JPH05172885A - 表面電位測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】帯電体の定常的な表面電位だけでなく、その表
面電位に交流電圧成分が含まれている場合でも、その表
面電位の交流電圧成分を非接触で測定することができる
表面電位測定器を提供する。 【構成】帯電体Ｘとの静電誘導により電位を生じるセン
サ電極３と、センサ電極３に生じた電位から帯電体Ｘの
表面電位に応じた電位信号を生成する電位信号生成手段
１６と、帯電体Ｘ及びセンサ電極３間の距離が所定の距
離Ｄ₁ であるときに電位信号から帯電体Ｘの略定常的な
表面電位を計測する電位計測手段１７と、電位信号から
交流信号分を抽出する交流信号抽出手段１８と、帯電体
Ｘ及びセンサ電極３間の距離が所定の距離Ｄ₂ であると
きに交流信号分から帯電体の表面電位の交流電圧成分を
計測する交流電圧計測手段１９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電体の表面電位を測
定するための測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯電体の表面電位を測定する測定器にお
いては、帯電体の表面電位が数百ボルトから数千ボルト
等、非常に高い電位となっていることが多々あることか
ら、帯電体に接触することなくその表面電位を測定する
ことができる非接触型の測定器が一般に用いられてい
る。そして、この非接触型の測定器としては、所謂、静
電誘導型、振動型及び回転セクタ型等の測定器が従来か
ら知られており、これらの測定器は、基本的には、いず
れも静電誘導を利用して、帯電体の表面電位を測定する
ようにしたものである。

【０００３】すなわち、静電誘導型の測定器は、導体材
料から成るセンサ電極と、このセンサ電極と接地極との
間に介装されたコンデンサとを備えるものであり、測定
に際しては、センサ電極が帯電体と所定の間隔を存する
位置に配置される。この時、センサ電極及びコンデンサ
には、静電誘導により誘導電荷が生じ、この誘導電荷に
より、帯電体の表面電位に応じた電位がセンサ電極及び
コンデンサに生じる。そして、測定器は、コンデンサに
生じた電位から帯電体の表面電位を計測し、これを表示
器等に出力するようにしている。

【０００４】また、振動型の測定器は、静電誘導型の測
定器と同様のセンサ電極と、このセンサ電極と接地極と
の間に介装された抵抗と、導体材料から成る音叉型振動
体とを備えるものであり、測定に際しては、センサ電極
が帯電体と所定の間隔を存する位置に配置されると共
に、該センサ電極と帯電体との間で音叉型振動体が圧電
素子等により所定の周期で振動される。この時、センサ
電極には、静電誘導により、音叉型振動体の振動周期と
同一周期で、帯電体の表面電位に応じた振幅を有する交
流電圧が誘起される。そして、測定器は、この交流電圧
の振幅から帯電体の表面電位を計測するようにしてい
る。

【０００５】また、回転セクタ型の測定器は、基本的原
理は振動型の測定器と同一であり、前記音叉型振動体に
代えて、センサ電極と帯電体との間で導体材料から成る
羽根車を所定の回転速度で回転させ、この時、センサ電
極に誘起される交流電圧の振幅から帯電体の表面電位を
計測するようにしている。

【０００６】尚、センサ電極に生じる電位は、帯電体の
表面電位だけでなく、帯電体とセンサ電極との距離によ
っても変化する。このため、これらの測定器において
は、測定を行う際のセンサ電極と帯電体との距離が所定
の距離に定められ、その所定の距離において帯電体の表
面電位が正しく測定できるようになっており、これ以外
の距離においては正しい測定を行えない。

【０００７】ところで、帯電体によっては、その表面電
位に交流電圧成分が重畳されている場合がある。

【０００８】しかしながら、従来の非接触型の測定器
は、帯電体の定常的、あるいは緩やかに変化する表面電
位の測定を目的としたものであり、表面電位の交流電圧
成分を測定し得るものではなかった。

【０００９】このため、従来は、上記のように交流電圧
成分を含む表面電位をその交流電圧成分を含めて測定す
る場合には、周知のオシロスコープ等の接触型の測定器
を用い、また、交流電圧成分のみの場合には、交流電圧
計等の接触型の測定器を用いなければならず、このよう
な接触型の測定器は、測定電流を必要とするため、その
測定端子と帯電体とを接続し、また、帯電体の表面電位
が高い場合には、適当な抵抗を介装する等、測定作業が
煩雑になると共に、測定電流が多く取れない場合には、
その測定が困難なものとなっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、帯電体の定常的な表面電位だけでなく、その
表面電位に交流電圧成分が含まれている場合でも、その
表面電位の交流電圧成分を非接触で測定することができ
る表面電位測定器を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、 帯電体の表面電位及び該帯電体からの
距離に応じて静電誘導により電位を生じるセンサ電極
と、該センサ電極に生じた電位から帯電体の表面電位及
び該帯電体からの距離に応じた電位信号を生成する電位
信号生成手段と、前記帯電体及びセンサ電極間の距離が
所定の距離であるときに該電位信号から該帯電体の表面
電位を計測する電位計測手段と、前記帯電体の表面電位
が交流電圧成分を含むときに前記電位信号から交流信号
分を抽出する交流信号抽出手段と、前記帯電体及びセン
サ電極間の距離が所定の距離であるときに前記交流信号
分から該帯電体の表面電位の交流電圧成分を計測する交
流電圧計測手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明によれば、前記センサ電極を前記帯電体
に近づけると、該帯電体の表面電位と該帯電体とセンサ
電極との距離に応じた電位が該センサ電極に生じ、この
電位に応じた電位信号が前記電位信号生成手段により生
成される。

【００１３】この時、該帯電体の表面電位が定常的であ
るときには、該センサ電極を帯電体から所定の距離の位
置に配置すると、前記電位計測手段により、前記電位信
号から帯電体の表面電位が計測される。

【００１４】また、帯電体の表面電位が交流電圧成分を
含むときには、前記交流信号抽出手段により、前記電位
信号から交流信号分が抽出され、この時、前記センサ電
極を帯電体から所定の距離の位置に配置すると、前記交
流電圧計測手段により、帯電体表面電位の交流電圧成分
が計測される。

【００１５】

【実施例】本発明の表面電位測定器の第１の例を図１乃
至図３に従って説明する。図１は該測定器の外観斜視
図、図２はその要部の回路的構成図、図３はその作動を
説明するための線図である。

【００１６】図１で、この表面電位測定器１（以下、単
に測定器１という）は、所謂、静電誘導型の測定器を基
礎とするものであり、その箱形の筐体２の前面部に外部
に露出して固着された導体材料から成るセンサ電極３
と、筐体２の上面部に外部に露出して固着された表示器
４と、筐体２の内部に収納された回路部５とを備え、回
路部５は、センサ電極３及び表示器４に接続されてい
る。ここで、表示器４は、この測定器１により後述する
ように測定される帯電体Ｘの表面電位の値を表示するも
のである。

【００１７】尚、筐体２の外面部には、帯電体Ｘの定常
的な表面電位を測定するためのモード（以下、ＤＣモー
ドという）と帯電体Ｘの表面電位の交流電圧成分を測定
するためのモード（以下、ＡＣモードという）とのいず
れかを選択するための切替えスイッチ６や、後述のリセ
ットスイッチ（図２参照）、図示しない電源スイッチ等
が取付けられている。

【００１８】図２に示すように、回路部５は、センサ電
極３と接地極７との間に接続されたコンデンサ８と、後
述する測定に際してセンサ電極３及びコンデンサ８に生
じる電位信号を増幅する増幅回路（プリアンプ）９と、
増幅回路９の出力信号をさらに適当なゲインで増幅する
増幅回路１０と、増幅回路９の出力信号から交流電圧成
分を抽出する交流分抽出回路１１と、交流分抽出回路１
１の出力信号を適当なゲインで増幅する増幅回路１２
と、増幅回路１２の出力信号の振幅（ピーク値）を検出
するピーク検出回路１３と、前記切替えスイッチ６によ
り選択されるモードに従って増幅回路１０の出力信号あ
るいはピーク検出回路１３の出力信号をＡ／Ｄ変換して
前記表示器４に表示せしめるＡ／Ｄ変換回路１４と、前
記コンデンサ８を短絡してその電圧を“０”にリセット
するリセットスイッチ１５とを備えている。

【００１９】ここで、切替えスイッチ６は、Ａ／Ｄ変換
回路１４の入力側と増幅回路１０及びピーク検出回路１
３の出力側との間に介装され、“ＤＣモード”が選択さ
れたときには、Ａ／Ｄ変換回路１４と増幅回路１０とを
接続し、“ＡＣモード”が選択されたときには、Ａ／Ｄ
変換回路１４とピーク検出回路１３とを接続するように
している。

【００２０】かかる構成により、回路部５は、その機能
的構成として、本発明の要部である電位信号生成手段１
６、電位計測手段１７、交流信号抽出手段１８及び交流
電圧計測手段１９を構成する。

【００２１】この場合、生成手段１６は、コンデンサ８
及び増幅回路９等により構成され、電位計測手段１７は
増幅回路１０、Ａ／Ｄ変換回路１４及び表示器４等によ
り構成される。また、抽出手段１８は、交流分抽出回路
１１等により構成され、交流電圧計測手段１９は、増幅
回路１２、ピーク検出回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４及
び表示器４等により構成される。

【００２２】次に、かかる測定器１の作動を説明する。

【００２３】図１及び図２において、この測定器１によ
り帯電体Ｘの表面電位を測定する際には、まず、図示し
ない電源スイッチを投入した後に、リセットスイッチ１
５をＯＮにして前記コンデンサ８の電圧を“０”にリセ
ットする。そして、例えば、帯電体Ｘの表面電位が定常
的、あるいはゆるやかに減衰すると予測されるときに
は、切替えスイッチ６により“ＤＣモード”を選択す
る。

【００２４】次いで、センサ電極３を帯電体Ｘに対向さ
せた状態で、筐体２を帯電体Ｘに近づけ、さらに、帯電
体Ｘとセンサ電極３との距離が、“ＤＣモード”で測定
を行うための距離としてあらかじめ定められた所定の距
離Ｄ₁ となる位置で筐体２を停止させる。

【００２５】この時、センサ電極３及びコンデンサ８に
は、帯電体Ｘとの静電誘導により誘導電荷が発生し、こ
れによりセンサ電極３及びコンデンサ８に接地極７に対
して電位が生じ、この電位信号は、増幅回路９により増
幅される。

【００２６】この場合、センサ電極３及びコンデンサ８
に生じる電位は、帯電体Ｘの表面電位と、帯電体Ｘ及び
センサ電極３間の距離とに応じたものとなり、従って、
これを増幅回路９により増幅して得られる電位信号も帯
電体Ｘの表面電位と、帯電体Ｘ及びセンサ電極３間の距
離とに応じたものとなる。そして、増幅回路９から得ら
れる電位信号は、帯電体Ｘの表面電位が定常的であり、
且つ、帯電体Ｘ及びセンサ電極３間の距離が前記所定の
距離Ｄ₁ に維持された状態では、略一定の電圧値とな
る。

【００２７】増幅回路９から得られる電位信号は、さら
に増幅回路１０により増幅された後に、Ａ／Ｄ変換回路
１４によりＡ／Ｄ変換され、さらに、その電圧値が表示
器４により帯電体Ｘの表面電位として表示され、これに
より、該表面電位が測定される。

【００２８】この場合、増幅回路１０のゲインは、帯電
体Ｘ及びセンサ電極３間の距離が前記所定の距離Ｄ₁ で
あるときに、増幅回路１０の出力電圧値に比例する表示
器４の表示電圧値が帯電体Ｘの表面電位を正しく表すも
のとなるようにあらかじめ調整されており、前述したよ
うに、帯電体Ｘ及びセンサ電極３間の距離を前記所定の
距離Ｄ₁ に維持することにより帯電体Ｘの表面電位が正
しく測定される。

【００２９】尚、“ＤＣモード”においては、帯電体Ｘ
の表面電位が定常的な場合（一定値である場合）に限ら
ず、緩やかに減衰するような場合においても、その表面
電位を上記と同様に測定することが可能である。

【００３０】一方、帯電体Ｘの表面電位が交流電圧成分
を含むと予測される場合には、前記切替えスイッチ６に
より“ＡＣモード”を選択した後に、前述と同様の測定
操作を行う。この場合、筐体２を帯電体Ｘに近づけるに
際しては、帯電体Ｘとセンサ電極３との距離が“ＡＣモ
ード”で測定を行うための距離としてあらかじめ定めら
れた所定の距離Ｄ₂ となる位置で該筐体２を停止させ
る。

【００３１】この時、センサ電極３及びコンデンサ８に
帯電体Ｘとの静電誘導により生じる電位は、帯電体Ｘの
表面電位が交流電圧成分を含んで変動するのに追従して
変動し、このため、増幅回路９の出力信号（電位信号）
は、例えば、図３（ａ）に示すような直流信号に交流信
号が重畳された形の信号となる。

【００３２】そして、この信号は、交流分抽出回路１１
に入力され、この抽出回路１１は、増幅回路９の出力信
号から、図３（ｂ）に示すように交流信号のみを抽出す
る。

【００３３】次いで、この抽出された交流信号は、図３
（ｃ）に仮想線で示すように、増幅回路１２により増幅
された後に、その振幅（ピーク値）がピーク検出回路１
３により検出され、これにより、該検出回路１３の出力
信号は、同図実線で示すような略一定値の信号となる。

【００３４】そして、検出回路１３の出力信号は、Ａ／
Ｄ変換回路１４によりＡ／Ｄ変換され、さらに、その電
圧値が表示器４により帯電体Ｘの表面電位の交流電圧成
分の値として表示され、これにより、該表面電位の交流
電圧成分が測定される。

【００３５】この場合、増幅回路１２のゲインは、帯電
体Ｘ及びセンサ電極３間の距離が前記所定の距離Ｄ₂ で
あるときに、検出回路１３の出力値に比例する表示器４
の表示電圧値が帯電体Ｘの表面電位の交流電圧成分の値
を正しく表すものとなるようにあらかじめ調整されてお
り、帯電体Ｘ及びセンサ電極３間の距離を前記所定の距
離Ｄ₂ に維持することにより帯電体Ｘの表面電位の交流
電圧成分が正しく測定される。

【００３６】尚、“ＡＣモード”においては、上記のよ
うに帯電体Ｘの表面電位が、直流的な成分に交流電圧成
分が重畳されている場合に限らず、緩やかに減衰する直
流的な成分に交流電圧成分が重畳されている場合や、単
に交流電圧成分のみから成る場合にもその交流電圧成分
を測定することが可能である。

【００３７】このように、この測定器１によれば、切替
えスイッチ６により“ＤＣモード”を選択すれば、定常
的あるいは緩やかに減衰する帯電体Ｘの表面電位を該帯
電体Ｘに接触することなく測定することができ、また、
“ＡＣモード”を選択すれば、帯電体Ｘの表面電位の交
流電圧成分を該帯電体Ｘに接触することなく測定するこ
とができる。

【００３８】次に、本発明の表面電位測定器の第２の例
を図４乃至図６に従って説明する。図４は該表面電位測
定器の外観斜視図、図５はその要部の回路的構成図、図
６はその作動を説明するための線図である。

【００３９】図４で、この表面電位測定器２０（以下、
単に測定器２０という）は、所謂、振動型の測定器を基
礎とするものであり、その箱形の筐体２１内の前部に収
納・固設された導体材料から成るセンサ電極２２が該筐
体２１の前面部に穿設された開口穴２３を介して外部に
露出され、筐体２１の内部の開口穴２３とセンサ電極２
２との間には、導体材料から成る音叉型振動体２４が設
けられている。そして、前記測定器１と同様に、筐体２
１の内部には、回路部２５が収納され、筐体２１の上面
部には表示器２６が固着され、筐体２１の外面部には、
測定に際して“ＤＣモード”及び“ＡＣモード”のいず
れかを選択するための切替えスイッチ２７が取付けられ
ている。尚、音叉型振動体２４は接地されている。

【００４０】図５に示すように、回路部２５は、センサ
電極２２と接地極２８との間に接続された抵抗２９と、
後述する測定に際してセンサ電極２２及び抵抗２９に生
じる電位信号を増幅する増幅回路（プリアンプ）３０
と、増幅回路３０の出力信号をさらに適当なゲインで増
幅する増幅回路３１と、増幅回路３１の出力信号から帯
電体Ｘの表面電位に応じた電位信号を生成する表面電位
信号生成回路３２と、該生成回路３２の出力信号から交
流電圧成分を抽出する交流分抽出回路３３と、交流分抽
出回路３３の出力信号を適当なゲインで増幅する増幅回
路３４と、増幅回路３４の出力信号の振幅（ピーク値）
を検出するピーク検出回路３５と、前記切替えスイッチ
２７により選択されるモードに従って生成回路３２の出
力信号あるいはピーク検出回路３５の出力信号をＡ／Ｄ
変換して前記表示器２６に表示せしめるＡ／Ｄ変換回路
３６とを備えている。

【００４１】また、回路部２５は、音叉型振動体２４を
一対の圧電素子３７，３７を介して振動させるための駆
動回路として、一方の圧電素子３７の出力信号から高周
波ノイズを除去するためのローパスフィルタ３８と、ロ
ーパスフィルタ３８の出力信号を増幅して他方の圧電素
子３７に出力すると共に、初期駆動用の信号を当該他方
の圧電素子３７に印加する初期駆動／増幅回路３９とを
備えている。この初期駆動／増幅回路３９は、初期駆動
用の信号を当該他方の圧電素子３７に印加することによ
り、音叉型振動体２４の振動を開始せしめ、この時、該
振動により当該一方の圧電素子に生じる電圧信号を増幅
して当該他方の圧電素子に印加することにより、音叉型
振動体２４の振動を所定の周期で継続させるようにして
いる。

【００４２】尚、図２中、４０は増幅回路３９の出力を
基に、前記生成回路３２が電位信号を生成するために必
要なパルスを発生するパルス発生／移相調整回路であ
る。

【００４３】かかる構成により、回路部２５は、その機
能的構成として、本発明の要部である電位信号生成手段
４１、電位計測手段４２、交流信号抽出手段４３及び交
流電圧計測手段４４を構成する。

【００４４】この場合、生成手段４１は、抵抗２９、増
幅回路３０，３１、生成回路３２等により構成され、電
位計測手段４２は、Ａ／Ｄ変換回路３６及び表示器２６
等により構成される。また、抽出手段４３は、交流分抽
出回路３３等により構成され、交流電圧計測手段４４
は、増幅回路３４、ピーク検出回路３５、Ａ／Ｄ変換回
路３６及び表示器２６等により構成される。

【００４５】次に、かかる測定器２０の作動を説明す
る。

【００４６】図４及び図５において、この測定器２０に
より帯電体Ｘの表面電位を測定する際には、まず、図示
しない電源スイッチを投入し、さらに、例えば、帯電体
Ｘの表面電位が定常的、あるいはゆるやかに減衰すると
予測されるときには、切替えスイッチ２７により“ＤＣ
モード”を選択する。この時、前記初期駆動／増幅回路
３９が作動して、音叉型振動体２４が前述したように、
圧電素子３７，３７を介して所定の周期で振動される。

【００４７】次いで、センサ電極２２を帯電体Ｘに対向
させた状態で、筐体２１を帯電体Ｘに近づけ、さらに、
帯電体Ｘとセンサ電極２２との距離が、“ＤＣモード”
で測定を行うための距離としてあらかじめ定められた所
定の距離Ｄ₁ となる位置で筐体２１を停止させる。

【００４８】この時、センサ電極２２には、帯電体Ｘと
の静電誘導により誘導電荷が発生し、この誘導電荷は、
音叉型振動体２４の振動により、帯電体Ｘからセンサ電
極２２への電気力線が周期的に継断されることにより交
流的に発生する。これによりセンサ電極２２及び抵抗２
９には接地極２８に対して交流的な電位が生じ、この電
位信号は、増幅回路３０により増幅される。

【００４９】この場合、センサ電極２２及び抵抗２９に
生じる電位を増幅する増幅回路３０の出力信号の振幅
は、帯電体Ｘの表面電位と、帯電体Ｘ及びセンサ電極２
２間の距離とに応じたものとなり、その周期は音叉型振
動体２４の振動周期と一致する。そして、増幅回路３０
から得られる電位信号は、帯電体Ｘの表面電位が定常的
であり、且つ、帯電体Ｘ及びセンサ電極２２間の距離が
前記所定の距離Ｄ₁ に維持された状態では、例えば、図
６（ａ）に示すように、略一定の振幅を有する交流信号
となる。

【００５０】増幅回路３０から得られる電位信号は、さ
らに増幅回路３１により、図６（ｂ）に仮想線で示すよ
うに増幅された後に、前記表面電位信号生成回路３２に
入力される。この生成回路３２には、この電位信号の他
に、前記パルス発生／移送調整回路４０により、音叉型
振動体２４の振動周期と同一周期で、適当に位相調整が
なされたパルスＰ（図６（ｂ）参照）が入力されてお
り、生成回路３２は、増幅回路３１から入力される電位
信号をパルスＰのＯＮ状態の時だけ取り出し、それを保
持することにより、該電位信号の振幅（ピーク値）を図
６（ｂ）に実線で示すような信号として生成する。

【００５１】この場合、このように生成回路３２により
生成された信号は、帯電体Ｘの定常的な表面電位に比例
する電位信号となる。

【００５２】そして、この電位信号は、Ａ／Ｄ変換回路
３６によりＡ／Ｄ変換され、さらに、その電圧値が表示
器２６により帯電体Ｘの表面電位として表示され、これ
により、該表面電位が測定される。

【００５３】この場合、増幅回路３１のゲインは、帯電
体Ｘ及びセンサ電極２２間の距離が前記所定の距離Ｄ₁
であるときに、表示器２６の表示電圧値が帯電体Ｘの表
面電位を正しく表すものとなるようにあらかじめ調整さ
れており、帯電体Ｘ及びセンサ電極２２間の距離を前記
所定の距離Ｄ₁ に維持することにより帯電体Ｘの表面電
位が正しく測定される。

【００５４】一方、帯電体Ｘの表面電位が交流電圧成分
を含むと予測される場合には、前記切替えスイッチ２７
により“ＡＣモード”を選択した後に、前述と同様の測
定操作を行う。この場合、筐体２１を帯電体Ｘに近づけ
るに際しては、帯電体Ｘとセンサ電極２２との距離が
“ＡＣモード”で測定を行うための距離としてあらかじ
め定められた所定の距離Ｄ₂ となる位置で該筐体２１を
停止させる。

【００５５】この時、音叉型振動体２４の振動周波数が
帯電体Ｘの表面電位の交流電圧成分の周波数よりも充分
大きなものに設定されておれば、センサ電極２２及び抵
抗２８に生じる交流的な電位の振幅は、帯電体Ｘの表面
電位が交流電圧成分を含んで変動するのに追従して変動
し、このため、増幅回路３１の出力信号（電位信号）
は、例えば、図６（ｃ）に実線で示すように、交流信号
が帯電体Ｘの表面電位の交流電圧成分により振幅変調さ
れた形の信号となる。また、これに追従して、生成回路
３２により生成される電位信号は、同図仮想線で示すよ
うに、直流に交流信号が重畳された形の信号となる。

【００５６】そして、この生成回路３２により生成され
た電位信号は、前述した測定器１と全く同様に、交流分
抽出回路３３、増幅回路３４、ピーク検出回路３５及び
Ａ／Ｄ変換回路３６を順に介して所定の処理が施され、
最終的にその電位信号の振幅値が帯電体Ｘの表面電位の
交流電圧成分の値として表示器２６に表示され、これに
より、該表面電位の交流電圧成分が測定される。

【００５７】この場合、増幅回路３４のゲインは、帯電
体Ｘ及びセンサ電極３間の距離が前記所定の距離Ｄ₂ で
あるときに、帯電体Ｘの表面電位の交流電圧成分の値を
正しく表すものとなるようにあらかじめ調整されてい
る。

【００５８】このように、この測定器２０においても、
前測定器１と同様に、“ＤＣモード”を選択すれば、定
常的あるいは緩やかに減衰する帯電体Ｘの表面電位を該
帯電体Ｘに接触することなく測定することができ、ま
た、“ＡＣモード”を選択すれば、帯電体Ｘの表面電位
の交流電圧成分を該帯電体Ｘに接触することなく測定す
ることができる。

【００５９】次に、本発明の表面電位測定器の第３の例
を図７及び図８に従って説明する。図７は該表面電位測
定器の外観斜視図、図８はその要部の回路的構成図であ
る。

【００６０】図７で、この表面電位測定器４５（以下、
単に測定器４５という）は、所謂、回転セクタ型の測定
器を基礎とするものであり、その箱形の筐体４６内の前
部に収納・固設された導体材料から成るセンサ電極４７
が該筐体４６の前面部に穿設された開口穴４８を介して
外部に露出され、筐体４６の内部の開口穴４８とセンサ
電極４７との間には、導体材料から成る羽根車形状の回
転羽根４９が回動自在に支承されている。そして、セン
サ電極４７の後方には、筐体４６内に固設されたモータ
５０が配置され、その駆動軸５０ａは、回転羽根４９を
回転駆動すべく、センサ電極４７を貫通して回転羽根４
９に連結されている。

【００６１】また、前記測定器１，２０と同様に、筐体
４６の内部には、回路部５１が収納され、筐体４６の上
面部には表示器５２が固着され、筐体４６の外面部に
は、測定に際して“ＤＣモード”及び“ＡＣモード”の
いずれかを選択するための切替えスイッチ５３が取付け
られている。

【００６２】尚、回転羽根４９はモータ５０の駆動軸５
０ａに摺接されたブラシ５４を介して接地され、センサ
電極４７は回転羽根４９と略同一形状に形成されてい
る。

【００６３】図８に示すように、回路部５１の基本構成
は、前述の測定器２０と同一であり、抵抗２９、増幅回
路（プリアンプ）３０、増幅回路３１、表面電位信号生
成回路３２と、交流分抽出回路３３と、増幅回路３４、
ピーク検出回路３５、Ａ／Ｄ変換回路３６等を備えてい
る。そして、この回路部５１は、モータ５０を作動させ
るための駆動回路５５を備えており、この駆動回路５５
はモータ５０を所定の回転速度で駆動するようにしてい
る。

【００６４】尚、図中、５６は回転羽根４９の回転周波
数を検出すべく前記筐体４６内に回転羽根４９に対向し
て設けられたフォトカプラ、５７はフォトカプラ５６の
出力信号を増幅する増幅回路、５８は増幅回路５７の出
力を基に、前記生成回路３２が電位信号を生成するため
に必要なパルスを発生するパルス発生／移相調整回路で
ある。

【００６５】かかる測定器４５においては、帯電体Ｘの
表面電位の測定に際して、図示しない電源スイッチを投
入すると、モータ５０により回転羽根４９が所定の周期
で回転駆動され、この時、筐体４６を帯電体Ｘに近づけ
てセンサ電極４７を帯電体Ｘに対向させると、帯電体Ｘ
からセンサ電極４７への電気力線が回転羽根４９により
周期的に継断されるとにより、前述した測定器２０と同
様に、センサ電極４７及び抵抗２９に交流的な電位信号
が発生し、その振幅は、帯電体Ｘの表面電位と帯電体Ｘ
及びセンサ電極４７間の距離に応じた大きさとなる。

【００６６】そして、この電位信号が回路部５１によ
り、測定器２０と全く同様に処理され、帯電体Ｘの表面
電位が表示器５２に表示される。

【００６７】この場合、測定器２０と全く同様に、“Ｄ
Ｃモード”を選択した場合には、帯電体Ｘとセンサ電極
４７との距離を所定の距離Ｄ₁ に維持した状態で、帯電
体Ｘの定常的な電位が正しく測定され、“ＡＣモード”
を選択した場合には、帯電体Ｘとセンサ電極４７との距
離を所定の距離Ｄ₂ に維持した状態で、帯電体Ｘの表面
電位の交流電圧成分が正しく測定される。

【００６８】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、帯電体の表面電位を測定するに際して、セン
サ電極と帯電体との距離を所定の距離に維持した状態
で、該センサ電極に生じる電位から該表面電位と帯電体
及びセンサ電極間の距離とに応じた電位信号を電位信号
生成手段により生成し、この時、帯電体の表面電位が定
常的あるいは緩やかに減衰する場合には、電位計測手段
により、該電位信号から直接的に帯電体の表面電位を計
測し、帯電体の表面電位が交流電圧成分を含む場合に
は、交流信号抽出手段により、前記電位信号から交流信
号分を抽出し、さらに、その抽出した交流信号分から交
流電圧計測手段により帯電体の表面電位の交流電圧成分
を抽出するようにしたことによって、帯電体の定常的な
表面電位を非接触で測定することができるだけでなく、
その表面電位の交流電圧成分をも非接触で容易に測定す
ることができ、広範な適用性を有する表面電位測定器を
提供することができる。

【００６９】そして、本発明を構成する各手段は、比較
的簡略な回路等により容易に構成することができ、その
構成を小型で簡略なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面電位測定器の第１の例の外観斜視
図、

【図２】該測定器の要部の回路的構成図、

【図３】該測定器の作動を説明するための線図、

【図４】本発明の表面電位測定器の第２の例の外観斜視
図、

【図５】該測定器の要部の回路的構成図、

【図６】該測定器の作動を説明するための線図、

【図７】本発明の表面電位測定器の第３の例の外観斜視
図、

【図８】該測定器の要部の回路的構成図。

【符号の説明】

１，２０，４５…表面電位測定器、３，２２，４７…セ
ンサ電極、１６，４１…電位信号生成手段、１７，４２
…電位計測手段、１８，４３…交流信号抽出手段、１
９，４４…交流電圧計測手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電体の表面電位及び該帯電体からの距離
   に応じて静電誘導により電位を生じるセンサ電極と、該
   センサ電極に生じた電位から帯電体の表面電位及び該帯
   電体からの距離に応じた電位信号を生成する電位信号生
   成手段と、前記帯電体及びセンサ電極間の距離が所定の
   距離であるときに該電位信号から該帯電体の表面電位を
   計測する電位計測手段と、前記帯電体の表面電位が交流
   電圧成分を含むときに前記電位信号から交流信号分を抽
   出する交流信号抽出手段と、前記帯電体及びセンサ電極
   間の距離が所定の距離であるときに前記交流信号分から
   該帯電体の表面電位の交流電圧成分を計測する交流電圧
   計測手段とを備えたことを特徴とする表面電位測定器。