JPH03237594A - ガスメータ用容量式センサ回路 - Google Patents
ガスメータ用容量式センサ回路Info
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- JPH03237594A JPH03237594A JP2032421A JP3242190A JPH03237594A JP H03237594 A JPH03237594 A JP H03237594A JP 2032421 A JP2032421 A JP 2032421A JP 3242190 A JP3242190 A JP 3242190A JP H03237594 A JPH03237594 A JP H03237594A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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- 235000006693 Cassia laevigata Nutrition 0.000 description 1
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- Safety Valves (AREA)
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- Details Of Flowmeters (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガスメータ等においてその監袂回路として用
いられる容量式センサ回路に関するものである。
いられる容量式センサ回路に関するものである。
近年、都市ガスやプロパンガスの事故を防ぐため、安全
機構を設けたガスメータが普及している。
機構を設けたガスメータが普及している。
具体的には、地震やゴムホースはずれによる圧力低下を
検知し、ガスを遮断するようになっている。
検知し、ガスを遮断するようになっている。
ところが、これら振動や圧力を検出するセンナはいずれ
も機械式であるため、精度や信頼性の点で好筐しくなか
った。
も機械式であるため、精度や信頼性の点で好筐しくなか
った。
そこで、振動検出用に加速度センサ、ガス圧検出用に圧
力センナを用い、アナログ的に電気信号を得ることが考
えられる。
力センナを用い、アナログ的に電気信号を得ることが考
えられる。
しかし、一般にガスメータは電池で駆動されるため、そ
の電子回路は低消費電力動作が要望される。例えば、加
速度センサ9圧カセンサに容量式タイプを用いた場合、
良く用いられる容量/周期変換回路では連続的な発振の
ため、消費電流が数100μA以上となシ、電池寿命の
点で実用にならないという問題があった。
の電子回路は低消費電力動作が要望される。例えば、加
速度センサ9圧カセンサに容量式タイプを用いた場合、
良く用いられる容量/周期変換回路では連続的な発振の
ため、消費電流が数100μA以上となシ、電池寿命の
点で実用にならないという問題があった。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、加速度センサや圧力センサ等の容量式センサを用いて
信号を取シ出す際にその低消費電力化を実現可能にした
容量式センサ回路を提供することにある。
、加速度センサや圧力センサ等の容量式センサを用いて
信号を取シ出す際にその低消費電力化を実現可能にした
容量式センサ回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段]
上記の目的を達成するため、本発明の容量式センサ回路
は、間欠的にセンサ容量に電圧を加えるとともに、その
センサ容量に蓄えられた電荷を固定コンデンサに移動さ
せ、この固定コンデンサの電圧をコンパレータ筐たはA
/D変換器でデジタルデータに変換することによう、そ
のデジタルブタを記憶するようにしたものである。
は、間欠的にセンサ容量に電圧を加えるとともに、その
センサ容量に蓄えられた電荷を固定コンデンサに移動さ
せ、この固定コンデンサの電圧をコンパレータ筐たはA
/D変換器でデジタルデータに変換することによう、そ
のデジタルブタを記憶するようにしたものである。
また、本発明の第2の発明に係る容量式センサ回路は、
センナ容量と固定コンデンサを直列接続した容量回路に
間欠的に電圧を加え、そのセンサ容量と固定コンデンサ
との中点電圧をコンパレタまたはA/C変換器でデジタ
ルデータに変換して、そのデジタルデータを記憶するよ
うにしたものである。
センナ容量と固定コンデンサを直列接続した容量回路に
間欠的に電圧を加え、そのセンサ容量と固定コンデンサ
との中点電圧をコンパレタまたはA/C変換器でデジタ
ルデータに変換して、そのデジタルデータを記憶するよ
うにしたものである。
本発明にかいては、センナ容量を間欠的に駆動させ、そ
の信号をデジタル的に処理して記憶させることによシ、
その回路の低消費電力動作が可能となる。
の信号をデジタル的に処理して記憶させることによシ、
その回路の低消費電力動作が可能となる。
以下、木兄8Aを固在に示す実施例に基いて詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明による容量式センサ回路の一実施例を示
す増幅部の基本回路図である。第1図において、1はガ
スメータにおける振動やガス圧等の測定対象に応じて容
量値C1の変わる容量式センサつ1bセンサ容量、2は
基準容量としての第2の固定コンデンサ、4はオペアン
プであり、Sl−5s)dスイッチである。すなわち、
センサ容量1は一端がスイッチS1を介してコンデンサ
2に直列接続されるとともに、オペアンプ4の非反転入
力に接続され、さらにスイッチS!を介して基準電圧v
1に接続されている。!た、センサ容量1の他端はスイ
ッチS3を介してオペアンプ4の反転入力に接続され、
さらにスイッチS4を介して接地されている。前記コン
デンサ2の両端はスイッチSsが接続されていて、これ
らスイッチS〜S、は、下記第1表の動作モード(7エ
ーズ)φ1.φ2でオン、オフするものとなっている。
す増幅部の基本回路図である。第1図において、1はガ
スメータにおける振動やガス圧等の測定対象に応じて容
量値C1の変わる容量式センサつ1bセンサ容量、2は
基準容量としての第2の固定コンデンサ、4はオペアン
プであり、Sl−5s)dスイッチである。すなわち、
センサ容量1は一端がスイッチS1を介してコンデンサ
2に直列接続されるとともに、オペアンプ4の非反転入
力に接続され、さらにスイッチS!を介して基準電圧v
1に接続されている。!た、センサ容量1の他端はスイ
ッチS3を介してオペアンプ4の反転入力に接続され、
さらにスイッチS4を介して接地されている。前記コン
デンサ2の両端はスイッチSsが接続されていて、これ
らスイッチS〜S、は、下記第1表の動作モード(7エ
ーズ)φ1.φ2でオン、オフするものとなっている。
第1表
ここで、通常第1図の回路はすべてオフになっている。
そして、測定に際しては2段階(φ!、φ2)で行われ
る。すなわち、各々のスイッチS、−8sが第1表のよ
うに動作するものとすると、第1段階のφ1では固定コ
ンデンサ2 t′i+7セツトされ、センサ容量1は基
準電圧vlで充電される。オた、第2段階のφ2ではセ
ンサ容量1の電荷がすべて固定コンデンサ2に移され、
オペアンプ4の出力v0は次のようになる。
る。すなわち、各々のスイッチS、−8sが第1表のよ
うに動作するものとすると、第1段階のφ1では固定コ
ンデンサ2 t′i+7セツトされ、センサ容量1は基
準電圧vlで充電される。オた、第2段階のφ2ではセ
ンサ容量1の電荷がすべて固定コンデンサ2に移され、
オペアンプ4の出力v0は次のようになる。
ただし、C8は固定コンデンサ2の容量値である。
このため、オペアンプ4の出力v0を、第3図に示すよ
うにウィンド・コンパレータ5を構成する2個のコンパ
レータ5x、5gによシレベル判別したのち、その判別
結果を7リツプフロツプ&!+61からなるラッチ回路
6でラッチして次回の測定管で記憶しておく。それ以降
、同様の動作を繰す返し行う。
うにウィンド・コンパレータ5を構成する2個のコンパ
レータ5x、5gによシレベル判別したのち、その判別
結果を7リツプフロツプ&!+61からなるラッチ回路
6でラッチして次回の測定管で記憶しておく。それ以降
、同様の動作を繰す返し行う。
したがって、ラッチ回路6をCMO8で構成し、そのラ
ッチ回路以外の電源を遮断すれば、消費電流はほぼ零と
なる。筐た、コンパレータ5t 、 5宜oat増せば
、オペアンプ4の出力V・を複数しベルで判別できるが
、更に細かい判別が必要な場合は、第4図のようにA/
D変換器7を用いてA/D変換を行い、そのデジタルデ
ータをラッチ回路8に蓄えることもできる。なシ、図中
V、、V。
ッチ回路以外の電源を遮断すれば、消費電流はほぼ零と
なる。筐た、コンパレータ5t 、 5宜oat増せば
、オペアンプ4の出力V・を複数しベルで判別できるが
、更に細かい判別が必要な場合は、第4図のようにA/
D変換器7を用いてA/D変換を行い、そのデジタルデ
ータをラッチ回路8に蓄えることもできる。なシ、図中
V、、V。
は各コンパレータ5!、5zに設定された上、下限の基
準電圧、CKはラッチ回路6、A/D変換器7を駆動す
るクロックを示す。
準電圧、CKはラッチ回路6、A/D変換器7を駆動す
るクロックを示す。
一方、地震など殆んど起ら々い現象の場合は、通常、第
3図に示すウィンド・コンパレータ5でオペアンプ4の
出力を定期的に監視し、あるレベル値以上(異常値)の
信号が出たときだけ、第4図のようにA/D変換器Tで
A/D変換したうえ、アナログ値を読み取るよう構成し
てもよい。このようにすれば、比較的消費電流の多いA
/D変換器の動作時間を少なくできる。
3図に示すウィンド・コンパレータ5でオペアンプ4の
出力を定期的に監視し、あるレベル値以上(異常値)の
信号が出たときだけ、第4図のようにA/D変換器Tで
A/D変換したうえ、アナログ値を読み取るよう構成し
てもよい。このようにすれば、比較的消費電流の多いA
/D変換器の動作時間を少なくできる。
また、ガス圧に関しても、通常はコンパレータ5で上下
の異常値を監視して$Pき、テレメータリングが必要な
ときだけA/D変換して、アナログ値を得るようにして
もよい。
の異常値を監視して$Pき、テレメータリングが必要な
ときだけA/D変換して、アナログ値を得るようにして
もよい。
このように、上記実施例によると、センサ容量1に各ス
イッチS、−s、によシ関欠的に基準電圧v富を加え、
その蓄積された電荷を固定コンデンサ2に移して、該コ
ンデンサ2の電圧をオペアンプ4で増幅したのち、コン
パレータ5−!&はA/D変換器7でデジタルデータに
変換して、そのデータをラッチ回路6,8によって保持
することによシ、平均消費電流10μA以下のローパフ
−で、しかも従来の機械式センサに比べて、高信頼性。
イッチS、−s、によシ関欠的に基準電圧v富を加え、
その蓄積された電荷を固定コンデンサ2に移して、該コ
ンデンサ2の電圧をオペアンプ4で増幅したのち、コン
パレータ5−!&はA/D変換器7でデジタルデータに
変換して、そのデータをラッチ回路6,8によって保持
することによシ、平均消費電流10μA以下のローパフ
−で、しかも従来の機械式センサに比べて、高信頼性。
高精度の容量式センサ回路が得られる。
第2図は本発明の他の実施例を示す第1図相当の増幅部
の回路図である。第1図との異なる点は、センサ容量1
に対して第3の固定コンデンサ3を設け、とのセンサ容
量1に間欠的に基準電圧v1を加えて、それに蓄えられ
た電荷を第2のコンデンサ2及びに3のコンデンサ3に
移すことにより1その電圧をオペアンプ4で増幅するよ
うにしたことである。すなわち、センサ容量1の変化が
非常に微小な場合、第1図の回路ではオペアンプ4の出
力に大きな変化がとれない。そのため、第2図の回路で
は、センサ容量1とほぼ等しい容量値Cmをもつ第3の
コンデンサ3を用いて、センナ容量1の変化に対し大き
な変化の出力を得るように構成されている。な訃、図中
S・〜81mはスイッチであシ、これらスイッチS@〜
81mは第2表に示す動作モードφl、φ1でオン、オ
フするものとなっている。
の回路図である。第1図との異なる点は、センサ容量1
に対して第3の固定コンデンサ3を設け、とのセンサ容
量1に間欠的に基準電圧v1を加えて、それに蓄えられ
た電荷を第2のコンデンサ2及びに3のコンデンサ3に
移すことにより1その電圧をオペアンプ4で増幅するよ
うにしたことである。すなわち、センサ容量1の変化が
非常に微小な場合、第1図の回路ではオペアンプ4の出
力に大きな変化がとれない。そのため、第2図の回路で
は、センサ容量1とほぼ等しい容量値Cmをもつ第3の
コンデンサ3を用いて、センナ容量1の変化に対し大き
な変化の出力を得るように構成されている。な訃、図中
S・〜81mはスイッチであシ、これらスイッチS@〜
81mは第2表に示す動作モードφl、φ1でオン、オ
フするものとなっている。
第2表
第2図の回路構成によると、第1段階のφ1でセンサ容
量1に基準電圧vlを充電し、第2及び第3のコンデン
サ2.3はリセットする。そして第2段階のφ宜では、
センサ容量1に蓄えられた電荷を第2及び第3のコンデ
ン?2.3に移動させる。その結果、オペアンプ4の出
力■。は次のようになる。
量1に基準電圧vlを充電し、第2及び第3のコンデン
サ2.3はリセットする。そして第2段階のφ宜では、
センサ容量1に蓄えられた電荷を第2及び第3のコンデ
ン?2.3に移動させる。その結果、オペアンプ4の出
力■。は次のようになる。
このため、上記(2)式から明らかなように、第2のコ
ンデンサ2の容量値C,を前記各Cm、Cmに比べ小さ
くとれば、とのC−の変化に対し大きな出力voの変化
を得ることができる。
ンデンサ2の容量値C,を前記各Cm、Cmに比べ小さ
くとれば、とのC−の変化に対し大きな出力voの変化
を得ることができる。
また、センサ容量1の変化が大きい場合には、第5図の
ように、基準電圧V、に対しセンサ容量1と固定コンデ
ンサ3を直列接続した容量回路を設け、この容量回路に
各スイッチStS〜811にょシ間欠的に電圧を加える
ように構威しその中点電圧−)筐シ出力voを各コンパ
レータ51.5!で判別することによシ、オペアンプが
不要になう1回路が簡略化される。この場合、その出力
voは次のようになる。
ように、基準電圧V、に対しセンサ容量1と固定コンデ
ンサ3を直列接続した容量回路を設け、この容量回路に
各スイッチStS〜811にょシ間欠的に電圧を加える
ように構威しその中点電圧−)筐シ出力voを各コンパ
レータ51.5!で判別することによシ、オペアンプが
不要になう1回路が簡略化される。この場合、その出力
voは次のようになる。
C11
V0= ・V、 ・・・・
・0)C,+C。
・0)C,+C。
なし、図中同−筐たは相当部分は同一符号を示し、スイ
ッチS13〜StSは第3表に示すモードφ1.φ2で
オン、オフ動作する。
ッチS13〜StSは第3表に示すモードφ1.φ2で
オン、オフ動作する。
第3表
り5+、5*に加える構成としてもよい。この場合、各
スイッチSI!〜StSは第4表に示すモードφl。
スイッチSI!〜StSは第4表に示すモードφl。
φ宜でオン、オフするものとなっている。
84表
また、I@5図ではコンパレータ51.5gの各基準電
圧v、 e v、は電源よ多発生する構成としたが、第
6図に示すように、充電用基準電圧■1に対してコンデ
ンサ11〜13を直列接続するとともに、これらコンデ
ンサ11〜13をリセットするスイッチStS〜81.
を設け、その接続点a、l)の電圧をそれぞれ基準電圧
V、、V、として各コンバレーなシ、第5図においてコ
ンパレータの代シにA/D変換器を用いることも可能で
ある−〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、センサ容量に間欠
的に電圧を加え、その信号をコンパレータ′fたはA/
D変換器でデジタル的に変換して記憶させるようにした
ので、従来の容量/周期変換回路を用いたアナログ方式
のものに比べて、消費電流を大幅に低減できるとともに
、電池の長寿命化が図れる効果がある。
圧v、 e v、は電源よ多発生する構成としたが、第
6図に示すように、充電用基準電圧■1に対してコンデ
ンサ11〜13を直列接続するとともに、これらコンデ
ンサ11〜13をリセットするスイッチStS〜81.
を設け、その接続点a、l)の電圧をそれぞれ基準電圧
V、、V、として各コンバレーなシ、第5図においてコ
ンパレータの代シにA/D変換器を用いることも可能で
ある−〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、センサ容量に間欠
的に電圧を加え、その信号をコンパレータ′fたはA/
D変換器でデジタル的に変換して記憶させるようにした
ので、従来の容量/周期変換回路を用いたアナログ方式
のものに比べて、消費電流を大幅に低減できるとともに
、電池の長寿命化が図れる効果がある。
筐た、本発明の第2の発明によれば、センサ容量と固定
コンデンサを直列接続した容量回路に間欠的に電圧を加
え、その中点電圧を直接デジタルデータに変換すること
により、増幅器が不要になるので、回路の簡略化が図れ
る効果がある。
コンデンサを直列接続した容量回路に間欠的に電圧を加
え、その中点電圧を直接デジタルデータに変換すること
により、増幅器が不要になるので、回路の簡略化が図れ
る効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す増幅部の基本回路図、
第2図は本発明の他の実施例を示す第1図相当の回路図
、第3図及び第4図はそれぞれ上記実施例の出力をデジ
タルデータに変換するための構成図、第5図は本発明の
別の実施例を示す回路構成図、第6図は第5図の変形例
を示す回路構成図である。 1・・・・センサ容量、2,3・・・・固定コンデンサ
、4・・・・オペアンプ、5@・・・ウィンド・コンパ
レータ、61g・・・・ラッチ回路、7・・・・A/D
変換器、11〜13・・・・基準電圧発生用コンデンサ
、Sl〜StS・・・・スイッチ、v8 ・・・・充電
用基準電圧。 ぽ 〉 603− 手続補正書(自制 1.事件の表示 平成2 年 特 2、発明の名称 容量式センナ回路 3、補正をする者 事件との関係 名称(氏名) (666) 願第 2421
第2図は本発明の他の実施例を示す第1図相当の回路図
、第3図及び第4図はそれぞれ上記実施例の出力をデジ
タルデータに変換するための構成図、第5図は本発明の
別の実施例を示す回路構成図、第6図は第5図の変形例
を示す回路構成図である。 1・・・・センサ容量、2,3・・・・固定コンデンサ
、4・・・・オペアンプ、5@・・・ウィンド・コンパ
レータ、61g・・・・ラッチ回路、7・・・・A/D
変換器、11〜13・・・・基準電圧発生用コンデンサ
、Sl〜StS・・・・スイッチ、v8 ・・・・充電
用基準電圧。 ぽ 〉 603− 手続補正書(自制 1.事件の表示 平成2 年 特 2、発明の名称 容量式センナ回路 3、補正をする者 事件との関係 名称(氏名) (666) 願第 2421
Claims (2)
- (1)センサ容量と、該センサ容量に間欠的に電圧を加
える手段と、前記センサ容量に蓄えられた電荷を固定コ
ンデンサに移してその電圧を増幅する手段と、この増幅
された出力をデジタルデータに変換するコンパレータま
たはA/D変換器と、この変換されたデジタルデータを
記憶するラッチ回路を有する容量式センサ回路。 - (2)センサ容量と固定コンデンサが直列接続された容
量回路と、該容量回路のセンサ容量と固定コンデンサに
間欠的に電圧を加える手段と、前記容量回路の中点電圧
をデジタルデータに変換するコンパレータまたはA/D
変換器と、この変換されたデジタルデータを記憶するラ
ッチ回路を有する容量式センサ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2032421A JP3038408B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | ガスメータ用容量式センサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2032421A JP3038408B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | ガスメータ用容量式センサ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03237594A true JPH03237594A (ja) | 1991-10-23 |
JP3038408B2 JP3038408B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=12358487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2032421A Expired - Fee Related JP3038408B2 (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | ガスメータ用容量式センサ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3038408B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US7288946B2 (en) | 2005-06-03 | 2007-10-30 | Synaptics Incorporated | Methods and systems for detecting a capacitance using sigma-delta measurement techniques |
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US7417441B2 (en) | 2005-06-03 | 2008-08-26 | Synaptics Incorporated | Methods and systems for guarding a charge transfer capacitance sensor for proximity detection |
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-
1990
- 1990-02-15 JP JP2032421A patent/JP3038408B2/ja not_active Expired - Fee Related
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