JPH0522866Y2 - - Google Patents

Description

【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の構成に関し、特に静電界
の強度検出や帯電量の測定などに利用する。

〔概要〕

本考案は、チヨツパ手段により切られた電気力
線を受ける電極の出力により電位を検出する電位
センサにおいて、 電極を複数にして、チヨツパの両端面下に配置
することにより逆位相の出力信号を発生させ、そ
れらの出力信号を選択的に差動増幅器に入力して
増幅することにより、 電位センサの電極部以外の構造を変更すること
なく、電位の検出感度を向上するものである。

〔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穴を備えたケース
と、このケース内に入つてくる電気力線を一定の
周期で切るチヨツパ部およびチヨツパ部を駆動す
る機械振動部と、この切られた電気力線を受けて
交流信号を取り出すための電極とから構成されて
いる。

第３図ａおよびｂはそれぞれ従来例の平面断面
図および側面断面図である。

これらの図において、機械振動手段は、駆動用
の圧電セラミツク６を接着した音叉２である。チ
ヨツパ部は、音叉２の先端部２ａおよび２ｂであ
り、この先端部２ａおよび２ｂにより電気力線７
が遮られる。

検出電極３は基板８に固定されている。これら
のチヨツパ部および基板８は、検出穴１０を持つ
ケース１に収容される。また基板８には所定位置
に音叉駆動用端子４、出力端子５および接地端子
９が取り付けられ、音叉駆動用端子４と圧電セラ
ミツク６との間には所定の内部配線が施されてい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述した従来の電位センサの出力電圧である交
流電圧は、音叉の先端部によつて切られる電気力
線の量および被測定物の帯電電圧にほぼ比例す
る。

したがつて、出力電圧を高くして測定感度を上
げるためには、音叉の先端部によつて切られる電
気力線の量を増大する必要がある。このために
は、音叉の振動振幅または音叉の先端部の長さ、
電極長および検出穴の長さを大きくする必要があ
る。

音叉の振動振幅を増大するためには音叉の共振
周波数を下げるか、または音叉の駆動電圧を上げ
る必要がある。

しかし、音叉の共振周波数を下げるために音叉
を薄くすれば、機械的強度が低下し、また音叉を
長くすれば電位センサの形状が大きくなる。さら
に駆動電圧を上げるためには駆動回路を変更しな
ければならない欠点がある。

本考案は、出力電圧を大きくして検出感度のよ
い電位センサを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、基板と、この基板に取り付けられた
機械振動手段と、この機械振動手段の振動にした
がい被測定物から放射される電気力線を遮るチヨ
ツパ部と、このチヨツパ部を通過する電気力線を
検出する電極と、この電極の出力を入力とする増
幅回路とを備えた電位センサにおいて、上記チヨ
ツパ部は、電気力線を遮る二つの先端部を備え、
このチヨツパ部の先端部が開いたときにその検出
する電気力線が遮られる一方の電極と、上記チヨ
ツパ部の先端部が閉じたときにその検出する電気
力線が遮られ上記一方の電極とは逆相の出力を発
生する他方の電極とを備え、上記増幅器回路は上
記電極が発生する互いに逆相の出力がそれぞれ二
つの反対極性の入力端子に接続された差動増幅回
路であることを特徴とする。

〔作用〕

被測定物から放射される電気力線を、チヨツパ
部が一定の周期で切る。このチヨツパ部により切
られた電気力線を電極部が受ける。

ここで上記電極部は複数の電極で構成されてお
り、電極からは逆位相の出力電圧が出力されるの
で、各電極の出力電圧を差動増幅することにより
感度を向上することができる。

〔実施例〕

次に本考案の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

第１図ａ，ｂおよびｃはそれぞれ本考案一実施
例の平面断面図、側面断面図および底面図であ
る。これらの同図において、基板８には、機械振
動手段として圧電セラミツク６に音叉２が取付け
られ、音叉２の先端にはチヨツパ部である先端部
２ａおよび２ｂが設けられる。

ここに本考案の特徴とするところは、検出電極
は３個の独立したもので、検出電極３ａは音叉２
の先端部２ａ，２ｂの中央部に配置され、検出電
極３ｂ，３ｃはそれぞれ先端部２ａ，２ｂの外側
に配置されている。

ここで、検出電極３ａには、従来の電位センサ
と同じく第４図ａの交流電圧が発生する。この交
流電圧でＡのときは、チヨツパ部の先端部２ａ，
２ｂが最も離れたとき、すなわち音叉２が開き、
電極３ａが受ける電気力線が最大のときに当た
る。また、Ｂのときは、Ａの場合とは逆に音叉２
が閉じ、電極３ａが受ける電気力線が最小のとき
である。

次に検出電極３ｂ，３ｃに発生する交流電圧を
考えると、検出電極３ｂ，３ｃの受ける電気力線
の大小を考えると、検出電極３ａの場合とは逆に
音叉２が開いたときは最小、音叉２が閉じたとき
は最大となる。

したがつて検出電極３ｂ，３ｃに発生する交流
電圧は第４図ｂに示すように同図ａの交流電圧と
は180°位相が異なる。また、二つの先端部の２
ａ，２ｂのそれぞれにおいて内側と外側により切
られる電気力線の量は同量である。

このため出力端子５ａでの出力電圧と、出力端
子５ａでの出力電圧と、出力端子５ｂおよび５ｃ
を接続した時の出力電圧とは等しい。

第２図に示す差動増幅回路において、符号V₁
およびV₂は差動増幅器１１の入力端子、符号V₃
は同じく出力端子である。

すなわち第１図ｃに示す出力端子５ａの出力を
第２図の入力端子V₁に接続し、同様に出力端子
５ｂおよび５ｃを接続した時の出力を入力端子
V₂に接続すれば、第４図ａの交流電圧と同図ｂ
の交流電圧との差が増幅され、出力端子V₃では
従来の電位センサの出力電圧の２倍の出力電圧が
得られる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案の電位センサによれ
ば、複数の電極からの出力電圧を簡単な差動増幅
手段を接続することによつて音叉すなわち機械振
動部の形状や、又この音叉の駆動回路および電位
センサの外形寸法を変更せずに、電位センサの出
力電圧を２倍にすることができるので、被測定物
の表面電位を高感度で測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ本考案の一実施例
の平面断面図、側面断面図、底面図。第２図は上
記実施例の差動増幅回路図。第３図ａおよびｂは
それぞれ従来例平面断面図および側面断面図。第
４図は本考案の出力交流電圧波形例を示す図。 １……ケース、２……音叉、２ａ，２ｂ……先
端部、３，３ａ，３ｂ，３ｃ……検出電極、４…
…音叉駆動用端子、５，５ａ，５ｂ，５ｃ……出
力端子、６……圧電セラミツク、７……電気力
線、８……基板、９……接地端子、１０……検出
穴、１１……差動増幅器、V₁，V₂……入力端子、
V₃……出力端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 基板と、 この基板に取り付けられた機械振動手段と、 この機械振動手段の振動にしたがい被測定物か
   ら放射される電気力線を遮るチヨツパ部と、 このチヨツパ部を通過する電気力線を検出する
   電極と、 この電極の出力を入力とする増幅回路と を備えた電位センサにおいて、 上記チヨツパ部は、電気力線を遮る二つの先端
   部を備え、 このチヨツパ部の先端部が開いたときにその検
   出する電気力線が遮られる一方の電極と、 上記チヨツパ部の先端部が閉じたときにその検
   出する電気力線が遮られ上記一方の電極とは逆相
   の出力を発生する他方の電極と を備え、 上記増幅器回路は上記電極が発生する互いに逆
   相の出力がそれぞれ二つの反対極性の入力端子に
   接続された差動増幅回路である ことを特徴とする電位センサ。