBA1を介して与えられ
るC1の充電電圧Vc1を監視してC1の容量に応じた
パルス幅信号PW1を出力し、CP2はBA2を介して
与えられるC2の充電電圧Vc2を監視してC2の容量
に応じたパルス幅信号PW2を発生する。なお
CP1，CP2の基準電圧Va1，Va2は電源電圧Ｖを抵
抗R3，R4，R5で分圧したものが用いられており、
通常はR4を零にして、Va1＝Va2＝Vaに選ばれて
いる。PGはパルス発生器、MMは単安定マルチ
バイブレータで、PGからの一定周期Ｔのパルス
を受けてオン時間tSが一定なパルス幅信号PW0を
出力し、PW0でスイツチSW1，SW2を駆動する。
OPCはパルス幅信号PW1，PW2およびPW0を受
け、オン時間tp3がPW1，PW2のオン時間tp1，tp2
の差になるパルス幅信号PW3を出力する論理回
路で、インバータIV1，IV2とノアゲートNOR1，
NOR2からなるものが示されている。PVCはパル
ス幅信号PW3の逆数を出力電圧V0に変換する回
路で、PW3で駆動されるスイツチSW3とフイル
タFLおよび演算増幅器OAとからなるものが示さ
れており、OAの非反転入力端子（＋）にはV0を
SW3でオンオフした後FLで平滑した電圧が加え
られ、反転入力端子（−）にはV0が抵抗R10，
R11で分圧して加えられ、かつ電源電圧Ｖが抵抗
R9を介して加えられている。
である。図において、C1は可変コンデンサで、
圧力等の被測定量に応じて変位する可動電極１０
とこの可動電極１０に対向配置されている固定電
極１１とで構成されており、可動電極１０は基準
点に、固定電極１１は抵抗R1を介して電源Ｖに
接続されている。C2は浮遊容量補正用コンデン
サで、一方の電極は基準点に接続され、他方の電
極は抵抗R2を介して電源Ｖに接続されている。
SW1，SW2はそれぞれコンデンサC1，C2に並列
に接続された放電用のスイツチ、BA1，BA2は各
バツフアアンプ。CP1，CP2は各々コンパレータ
で、CP1はバツフアアンプBA1を介して与えられ
るC1の充電電圧Vc1を監視してC1の容量に応じた
パルス幅信号PW1を出力し、CP2はBA2を介して
与えられるC2の充電電圧Vc2を監視してC2の容量
に応じたパルス幅信号PW2を発生する。なお
CP1，CP2の基準電圧Va1，Va2は電源電圧Ｖを抵
抗R3，R4，R5で分圧したものが用いられており、
通常はR4を零にして、Va1＝Va2＝Vaに選ばれて
いる。PGはパルス発生器、MMは単安定マルチ
バイブレータで、PGからの一定周期Ｔのパルス
を受けてオン時間tSが一定なパルス幅信号PW0を
出力し、PW0でスイツチSW1，SW2を駆動する。
OPCはパルス幅信号PW1，PW2およびPW0を受
け、オン時間tp3がPW1，PW2のオン時間tp1，tp2
の差になるパルス幅信号PW3を出力する論理回
路で、インバータIV1，IV2とノアゲートNOR1，
NOR2からなるものが示されている。PVCはパル
ス幅信号PW3の逆数を出力電圧V0に変換する回
路で、PW3で駆動されるスイツチSW3とフイル
タFLおよび演算増幅器OAとからなるものが示さ
れており、OAの非反転入力端子（＋）にはV0を
SW3でオンオフした後FLで平滑した電圧が加え
られ、反転入力端子（−）にはV0が抵抗R10，
R11で分圧して加えられ、かつ電源電圧Ｖが抵抗
R9を介して加えられている。
このようにして構成した本考案の動作を第２図
の波形図を参照して以下に説明する。パルス発生
器PGの周期Ｔに同期した第２図イに示す如き単
安定マルチバイブレータMMの出力PW0によつ
てスイツチSW1，SW2が同時にオンオフする。パ
ルスPW0でSW1，SW2がパルス幅tSの期間オンに
なるとコンデンサC1，C2に充電されている電荷
が放電され、SW1，SW2がオフになると抵抗R1
およびR2を介して電源Ｖより電流が流れC1，C2
を充電する。その結果コンデンサC1，C2の充電
電圧Vc1，Vc2は第２図ロに示すようになる。そ
して充電電圧Vc1がVa1（＝Va）に達するとコンパ
レータCP1の出力が反転し、Vc2がVa2（＝Va）に
達するとコンパレータCP2の出力が反転して、
CP1，CP2の出力端には第２図ハ，ニに示す如き
パルス幅信号PW1，PW2が生ずる。充電電圧Vc1
がVa1に達するまでの時間t1と、充電電圧Vc2が
Va2に達するまでの時間t2は、R1＝R2＝Ｒ，Va1
＝Va2＝Vaとし、かつC1に寄生する浮遊容量を
CS，C1に接続される回路要素（スイツチSW1や
バツフアアンプBA1およびプリント板のパター
ン）に寄生する浮遊容量をCSP1，C2に接続される
回路要素（スイツチSW2やバツフアアンプBA2お
よびプリント板のパターン）に寄生する浮遊容量
をCSP2とすると、それぞれ次式で与えられる。
の波形図を参照して以下に説明する。パルス発生
器PGの周期Ｔに同期した第２図イに示す如き単
安定マルチバイブレータMMの出力PW0によつ
てスイツチSW1，SW2が同時にオンオフする。パ
ルスPW0でSW1，SW2がパルス幅tSの期間オンに
なるとコンデンサC1，C2に充電されている電荷
が放電され、SW1，SW2がオフになると抵抗R1
およびR2を介して電源Ｖより電流が流れC1，C2
を充電する。その結果コンデンサC1，C2の充電
電圧Vc1，Vc2は第２図ロに示すようになる。そ
して充電電圧Vc1がVa1（＝Va）に達するとコンパ
レータCP1の出力が反転し、Vc2がVa2（＝Va）に
達するとコンパレータCP2の出力が反転して、
CP1，CP2の出力端には第２図ハ，ニに示す如き
パルス幅信号PW1，PW2が生ずる。充電電圧Vc1
がVa1に達するまでの時間t1と、充電電圧Vc2が
Va2に達するまでの時間t2は、R1＝R2＝Ｒ，Va1
＝Va2＝Vaとし、かつC1に寄生する浮遊容量を
CS，C1に接続される回路要素（スイツチSW1や
バツフアアンプBA1およびプリント板のパター
ン）に寄生する浮遊容量をCSP1，C2に接続される
回路要素（スイツチSW2やバツフアアンプBA2お
よびプリント板のパターン）に寄生する浮遊容量
をCSP2とすると、それぞれ次式で与えられる。
t1＝ｋ（C1＋CS＋CSP1） (1)
t2＝ｋ（C2＋CSP2） (2)
ただし、ｋ＝−Rln（１−Va／Ｖ）
したがつて、コンパレータCP1，CP2の出力に
生ずるパルス幅信号PW1，PW2のデユテイレシ
オto1／Ｔ，to2／Ｔはそれぞれ次式で与えられる。
生ずるパルス幅信号PW1，PW2のデユテイレシ
オto1／Ｔ，to2／Ｔはそれぞれ次式で与えられる。
to1／Ｔ＝１／Ｔ｛Ｔ−tS−ｋ（C1＋CS＋CSP1）｝(3)
to2／Ｔ＝１／Ｔ｛Ｔ−tS−ｋ（C2＋CSP2）｝ (4)
これらパルス幅信号PW1，PW2の差がOPCで
検出され、その出力に生ずるパルス幅信号PW3
のデユテイレシオto3／Ｔは、 to3／Ｔ＝to2／Ｔ−to1／Ｔ＝ｋ／Ｔ（C1＋CS ＋CSP1−C2−CSP2） (5) となる。ここで、C1，C2のまわりのパターンお
よびスイツチSW1，SW2、バツフアアンプBA1，
BA2を対称に配置し、特性の良くそろつた素子を
使用すれば、CSP1＝CSP2とみなすことができ、ま
た補正用コンデンサC2の容量をCSに選ぶと、
PW3のデユテイレシオto3／Ｔは、 to3／Ｔ＝ｋ／ＴC1 ……(6) となり、大きな温度係数を持つ浮遊容量CSP1を
CSP2により使用温度範囲全域でキヤンセルでき、
またC1に寄生する浮遊容量CSもC2でキヤンセル
できて、可変コンデンサC1の容量のみに比例し
たものとなる。このパルス幅信号PW3がパルス
幅電圧変換回路PVCに加えられ、次式に示すご
とき出力電圧V0に変換される。
検出され、その出力に生ずるパルス幅信号PW3
のデユテイレシオto3／Ｔは、 to3／Ｔ＝to2／Ｔ−to1／Ｔ＝ｋ／Ｔ（C1＋CS ＋CSP1−C2−CSP2） (5) となる。ここで、C1，C2のまわりのパターンお
よびスイツチSW1，SW2、バツフアアンプBA1，
BA2を対称に配置し、特性の良くそろつた素子を
使用すれば、CSP1＝CSP2とみなすことができ、ま
た補正用コンデンサC2の容量をCSに選ぶと、
PW3のデユテイレシオto3／Ｔは、 to3／Ｔ＝ｋ／ＴC1 ……(6) となり、大きな温度係数を持つ浮遊容量CSP1を
CSP2により使用温度範囲全域でキヤンセルでき、
またC1に寄生する浮遊容量CSもC2でキヤンセル
できて、可変コンデンサC1の容量のみに比例し
たものとなる。このパルス幅信号PW3がパルス
幅電圧変換回路PVCに加えられ、次式に示すご
とき出力電圧V0に変換される。
V0＝R6＋R7／R6・R10／R9＋R10・Ｔ／to3・Ｖ……(7)
そして可変コンデンサC1の容量は、可動電極
１０の変位ｘが零のときの、電極間距離および基
準容量をそれぞれｄおよびc0とすると次式で表わ
される。
１０の変位ｘが零のときの、電極間距離および基
準容量をそれぞれｄおよびc0とすると次式で表わ
される。
C1＝ｄ／ｄ＋ｘ・C0 ……(8)
よつて、出力電圧V0は、
V0＝GVＴ／dKC0（ｄ＋ｘ） ……(9)
ただし
Ｇ＝R6＋R7／R6・R10／R9＋R10
となり、しかもＧ，V1，ｄ，Ｔ，ｋ，C0は定数
であるので、変位量ｘに比例した出力を得ること
ができる。
であるので、変位量ｘに比例した出力を得ること
ができる。
なお上述では、抵抗R1，R2，R3を用いてコン
デンサC1，C2の充電電流およびCP1，CP2の基準
電圧用の電流を得る場合を示したが、第３図に示
すようにトランジスタQ0，Q1，Q2，Q3が同じ特
性を示すようにバイポーラICプロセスにより作
られたカレントミラ回路CMを用いて構成しても
よい。この場合はさらに温度に対して安定なもの
を得ることができる。また論理回路OPCとして
も第３図に示すようにセツトリセツトフリツプフ
ロツプFFを用いて構成してもよい。この場合フ
リツプフロツプ出力を単安定マルチバイブレータ
出力がオンのとき禁止するゲートを設ければ、ス
イツチSW1，SW2がオンのときの不都合な出力の
発生を防止できる。
デンサC1，C2の充電電流およびCP1，CP2の基準
電圧用の電流を得る場合を示したが、第３図に示
すようにトランジスタQ0，Q1，Q2，Q3が同じ特
性を示すようにバイポーラICプロセスにより作
られたカレントミラ回路CMを用いて構成しても
よい。この場合はさらに温度に対して安定なもの
を得ることができる。また論理回路OPCとして
も第３図に示すようにセツトリセツトフリツプフ
ロツプFFを用いて構成してもよい。この場合フ
リツプフロツプ出力を単安定マルチバイブレータ
出力がオンのとき禁止するゲートを設ければ、ス
イツチSW1，SW2がオンのときの不都合な出力の
発生を防止できる。
以上説明したように本考案においては、浮遊容
量補正用コンデンサを設け、この補正用コンデン
サを可変コンデンサと同時に充放電させるように
して、可変コンデンサの容量に応じたパルス幅信
号を得るとともに、補正用コンデンサの容量に応
じたパルス幅信号を得、両パルス幅信号の差に応
じたパルス幅信号を出力するようにしているの
で、可変コンデンサに接続される回路要子に寄生
する浮遊容量を補正用コンデンサに接続される回
路要素に寄生する浮遊容量によつて周囲温度の変
化にかかわらず有効に除去することができ、また
補正用コンデンサの容量を選択することによつて
可変コンデンサに寄生する浮遊容量も有効に除去
できる容量式変換器が得られる。
量補正用コンデンサを設け、この補正用コンデン
サを可変コンデンサと同時に充放電させるように
して、可変コンデンサの容量に応じたパルス幅信
号を得るとともに、補正用コンデンサの容量に応
じたパルス幅信号を得、両パルス幅信号の差に応
じたパルス幅信号を出力するようにしているの
で、可変コンデンサに接続される回路要子に寄生
する浮遊容量を補正用コンデンサに接続される回
路要素に寄生する浮遊容量によつて周囲温度の変
化にかかわらず有効に除去することができ、また
補正用コンデンサの容量を選択することによつて
可変コンデンサに寄生する浮遊容量も有効に除去
できる容量式変換器が得られる。
第１図は本考案変換器の一実施例を示す接続
図、第２図はその動作説明のための波形図、第３
図は本考案変換器の他の実施例を示す接続図であ
る。 C1……可変コンデンサ、C2……補正用コンデ
ンサ、CP1，CP2……コンパレータ、PG……パル
ス発生器、MM……単安定マルチバイブレータ、
OPC……論理回路、PVC……パルス幅電圧変換
回路。
図、第２図はその動作説明のための波形図、第３
図は本考案変換器の他の実施例を示す接続図であ
る。 C1……可変コンデンサ、C2……補正用コンデ
ンサ、CP1，CP2……コンパレータ、PG……パル
ス発生器、MM……単安定マルチバイブレータ、
OPC……論理回路、PVC……パルス幅電圧変換
回路。
Claims (1)
- 被測定量に応じて容量が変化する可変コンデン
サと、浮遊容量補正用コンデンサと、前記可変コ
ンデンサと前記補正用コンデンサを一定周期で同
時に充放電させる手段と、前記可変コンデンサの
充電電圧を監視し可変コンデンサの容量に応じた
第１のパルス幅信号を得る手段と、前記補正用コ
ンデンサの充電電圧を監視し補正用コンデンサの
容量に応じた第２のパルス幅信号を得る手段と、
前記第１、第２のパルス幅信号を受けその差に応
じたパルス幅信号を発生する手段とを具備し、前
記補正用コンデンサの容量を前記可変コンデンサ
に寄生する浮遊容量に応じた値に選択したことを
特徴とする容量式変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10540082U JPS5910014U (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 容量式変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10540082U JPS5910014U (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 容量式変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910014U JPS5910014U (ja) | 1984-01-21 |
| JPH0122085Y2 true JPH0122085Y2 (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=30247063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10540082U Granted JPS5910014U (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 容量式変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910014U (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0199949A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-18 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 耐圧プラスチック容器 |
| JPH01126913U (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-30 | ||
| JPH0823514B2 (ja) * | 1988-09-02 | 1996-03-06 | 松下電器産業株式会社 | 圧力検出装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257859A (en) * | 1975-11-06 | 1977-05-12 | Shimadzu Corp | Static capacity-direct current signal converter |
| JPS5770404A (en) * | 1980-10-20 | 1982-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Capacitance detecting circuit |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP10540082U patent/JPS5910014U/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257859A (en) * | 1975-11-06 | 1977-05-12 | Shimadzu Corp | Static capacity-direct current signal converter |
| JPS5770404A (en) * | 1980-10-20 | 1982-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Capacitance detecting circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5910014U (ja) | 1984-01-21 |
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