JPH04102481U - 電位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】音叉２は、被測定物から放射される電気力線を
一定の周期で切るチョッパ部が先端に取付けられる。検
出電極３は、音叉２を駆動する圧電セラミック６ａと、
チョッパ部によって交番的に遮断された電気力線により
電気信号を出力する。プリアンプ１１は、電気信号を増
幅およびインピーダンス変換する。基板８は音叉２，検
出電極３及びプリアンプ１１を搭載する。ケース１は電
気力線を導入するための検出孔を有し基板８が収容され
る。導電性のプレート１４は音叉２が動作する隙間を残
し検出電極３と圧電セラミック６ａとの間に配置して基
板に搭載される。 【効果】圧電セラミックから検出電極が受けるノイズを
低減し、また、外部からの衝撃に対して圧電セラミック
を保護することができる。

Description

【考案の詳細な説明】】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電位センサに関し、特に静電気の強度検出や帯電量の測定等に使用す る電気センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に電位センサは被測定物から放射される電気力線を導入するための検出孔 を持つケースと、ケース内に入ってくる電気力線を一定の周期で遮断するチョッ パ部と、この遮断された電気力線を受けて交流信号を取り出す電極部と、電極部 が受けた交流信号を増幅及びインピーダンス変換するプリアンプとから構成され ている。

【０００３】 図５は従来の電位センサの一例を示す平面（ａ）及び側面（ｂ）の断面図であ る。

【０００４】 従来例は、チョッパ部には駆動用および検出用の圧電セラミック６ａ，６ｂが 接着された音叉２を使用しており、音叉２の先端部２ａで電気力線７が交番的に 遮断される。検出電極３と音叉２とは基板８に固定され、基板８上にはプリアン プ１１が形成されている。基板８は、検出孔１０を持つケース１に収容され、所 定位置に音叉駆動用端子４ａ，音叉検出用端子４ｂ、出力端子５、プリアンプ１ １の電源端子１２及び接地端子９が取付けられ、音叉駆動用及び検出端子４ａ、 ４ｂと駆動用および検出用の圧電セラミック６ａ、６ｂとの間には所要の内部配 線が施される。また、使用時には、外部に音叉発振回路を設け、音叉駆動，検出 用端子４ａ、４ｂに接続することで、音叉２を共振周波数で駆動する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の電位センサは、駆動用および検出用の圧電セラミックに電圧信 号が与えられる為、この信号がケース内の空間を介して検出電極にノイズを与え る。検出電極は微小信号を増幅するためにハイインピーダンスに保たれており、 圧電セラミックからのノイズを受け易い。このノイズの影響で、測定電圧が０Ｖ の時でも、微少の交流出力が検出されてしまう。このノイズによる出力は検出信 号と同じ周波数成分であるため、フィルタ回路を付加しても取り除けないばかり か、特に低電圧測定時には図４に示す様な入出力特性になってしまい、出力が不 正確になるという問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の電位センサは、被測定物から放射される電気力線を一定の周期で切る チョッパ部が先端に取付けられた音叉と、この音叉を駆動する圧電セラミックと 、前記チョッパ部によって交番的に遮断された電気力線により電気信号を出力す る検出電極と、前記電気信号を増幅およびインピーダンス交換するプリアンプと 、前記音叉、検出電極及びプリアンプを搭載する基板と、前記電気力線を導入す るための検出孔を有し前記基板が収容されるケースと、前記音叉が動作する隙間 を残し前記検出電極と前記圧電セラミックとの間に配置し前記基板に搭載される 導電性のプレートとを有する。

【０００７】

【実施例】

次に本考案について図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施例の平面 （ａ）及び側面（ｂ）の断面図、図２は本実施例の音叉部分の拡大斜視図である 。

【０００８】 ケース１には検出孔１０が設けられており、電気力線７が取り込まれる。音叉 ２は先端にチョッパ部２ａ、駆動用の圧電セラミック６ａ，検出用の圧電セラミ ック６ｂを有し、外付けの発振回路により駆動される。電気力線７はチョッパ部 ２ａによって交番的に遮断され、検出電極３に到達する。検出電極部３は電気力 線７を受け電気信号を発生し、さらにプリンアンプ１１によって増幅、インピー ダンス変換され外部に出力される。プレート１４は圧電セラミック６ａ、６ｂと 検出電極３との間に配置され、図２に示すように音叉２の部分に切り込みが入っ ている。またプレート１４は基板内の配線により接地されているため、圧電セラ ミック６ａに加わる電気信号から発するノイズを遮断し、ハイインピーダンスに 保たれた検出電極３を保護する。

【０００９】 このようにすると、従来例では音叉２が外部から衝撃を受けた時図３の（ｂ） に示すように音片が大きく曲るが、本実施例では図３の（ａ）に示すようにプレ ート１４が音叉２の衝撃による変形を小さくおさえることができるので変形に弱 い圧電セラミック６ａ、６ｂの耐衝撃性を強化することもできる。

【００１０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、圧電セラミックと検出電極との間に切り込みの 入った導電性のプレートを配置し、これを接地することにより、検出電極が受け るノイズを低減する効果と、外部からの衝撃に対して音叉に取付けられた圧電セ ラミックを保護する効果とを有する。

【提出日】平成４年３月２６日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は電位センサに関し、特に静電気の強度検出や帯電量の測定等に使用す る電気センサに関する。

【従来の技術】

一般に電位センサは被測定物から放射される電気力線を導入するための検出孔 を持つケースと、ケース内に入ってくる電気力線を一定の周期で遮断するチョッ パ部と、この遮断された電気力線を受けて交流信号を取り出す電極部と、電極部 が受けた交流信号を増幅及びインピーダンス変換するプリアンプとから構成され ている。 図５は従来の電位センサの一例を示す平面（ａ）及び側面（ｂ）の断面図であ る。 従来例は、チョッパ部には駆動用および検出用の圧電セラミック６ａ，６ｂが 接着された音叉２を使用しており、音叉２の先端部２ａで電気力線７が交番的に 遮断される。検出電極３と音叉２とは基板８に固定され、基板８上にはプリアン プ１１が形成されている。基板８は、検出孔１０を持つケース１に収容され、所 定位置に音叉駆動用端子４ａ，音叉検出用端子４ｂ、出力端子５、プリアンプ１ １の電源端子１２及び接地端子９が取付けられ、音叉駆動用及び検出端子４ａ、 ４ｂと駆動用および検出用の圧電セラミック６ａ、６ｂとの間には所要の内部配 線が施される。また、使用時には、外部に音叉発振回路を設け、音叉駆動、検出 用端子４ａ、４ｂに接続することで、音叉２を共振周波数で駆動する。

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の電位センサは、駆動用および検出用の圧電セラミックに電圧信 号が与えられる為、この信号がケース内の交換を介して検出電極にノイズを与え る。検出電極は微小信号を増幅するためにハイインピーダンスに保たれており、 圧電セラミックからのノイズを受け易い。このノイズの影響で、測定電圧が０Ｖ の時でも、微少の交流出力が検出されてしまう。このノイズによる出力は検出信 号と同じ周波数成分であるため、フィルタ回路を付加しても取り除けないばかり か、特に低電圧測定時には図４に示す様な入出力特性になってしまい、出力が不 正確になるという問題点があった。

【課題を解決するための手段】

本考案の電位センサは、被測定物から放射される電気力線を一定の周期で切る チョッパ部が先端に取付けられた音叉と、この音叉を駆動する圧電セラミックと 、前記チョッパ部によって交番的に遮断された電気力線により電気信号を出力す る検出電極と、前記電気信号を増幅およびインピーダンス交換するプリアンプと 、前記音叉、検出電極及びプリアンプを搭載する基板と、前記電気力線を導入す るための検出孔を有し前記基板が収容されるケースと、前記音叉が動作する隙間 を残し前記検出電極と前記圧電セラミックとの間に配置し前記基板に搭載される 導電性のプレートとを有する。

【実施例】

次に本考案について図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施例の平面 （ａ）及び側面（ｂ）の断面図、図２は本実施例の音叉部分の拡大斜視図である 。 ケース１には検出孔１０が設けられており、電気力線７が取り込まれる。音叉 ２は先端にチョッパ部２ａ、駆動用の圧電セラミック６ａ，検出用の圧電セラミ ック６ｂを有し、外付けの発振回路により駆動される。電気力線７はチョッパ部 ２ａによって交番的に遮断され、検出電極３に到達する。検出電極部３は電気力 線７を受け電気信号を発生し、さらにプリアンプ１１によって増幅、インピーダ ンス交換され外部に出力される。プレート１４は圧電セラミック６ａ、６ｂと検 出電極３との間に配置され、図２に示すように音叉２の部分に切り込みが入って いる。またプレート１４は基板内の配線により接地されているため、圧電セラミ ック６ａに加わる電気信号から発するノイズを遮断し、パイインピーダンスに保 たれた検出電極３を保護する。 このようにすると、従来例では音叉２が外部から衝撃を受けた時図３の（ｂ） に示すように音片が大きく曲るが、本実施例では図３の（ａ）に示すようにプレ ート１４が音叉２の衝撃による変形を小さくおさえることができるので変形に弱 い圧電セラミック６ａ，６ｂの耐衝撃性を強化することもできる。

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、圧電セラミックと検出電極との間に切り込みの 入った導電性のプレートを配置し、これを接地することにより、検出電極が受け るノイズを低減する効果と、外部からの衝撃に対して音叉に取付けられた圧電セ ラミックを保護する効果とを有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の平面（ａ）及び側面（ｂ）
を示す断面図である。

【図２】本実施例の音叉部分の拡大斜視図である。

【図３】電位センサが衝撃を受けた状態を説明するため
の図である。

【図４】電位センサの動作を説明するための特性図であ
る。

【図５】従来の電位センサの一例の平面（ａ）及び側面
（ｂ）を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ 音叉 ３ 検出電極 ４ａ 音叉駆動用端子 ４ｂ 音叉検出用端子 ５ 出力端子 ６ａ，６ｂ 圧電セラミック ７ 電気力線 ８ 基板 ９ 接地端子 １０ 検出孔 １１ プリアンプ １２ 電源端子 １３ 音叉固定用脚 １４ プレート

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【手続補正書】

【提出日】平成４年３月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物から放射される電気力線を一定
   の周期で切るチョッパ部が先端に取付けられた音叉と、
   この音叉を駆動する圧電セラミックと、前記チョッパ部
   によって交番的に遮断された電気力線により電気信号を
   出力する検出電極と、前記電気信号を増幅およびインピ
   ーダンス変換するプリアンプと、前記音叉、検出電極及
   びプリアンプを搭載する基板と、前記電気力線を導入す
   るための検出孔を有し前記基板が収容されるケースと、
   前記音叉が動作する隙間を残し前記検出電極と前記圧電
   セラミックとの間に配置し前記基板に搭載される導電性
   のプレートとを有することを特徴とする電位センサ。