JPH0448165B2 - - Google Patents
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- JPH0448165B2 JPH0448165B2 JP59204233A JP20423384A JPH0448165B2 JP H0448165 B2 JPH0448165 B2 JP H0448165B2 JP 59204233 A JP59204233 A JP 59204233A JP 20423384 A JP20423384 A JP 20423384A JP H0448165 B2 JPH0448165 B2 JP H0448165B2
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- capacitance
- output
- signal
- circuit
- feedback
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 23
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、帰還増幅型静電容量計の改良に関す
る。
る。
静電容量の変化を検出する技術は計測技術分野
で広く応用されており、例えば搬送鋼板までの距
離を計測する距離計、塗膜の厚さを計測する厚さ
計、溶融金属液体のレベル計等である。
で広く応用されており、例えば搬送鋼板までの距
離を計測する距離計、塗膜の厚さを計測する厚さ
計、溶融金属液体のレベル計等である。
従来、この種の計測技術に使用する静電容量変
化の検出技術としては既に公知になつており、そ
の１つとしてはチヤージ増幅器を用いたものがあ
り、他の１つはダミーのコンデンサと静電容量型
センサのコンデンサとを用いてブリツジ回路を構
成し、静電容量センサの静電容量の微小変化をブ
リツジ回路で電圧信号に変換して取出し、センサ
コンデンサの微少変化容量を検知するものであ
る。
化の検出技術としては既に公知になつており、そ
の１つとしてはチヤージ増幅器を用いたものがあ
り、他の１つはダミーのコンデンサと静電容量型
センサのコンデンサとを用いてブリツジ回路を構
成し、静電容量センサの静電容量の微小変化をブ
リツジ回路で電圧信号に変換して取出し、センサ
コンデンサの微少変化容量を検知するものであ
る。
第５図は従来の帰還増幅型静電容量計の構成図
であつて、この静電容量計は静電容量型センサの
コンデンサCSの静電容量変化を、この静電容量変
化に応じて得られる電圧と発振器１から出力され
る一定振幅の交流電圧との差電圧から検出するも
のである。具体的に説明すると、静電容量型セン
サのコンデンサCSが演算増幅器２の負入力端子に
接続され、また発振器１が演算増幅器２の正入力
端子に接続され、さらに演算増幅器２の出力端が
負帰還用コンデンサCNを介して増幅器２の負入
力端子に接続されている。
であつて、この静電容量計は静電容量型センサの
コンデンサCSの静電容量変化を、この静電容量変
化に応じて得られる電圧と発振器１から出力され
る一定振幅の交流電圧との差電圧から検出するも
のである。具体的に説明すると、静電容量型セン
サのコンデンサCSが演算増幅器２の負入力端子に
接続され、また発振器１が演算増幅器２の正入力
端子に接続され、さらに演算増幅器２の出力端が
負帰還用コンデンサCNを介して増幅器２の負入
力端子に接続されている。
しかして、以上のような静電容量計において
は、演算増幅器２に発振器１から固定周波数でか
つ一定振幅の交流電圧eiを加え、この状態でコン
デンサCSの静電容量が被測定体（不図示）との距
離に応じて変化すると、演算増幅器２からは
CN／CS比の値に応じた電圧eKが出力される。こ
の出力電圧eKは次式により表わされる。すなわち eK≒−ei・CN／CS …(1) である。この第(1)式から明らかなように発振器１
の出力電圧eiおよび負帰還用コンデンサCNの値を
それぞれ固定にすると、帰還が加わつたときの出
力電圧eKはコンデンサCSの静電容量変化に対応し
た値となる。従つて、増幅器２の出力電圧eKを計
測することにより、間接的にコンデンサCSの静電
容量の値を検知することができる。なお、第６図
は発振器１の出力電圧eiを1Vに設定したとき、
CN／CSの比に対する出力特性である。
は、演算増幅器２に発振器１から固定周波数でか
つ一定振幅の交流電圧eiを加え、この状態でコン
デンサCSの静電容量が被測定体（不図示）との距
離に応じて変化すると、演算増幅器２からは
CN／CS比の値に応じた電圧eKが出力される。こ
の出力電圧eKは次式により表わされる。すなわち eK≒−ei・CN／CS …(1) である。この第(1)式から明らかなように発振器１
の出力電圧eiおよび負帰還用コンデンサCNの値を
それぞれ固定にすると、帰還が加わつたときの出
力電圧eKはコンデンサCSの静電容量変化に対応し
た値となる。従つて、増幅器２の出力電圧eKを計
測することにより、間接的にコンデンサCSの静電
容量の値を検知することができる。なお、第６図
は発振器１の出力電圧eiを1Vに設定したとき、
CN／CSの比に対する出力特性である。
ところで、静電容量型センサと被測定体との相
対距離に対する静電容量型センサのコンデンサCS
の静電容量値は、 CS＝Ｓ・ε／Ｄ …(2) なる式により表わされる。ここでＳは静電容量型
センサの断面積、εは静電容量型センサと被測定
体との間の誘電率、Ｄは静電容量型センサと被測
定体との相対距離である。したがつて、コンデン
サCSの静電容量変化は、相対距離に対して非線型
となり、かつ相対距離Ｄが長くなるに従つて微小
となる。
対距離に対する静電容量型センサのコンデンサCS
の静電容量値は、 CS＝Ｓ・ε／Ｄ …(2) なる式により表わされる。ここでＳは静電容量型
センサの断面積、εは静電容量型センサと被測定
体との間の誘電率、Ｄは静電容量型センサと被測
定体との相対距離である。したがつて、コンデン
サCSの静電容量変化は、相対距離に対して非線型
となり、かつ相対距離Ｄが長くなるに従つて微小
となる。
しかしながら、従来の帰還増幅型静電容量計で
は次のような問題がある。すなわち、 演算増幅器２の出力電圧eKは第６図に示すよ
うに非線型であるため、この出力電圧eKをリニ
アライザに通して線型化しなければならない。
このため回路構成が複雑となり、誤差が生じや
すくなつてしまう。
は次のような問題がある。すなわち、 演算増幅器２の出力電圧eKは第６図に示すよ
うに非線型であるため、この出力電圧eKをリニ
アライザに通して線型化しなければならない。
このため回路構成が複雑となり、誤差が生じや
すくなつてしまう。
一般に静電容量型センサの断面積と測定スパ
ンとの比率は約１が限度であつて、例えば断面
積約32mmφの静電容量型センサでの測定スパン
は約30mmとなり、測定スパンを拡大したい要求
がある。
ンとの比率は約１が限度であつて、例えば断面
積約32mmφの静電容量型センサでの測定スパン
は約30mmとなり、測定スパンを拡大したい要求
がある。
第(1)式から判るように静電容量型センサの静
電容量の微小変化を拡大して検出するために増
幅度を高く（CNの値を大きく設定）すると、
出力電圧eKの絶対値が大きくなりすぎて飽和し
てしまい、測定が不可能となつてしまう。
電容量の微小変化を拡大して検出するために増
幅度を高く（CNの値を大きく設定）すると、
出力電圧eKの絶対値が大きくなりすぎて飽和し
てしまい、測定が不可能となつてしまう。
本発明は上記実情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、高感度でノイズの影響
を受けず、かつ線型の出力特性が得られる高精度
の帰還増幅型静電容量計を提供することにある。
その目的とするところは、高感度でノイズの影響
を受けず、かつ線型の出力特性が得られる高精度
の帰還増幅型静電容量計を提供することにある。
本発明は、インピーダンスなどの基準辺側回路
とインピーダンスおよび静電容量型センサよりな
る測定辺側回路とでブリツジ回路を構成するとと
もに、このブリツジ回路に発振器から信号増幅回
路を介して所定周波数の交流信号を供給し、この
ときブリツジ回路の各基準辺側および測定辺側か
ら得られた各出力電圧を帰還用差動増幅回路で差
電圧として取出して前記信号増幅回路に正帰還す
ることにより、センサで検出される静電容量を信
号増幅回路の出力から計測する帰還増幅型静電容
量計である。
とインピーダンスおよび静電容量型センサよりな
る測定辺側回路とでブリツジ回路を構成するとと
もに、このブリツジ回路に発振器から信号増幅回
路を介して所定周波数の交流信号を供給し、この
ときブリツジ回路の各基準辺側および測定辺側か
ら得られた各出力電圧を帰還用差動増幅回路で差
電圧として取出して前記信号増幅回路に正帰還す
ることにより、センサで検出される静電容量を信
号増幅回路の出力から計測する帰還増幅型静電容
量計である。
以下、本発明の第１の実施例について第１図を
参照して説明する。第１図においてCSは被測定体
との距離に応じて静電容量が変化する静電容量型
センサの静電容量を示している。この静電容量CS
すなわち静電容量型センサは、予め設定された値
の基準辺側インピーダンスＺ１，Ｚ２および予め
設定された静電容量値の測定辺側コンデンサＣ１
とでブリツジ回路１０を構成している。このブリ
ツジ回路１０には、発振器１１から出力される所
定周波数、一定振幅の交流電圧eiが信号増幅器１
２を介して供給され、この結果、接続点ａには出
力電圧eS1、接続点ｂには静電容量CSの変化に応
じた出力電圧eS2が現われるようになつている。
参照して説明する。第１図においてCSは被測定体
との距離に応じて静電容量が変化する静電容量型
センサの静電容量を示している。この静電容量CS
すなわち静電容量型センサは、予め設定された値
の基準辺側インピーダンスＺ１，Ｚ２および予め
設定された静電容量値の測定辺側コンデンサＣ１
とでブリツジ回路１０を構成している。このブリ
ツジ回路１０には、発振器１１から出力される所
定周波数、一定振幅の交流電圧eiが信号増幅器１
２を介して供給され、この結果、接続点ａには出
力電圧eS1、接続点ｂには静電容量CSの変化に応
じた出力電圧eS2が現われるようになつている。
このブリツジ回路１０の各接続点ａ，ｂは、そ
れぞれ帰還用差動増幅器１３の各入力端子に接続
されており、この帰還用差動増幅器１３の出力端
は信号増幅器１２の正入力端子に接続されてブリ
ツジ回路１０の接続点ａ，ｂ間の差電圧が信号増
幅器１２に正帰還されるように構成されている。
れぞれ帰還用差動増幅器１３の各入力端子に接続
されており、この帰還用差動増幅器１３の出力端
は信号増幅器１２の正入力端子に接続されてブリ
ツジ回路１０の接続点ａ，ｂ間の差電圧が信号増
幅器１２に正帰還されるように構成されている。
次に上記の如く構成された静電容量計の動作に
ついて説明する。発振器１１から出力される所定
周波数、一定振幅の交流電圧eiが信号増幅器１２
を介してブリツジ回路１０に供給されると、ブリ
ツジ回路１０の接続点ａには電圧eS1、接続点ｂ
には静電容量型センサの静電容量CSに応じた電圧
eS2が現われる。これら電圧eS1，eS2はそれぞれ帰
還用差動増幅器１３に加えられ、ここで差電圧eS
＝（eS1−eS2）・G13が得られる。なお、G13は帰還
用差動増幅器１３の増幅度である。そうして、こ
の差電圧eSは信号増幅器１２に正帰還され、この
信号増幅器１２から静電容量型センサの静電容量
CSの被測定体Ｓとの距離に応じた電圧eOが出力さ
れる。
ついて説明する。発振器１１から出力される所定
周波数、一定振幅の交流電圧eiが信号増幅器１２
を介してブリツジ回路１０に供給されると、ブリ
ツジ回路１０の接続点ａには電圧eS1、接続点ｂ
には静電容量型センサの静電容量CSに応じた電圧
eS2が現われる。これら電圧eS1，eS2はそれぞれ帰
還用差動増幅器１３に加えられ、ここで差電圧eS
＝（eS1−eS2）・G13が得られる。なお、G13は帰還
用差動増幅器１３の増幅度である。そうして、こ
の差電圧eSは信号増幅器１２に正帰還され、この
信号増幅器１２から静電容量型センサの静電容量
CSの被測定体Ｓとの距離に応じた電圧eOが出力さ
れる。
ここで、上記各出力電圧を式を用いて表わすと
次のようになる。ブリツジ回路１０の各接続点
ａ，ｂに現われる電圧eS1，eS2は、 eS1＝eO｛Z2／（Z1＋Z2）｝ …(3) eS2＝eO｛Zcx／（Za＋Zcx）｝ …(4) である。なお、Zcxは静電容量型センサのリアク
タンス（１／jωCx）であり、Zc1はコンデンサC1
のリアクタンス（１／jωC1）である。そして、
これら電圧eS1，eS2が帰還用差動増幅器１３に送
られ、ここで上式で述べた差電圧eSを得て信号増
幅器１２に正帰還するので、信号増幅器１２の出
力電圧eOは次式により表わすことができる。すな
わち eO＝−ei・G12／１−G12・G13（K1−K2）…(5) である。ここで、G12は信号増幅器１２のオープ
ン増幅度であり、K1＝eS1／eO、K2＝eS2／eOであ
る。したがつて、第(5)式から判るように発振器１
１の交流電圧ei、信号増幅器１２のオープン増幅
度G12、帰還用差動増幅器１３の増幅度G13およ
びK1の値を固定にすれば、信号増幅器１２の出
力電圧eOはK2＝Zcx／（Zc1＋Zcx）の値に対応し
て変化することになる。そこで、信号増幅器１２
の出力電圧eOを測定すれば、間接的に静電容量型
センサの静電容量CSの変化を測定したことにな
り、ひいては例えば静電型センサと被測定体との
距離を求めることができる。
次のようになる。ブリツジ回路１０の各接続点
ａ，ｂに現われる電圧eS1，eS2は、 eS1＝eO｛Z2／（Z1＋Z2）｝ …(3) eS2＝eO｛Zcx／（Za＋Zcx）｝ …(4) である。なお、Zcxは静電容量型センサのリアク
タンス（１／jωCx）であり、Zc1はコンデンサC1
のリアクタンス（１／jωC1）である。そして、
これら電圧eS1，eS2が帰還用差動増幅器１３に送
られ、ここで上式で述べた差電圧eSを得て信号増
幅器１２に正帰還するので、信号増幅器１２の出
力電圧eOは次式により表わすことができる。すな
わち eO＝−ei・G12／１−G12・G13（K1−K2）…(5) である。ここで、G12は信号増幅器１２のオープ
ン増幅度であり、K1＝eS1／eO、K2＝eS2／eOであ
る。したがつて、第(5)式から判るように発振器１
１の交流電圧ei、信号増幅器１２のオープン増幅
度G12、帰還用差動増幅器１３の増幅度G13およ
びK1の値を固定にすれば、信号増幅器１２の出
力電圧eOはK2＝Zcx／（Zc1＋Zcx）の値に対応し
て変化することになる。そこで、信号増幅器１２
の出力電圧eOを測定すれば、間接的に静電容量型
センサの静電容量CSの変化を測定したことにな
り、ひいては例えば静電型センサと被測定体との
距離を求めることができる。
第２図は第１図に示す距離の出力特性図であつ
て、静電容量型センサとしては50mmφの径のもの
を用い、発振器１１の出力周波数50KHz、被測定
体Ｓとして鋼板を用いている。この図から明らか
なように出力特性は線型となり、また測定スパン
は従来のものよりも拡大されていることが判る。
て、静電容量型センサとしては50mmφの径のもの
を用い、発振器１１の出力周波数50KHz、被測定
体Ｓとして鋼板を用いている。この図から明らか
なように出力特性は線型となり、また測定スパン
は従来のものよりも拡大されていることが判る。
このように本発明の静電容量計においては、静
電容量型センサCSを一辺に接続したブリツジ回路
１０を構成し、このブリツジ回路１０の出力電圧
eS1，eS2の差電圧eSを帰還用差動増幅器１３から
信号増幅回路１２に正帰還するので、得られる出
力特性は第２図に示すように線型となり、かつ測
定スパンが拡大したものとなつている。これによ
り、出力電圧eOを従来のように別途設けたリニア
ライザにより線型化する必要はない。またブリツ
ジ回路構成により高Ｓ／Ｎ比でもつて静電容量型
センサの静電容量CSの変化が検出できる。したが
つて、静電型センサと被測定体との距離を精度高
く測定できる。
電容量型センサCSを一辺に接続したブリツジ回路
１０を構成し、このブリツジ回路１０の出力電圧
eS1，eS2の差電圧eSを帰還用差動増幅器１３から
信号増幅回路１２に正帰還するので、得られる出
力特性は第２図に示すように線型となり、かつ測
定スパンが拡大したものとなつている。これによ
り、出力電圧eOを従来のように別途設けたリニア
ライザにより線型化する必要はない。またブリツ
ジ回路構成により高Ｓ／Ｎ比でもつて静電容量型
センサの静電容量CSの変化が検出できる。したが
つて、静電型センサと被測定体との距離を精度高
く測定できる。
また、信号増幅器１２および帰還用差動増幅器
１３の各増幅度G12，G13を調整することにより、
出力特性を所望の特性に変化させることができ
る。
１３の各増幅度G12，G13を調整することにより、
出力特性を所望の特性に変化させることができ
る。
次に、本発明の第２の実施例について第３図を
参照して説明する。なお、第１図と同一部分には
同一符号を付してある。この静電容量計は、静電
容量型センサを接続するラインすなわち同軸ケー
ブルの温度変化による分布容量の変化を補償する
手段を設けたものである。すなわち、第１図に示
すインピーダンスＺ１，Ｚ２に代つてコンデンサ
Ｃ３，Ｃ４が接続され、さらに静電容量型センサ
２０が同軸ケーブル２１により接続されている。
また、コンデンサＣ３とＣ４の接続点Ｃには同軸
ケーブル２１と同一条件で補償用同軸ケーブル２
２が設置されている。この同軸ケーブル２２のシ
ールド線および被測定体Ｓはアース線２３を介し
て接続されている。
参照して説明する。なお、第１図と同一部分には
同一符号を付してある。この静電容量計は、静電
容量型センサを接続するラインすなわち同軸ケー
ブルの温度変化による分布容量の変化を補償する
手段を設けたものである。すなわち、第１図に示
すインピーダンスＺ１，Ｚ２に代つてコンデンサ
Ｃ３，Ｃ４が接続され、さらに静電容量型センサ
２０が同軸ケーブル２１により接続されている。
また、コンデンサＣ３とＣ４の接続点Ｃには同軸
ケーブル２１と同一条件で補償用同軸ケーブル２
２が設置されている。この同軸ケーブル２２のシ
ールド線および被測定体Ｓはアース線２３を介し
て接続されている。
次に上記の如く構成された静電容量計の動作に
ついて説明する。発振器１１から信号増幅器１２
を介してブリツジ回路３０に交流信号が供給され
ると、ブリツジ回路３０の各接線点ｃ，ｄにはそ
れぞれ電圧eS3，eS4が現われる。これら電圧eS3
ｅ，S4は帰還用差動増幅器１３に送られ、ここで
差電圧eSaが求められて信号増幅器１２に正帰還
される。そして、信号増幅器１２から静電容量型
センサ２０と被測定体Ｓとの距離lpに応じた電圧
epaが出力される。
ついて説明する。発振器１１から信号増幅器１２
を介してブリツジ回路３０に交流信号が供給され
ると、ブリツジ回路３０の各接線点ｃ，ｄにはそ
れぞれ電圧eS3，eS4が現われる。これら電圧eS3
ｅ，S4は帰還用差動増幅器１３に送られ、ここで
差電圧eSaが求められて信号増幅器１２に正帰還
される。そして、信号増幅器１２から静電容量型
センサ２０と被測定体Ｓとの距離lpに応じた電圧
epaが出力される。
ここで前記電圧eS3，eS4は次式により表わされ
る。すなわち、 eS3＝epa・Z4／（Z3＋Z4） …(6) eS4＝epa・Zc1／（Zc1＋Zcs′） …(7) である。ここで、Z4はコンデンサC4と同軸ケー
ブル２２の分布容量Cbとの合成リアクタンスす
なわち｛１／jω（C4＋Cb）｝であり、Z3はコンデ
ンサC3のリアクタンス（１／jωC3）、Zc1はコン
デンサＣ１のリアクタンス（１／jωC1）、ZcS′は
静電センサ２０の静電容量CSと同軸ケーブル２１
の分布容量Caとの合成リアクタンス｛１／jω（CS
＋Ca）｝である。
る。すなわち、 eS3＝epa・Z4／（Z3＋Z4） …(6) eS4＝epa・Zc1／（Zc1＋Zcs′） …(7) である。ここで、Z4はコンデンサC4と同軸ケー
ブル２２の分布容量Cbとの合成リアクタンスす
なわち｛１／jω（C4＋Cb）｝であり、Z3はコンデ
ンサC3のリアクタンス（１／jωC3）、Zc1はコン
デンサＣ１のリアクタンス（１／jωC1）、ZcS′は
静電センサ２０の静電容量CSと同軸ケーブル２１
の分布容量Caとの合成リアクタンス｛１／jω（CS
＋Ca）｝である。
そこで、コンデンサ１，Ｃ３の静電容量値を等
しく（Ｃ１＝Ｃ３）設定すると、各電圧eS3，eS4
は次式のようになる。すなわち eS3＝epa・Z4／（Zc1＋Z4） …(8) eS4＝epa・Zc1／（Zc1＋Zcs′） …(9) である。
しく（Ｃ１＝Ｃ３）設定すると、各電圧eS3，eS4
は次式のようになる。すなわち eS3＝epa・Z4／（Zc1＋Z4） …(8) eS4＝epa・Zc1／（Zc1＋Zcs′） …(9) である。
そこで、測定中に同軸ケーブル２１，２２の周
囲温度が変動するとこれら同軸ケーブル２１，２
２の分布容量Cb，Caは変化するが、その変化は
同じように変化する。よつて、第(8)式および第(9)
式から判るように、各電圧eS3，eS4の絶対値すな
わち振幅は変化するが、差電圧esaは変動せずに
静電容量型センサ２０と被測定体Ｓとの距離に応
じた値となる。第４図は第３図に示す距離計の出
力特性図であつて、温度20℃および50℃における
各出力特性を示している。この出力特性図から明
らかなように温度50℃において補償が行なわれな
いと出力特性は温度20℃における出力特性と異な
つたものとなるが、補償用同軸ケーブル２２を設
けて補償を行なうと、温度20℃における出力特性
と同一の出力特性を示すようになる。
囲温度が変動するとこれら同軸ケーブル２１，２
２の分布容量Cb，Caは変化するが、その変化は
同じように変化する。よつて、第(8)式および第(9)
式から判るように、各電圧eS3，eS4の絶対値すな
わち振幅は変化するが、差電圧esaは変動せずに
静電容量型センサ２０と被測定体Ｓとの距離に応
じた値となる。第４図は第３図に示す距離計の出
力特性図であつて、温度20℃および50℃における
各出力特性を示している。この出力特性図から明
らかなように温度50℃において補償が行なわれな
いと出力特性は温度20℃における出力特性と異な
つたものとなるが、補償用同軸ケーブル２２を設
けて補償を行なうと、温度20℃における出力特性
と同一の出力特性を示すようになる。
このように第３図に示す本発明の静電容量計に
おいては、静電容量型センサ２０を接続してブリ
ツジ回路を構成するための同軸ケーブル２１と同
一の補償用同軸ケーブル２２を同軸ケーブル２１
と一対にして接続したので、周囲温度が変化して
同軸ケーブル２１の分布容量が変化しても、この
分布容量の変化により出力特性が変動することは
ない。したがつて、第３図に示す静電容量計にお
いても、第１図に示すものと同様の効果を奏する
とともに、温度が変化しても同一の出力特性を保
つことができる。
おいては、静電容量型センサ２０を接続してブリ
ツジ回路を構成するための同軸ケーブル２１と同
一の補償用同軸ケーブル２２を同軸ケーブル２１
と一対にして接続したので、周囲温度が変化して
同軸ケーブル２１の分布容量が変化しても、この
分布容量の変化により出力特性が変動することは
ない。したがつて、第３図に示す静電容量計にお
いても、第１図に示すものと同様の効果を奏する
とともに、温度が変化しても同一の出力特性を保
つことができる。
さらに、上記第１および第２の実施例において
は、共に次のような効果を奏することができる。
は、共に次のような効果を奏することができる。
従来の静電容量計と比較して３〜５倍の微小
な容量変化を検出することができる。
な容量変化を検出することができる。
静電容量型センサの静電容量変化に対する出
力特性は、信号増幅器又は帰還用差動増幅器の
増幅度を調整することによつて、任意に調整す
ることができる。
力特性は、信号増幅器又は帰還用差動増幅器の
増幅度を調整することによつて、任意に調整す
ることができる。
本発明の静電容量計を距離計として用いる
と、測定距離に対する出力特性を線型化するこ
とができる。
と、測定距離に対する出力特性を線型化するこ
とができる。
さらに、測定スパンを３〜５倍に拡大するこ
とができる。
とができる。
本発明によれば、基準辺側インピーダンス、測
定辺側インピーダンス、静電容量の変化を検出す
る測定辺側センサから構成されたブリツジ回路に
信号増幅回路を介して所定周波数の交流信号を供
給し、このときブリツジ路の基準辺側および測定
辺側から得られる各出力電圧を帰還用差動増幅回
路で前記信号増幅回路の正帰還して静電容量変化
を出力するので、高感度でノイズの影響を受け
ず、かつ線型の出力特性が得られる高精度の帰還
増幅型静電容量計を提供できる。
定辺側インピーダンス、静電容量の変化を検出す
る測定辺側センサから構成されたブリツジ回路に
信号増幅回路を介して所定周波数の交流信号を供
給し、このときブリツジ路の基準辺側および測定
辺側から得られる各出力電圧を帰還用差動増幅回
路で前記信号増幅回路の正帰還して静電容量変化
を出力するので、高感度でノイズの影響を受け
ず、かつ線型の出力特性が得られる高精度の帰還
増幅型静電容量計を提供できる。
第１図は本発明に係る帰還増幅型静電容量計の
第１の実施例を示す構成図、第２図は第１図に示
す静電容量計の出力特性図、第３図は本発明に係
る帰還増幅型静電容量計の第２の実施例を示す構
成図、第４図は第３図に示す静電容量計の出力特
性図、第５図は従来の帰還増幅型静電容量計の構
成図、第６図は第５図に示す静電容量計の出力特
性図である。 １０…ブリツジ回路、１１…発振器、１２…信
号増幅器、１３…帰還用差動増幅器、Z1，Z2…イ
ンピーダンス、Ｃ１…コンデンサ、CS…静電容量
型センサの静電容量、Ｓ…被測定体、２０…静電
容量型センサ、２１…同軸ケーブル、２２…補償
用同軸ケーブル、３０…ブリツジ回路。
第１の実施例を示す構成図、第２図は第１図に示
す静電容量計の出力特性図、第３図は本発明に係
る帰還増幅型静電容量計の第２の実施例を示す構
成図、第４図は第３図に示す静電容量計の出力特
性図、第５図は従来の帰還増幅型静電容量計の構
成図、第６図は第５図に示す静電容量計の出力特
性図である。 １０…ブリツジ回路、１１…発振器、１２…信
号増幅器、１３…帰還用差動増幅器、Z1，Z2…イ
ンピーダンス、Ｃ１…コンデンサ、CS…静電容量
型センサの静電容量、Ｓ…被測定体、２０…静電
容量型センサ、２１…同軸ケーブル、２２…補償
用同軸ケーブル、３０…ブリツジ回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の基準辺側インピーダンスと測定辺側イ
ンピーダンス、静電容量の変化を検出する測定辺
側センサとで構成されたブリツジ回路と、このブ
リツジ回路に発振器から出力される所定周波数の
交流信号を供給する信号増幅回路と、前記ブリツ
ジ回路の基準辺側および測定辺側の各出力電圧を
受け、これらの出力電圧の差に比例する信号を前
記信号増幅回路に正帰還する帰還用差動増幅回路
とを備え、前記信号増幅回路の出力から前記セン
サで検出される静電容量を測定することを特徴と
する帰還増幅型静電容量計。 ２ 測定辺側センサが測定辺側インピーダンスに
同軸ケーブルを介して接続されている場合、複数
の基準辺側インピーダンスの間に前記同軸ケーブ
ルと同一条件下で補償用同軸ケーブルを設けるも
のである特許請求の範囲第１項記載の帰還増幅型
静電容量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204233A JPS6182103A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 帰還増幅型静電容量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204233A JPS6182103A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 帰還増幅型静電容量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182103A JPS6182103A (ja) | 1986-04-25 |
| JPH0448165B2 true JPH0448165B2 (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=16487048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204233A Granted JPS6182103A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 帰還増幅型静電容量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6182103A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075487A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | インピーダンス検出装置及び静電容量検出装置 |
| JP2003075484A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 静電容量検出回路及び静電容量検出方法 |
| JP2003075482A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | インピーダンス検出方法、静電容量検出方法及びそのための装置 |
| JP2003075481A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | インピーダンス検出回路及び静電容量検出回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728088U (ja) * | 1980-07-23 | 1982-02-13 | ||
| JPS5759101A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-09 | Hiromi Ogasawara | Noncontacting infinitesimal displacement gauge |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204233A patent/JPS6182103A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728088U (ja) * | 1980-07-23 | 1982-02-13 | ||
| JPS5759101A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-09 | Hiromi Ogasawara | Noncontacting infinitesimal displacement gauge |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6182103A (ja) | 1986-04-25 |
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