JPH05297039A - コンピュータによるキャパシタンス変化の検知方法及び装置 - Google Patents

コンピュータによるキャパシタンス変化の検知方法及び装置

Info

Publication number
JPH05297039A
JPH05297039A JP9110192A JP9110192A JPH05297039A JP H05297039 A JPH05297039 A JP H05297039A JP 9110192 A JP9110192 A JP 9110192A JP 9110192 A JP9110192 A JP 9110192A JP H05297039 A JPH05297039 A JP H05297039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
component
capacitance
time
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9110192A
Other languages
English (en)
Inventor
M Jones Sado
サド、エム、ジョーンズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP9110192A priority Critical patent/JPH05297039A/ja
Publication of JPH05297039A publication Critical patent/JPH05297039A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容量性インピーダンス成分を有するセンサー
の容量変化を検知するための、コンピュータを用いた方
法及び装置を提供する。 【構成】 センサー10がコンピュータ4の入力ポート
14と出力ポート5との間に接続され、コンピュータ4
が出力ポート5に周期的な波形を生じ、コンデンサ6の
放電または充電時間を入力ポート14でモニターする。
モニターされた各時間が前にモニターされた時間と比較
され、この時間の変化がキャパシタンスの変化を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キャパシタンスを検知
するためのコンピュータを用いた方法に関する。
【0002】
【従来の技術】容量型の湿度センサー等をコンピュータ
へインタフェースする方法が従来種々考えられている
が、分極を生じ易く、センサーを損傷したり、較正を不
確かなものにしてしまうという欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、負荷におけるキャパシタンスの変化を検知する新規
な方法を提供することにある。
【0004】本発明の別の目的は、センサーにおける容
量変化を検出する新規な方法を提供することにある。
【0005】本発明のさらに別の目的は、センサーの分
極を防止した容量形センサーを提供することにある。
【0006】本発明のその他の目的は、添付の図面を参
照した以下の詳しい説明から明かとなろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、容量性
インピーダンス成分を有するセンサーの容量変化を検知
するためのコンピュータを用いた方法及び手段におい
て、センサーがコンピュータの入力ポートと出力ポート
との間に接続され、コンピュータが出力ポートに周期的
な波形を生じ、コンデンサの放電または充電時間を入力
ポートでモニターする。モニターされた各時間が前にモ
ニターされた時間と比較され、この時間の変化がキャパ
シタンスの変化を示す。
【0008】
【作用】すなわち本発明の方法では、コンピュータの入
力及び出力ポート間に接続された負荷の容量インピーダ
ンス変化を検知する。周期的な波形が出力ポートに加え
られ、負荷へAC電流を間接的に与える。コンピュータ
は、その入力ポートで負荷の出力をモニターする。負荷
の容量成分が所定のしきいレベルにまで放電すると、コ
ンピュータの入力ポートが論理0の値と論理1の値間で
変化する。コンピュータは入力ポートの状態を続けてサ
ンプリングし、容量成分の放電時間に関する情報を記憶
する。放電時間の変化が、キャパシタンスの変化が生じ
たことをコンピュータに指示する。特定のコンピュータ
がその入力ポートに内部プルアップ抵抗を用いている場
合には、負荷の容量成分の充電時間がモニターされる。
【0009】
【実施例】ここに示す好ましい実施例は、本出願を以下
に開示するその通りの態様に限定することを意図してい
ない。逆に以下の実施例は、他の当業者が本発明の教示
を利用できるように、選ばれ説明されている。
【0010】図1を参照すると、通常のマイクロコント
ローラまたはコンピュータ4がブロック図としてのみ示
してあり、出力ポート5と入力ポート14を具備する。
通例のごとく出力ポート5は、N−チャンネル金属酸化
物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)2とP
−チャンネルMOSFET1とからなる相補的な対称出
力段によって駆動される。かかる構成は、CMOS技術
を用いた集積回路においてごく通常のものである。この
ように構成されているため、コンピュータ4の出力ポー
ト5における論理0(ゼロ)は、MOSFET2が飽和
モードで電流を流す一方、MOSFET1は電流を遮断
していること、すなわちオフであることを示す。またコ
ンピュータ4の出力ポート5における論理1は、MOS
FET2がオフである一方、MOSFET1は飽和モー
ドで電流を流していることを示す。一般に、出力ポート
5の動的インピーダンスは小さく、負荷の外部インピー
ダンスと比較すると無視できる。図示した全ての電子回
路について想定される供給電圧(V+)は一般に、3か
ら6ボルトである。
【0011】コンピュータ4の入力ポート14は一般に
N−チャンネルMOSFET3を具備し、そのゲートリ
ードが入力ポート14に接続されている。通例MOSF
ET3は、1ボルトから供給電圧V+までの範囲内のし
きい電圧を有する。しきい値より高い入力電圧では、M
OSFET3が導通し、入力ポート14を論理1とす
る。MOSFET3のしきい値より低い入力電圧では、
MOSFET3が非導通モードとなり、コンピュータの
入力ポート14を論理0とする。
【0012】コンデンサ6が、コンピュータ4の出力ポ
ート5とセンサー10の入力リード7との間に接続され
ている。センサー10の出力リード11は、コンピュー
タ4の入力ポート14に接続されている。図1に示すよ
うに、ダイオード12と抵抗13がセンサーの出力リー
ドとアース電位との間に並列に接続されている。センサ
ー10の等価回路が、容量成分9と抵抗成分8の並列の
組合せを含む概略図として示してある。ここでの説明の
ため、容量成分9のインピーダンスの方が抵抗成分8よ
り上回るものとする。
【0013】動作時、コンピュータ4は図3に示した周
期的な波形を、通常の方法で出力ポート5に表す。出力
ポート5の波形は100Hzより高いのが好ましく、セ
ンサー10のインピーダンスを検出するためセンサーに
AC電流を間接的に与える。この波形の正確なデューテ
ィサイクルは、所望のキャパシタンス測定分解能、コン
ピュータの速度、及びセンサー回路内における各種電子
部品の特性値に実質上依存する。コンピュータとセンサ
ーとの間に接続されたコンデンサ6は、DC電流がセン
サーを通って流れるのを防ぐため含まれたもので、波形
周波数との組合せにおいて、センサーの較正、精度、信
頼性を劣化させる可能性がある分極及びメッキの問題を
取り除く。出力ポート5における図3の周期的な波形
は、前述したように図示例では抵抗成分8と容量成分9
からなるインピーダンスを有するセンサー10の入力リ
ード7に接続されている。抵抗及び容量両成分のインピ
ーダンス値は通例、水、湿度、位置または圧力などの検
出に応じて変化する。尚、振幅軸上における0%から1
00%の参照値は、供給電圧V+のパーセントを示して
いる。また、図3から6のグラフにおける時間軸上の0
%から100%の表示は、全出力波形周期のパーセント
を関数とした時間を示す。
【0014】図4は、図3の出力波形に応じ、センサー
10からコンピュータの入力ポート14で受け取られる
波形を示す。尚、出力波形周期の開始時、すなわち時間
軸上の0%において、出力ポート5での電圧は論理低か
ら高への電圧移行を行う。出力が低から高へ電圧移行す
ると、コンデンサ6と容量成分9は抵抗13を介して放
電し始める。コンデンサ6の値は容量成分9よりも大き
く、従って容量成分9の影響の方が優勢であるものと仮
定されている。センサー10の放電波形が図4に示して
ある。図4の波形で表した入力ポート14における電圧
が入力ポート14に位置したMOSFET3のしきい値
より低下すると、MOSFET3がオフする。前述した
ように、MOSFET3がオフすると、コンピュータに
よるサンプリングのため入力ポートが論理0となる。従
ってコンピュータが入力ポートをサンプルする一方、出
力ポートが論理高の電圧レベルになる。サンプリング
中、入力ポートは初め、入力ポートの電圧がしきい値よ
り高くMOSFET3が導通していることを示す論理1
を有する。そしてMOSFET3が一旦オフすると、入
力ポートは論理0となる。サンプリングは周期の75%
の間継続し、図示のように出力が高から低へ切り換わっ
たところで停止する。波形周期の開始から入力ポートが
論理0となるまでの時間間隔がコンピュータによって記
憶され、これが容量成分9の値を他のサンプリング時間
と比べた相対値として示す。図3に示したような連続的
に発生する出力波形でサンプリングを繰り返すことで、
得られる時間情報が容量成分9の状態と関連したものと
なり、時間間隔の変化が容量成分9で生じる変化に関す
る良好な推定を与える。すなわち、小さいキャパシタン
スインピーダンスほど、波形の時間0%としきい値での
遮断との間の時間間隔が短くなる。
【0015】図2は、入力ポート14に内部プルアップ
抵抗16(1つの抵抗として象徴的に示してある)を使
っているコンピュータ用の本発明の代替つまり第2の実
施例を示す。前述と同様、コンデンサ6がコンピュータ
4の出力ポート5とセンサー10の入力リード7との間
に接続されている。また、センサー10の出力リード1
1はコンピュータ4の入力ポート14に接続されてい
る。しかしこの代替実施例では、V+の電圧源とセンサ
ーの出力リード11との間にダイオード15が接続され
ている。
【0016】代替実施例で使われる出力波形の例が、図
5に示してある。図6は、図2の回路を用いた場合に、
図5の出力波形に応じてコンピュータ4の入力ポート1
4に生じる入力波形を示す。第1の実施例と同じく、周
期の開始時に、出力ポート5は低電圧から高電圧へ移行
する。この低から高への電圧移行で、コンデンサ6と容
量成分9はダイオード15を介して放電する。周期の2
5%時点で、出力ポート5は高電圧レベルから低電圧レ
ベルへ移行し、波形の残り約75%の間低のままであ
る。図6に示すように、低電圧レベルになると、電圧源
からプルアップ抵抗16を介して電流が流れてMOSF
ET3が導通し、コンピュータによるサンプリングのた
め入力ポート14を論理1とする。低い入力電圧によ
り、コンデンサ6と容量成分9がダイオード15が、入
力ポート14のプルアップ抵抗16を介して供給電圧に
(V+)に放電し始める。入力ポート14の電圧がしき
い値に達すると、MOSFET3がオフし、これはコン
ピュータへの入力値が論理0になることを意味する。周
期の100%時点で、出力ポート5は論理低の電圧レベ
ルから論理高の電圧レベルに移行し、次の波形が始ま
る。前述と同様、コンピュータ4は入力ポート14の論
理レベルをサンプリングし続け、論理状態の変化と変化
との間の時間間隔をモニターすることによって、容量性
インピーダンスの変化をコンピュータに反映させる。
【0017】尚例示を目的とし、センサーの容量変化を
検出するのに用いるものとして本発明を開示したが、以
上の開示は発明を制限するものと見なされるべきでな
い。また、本発明は開示したその通りの態様に制限され
ず、特許請求の範囲に記載の範囲内で変更可能なことが
理解されるべきである。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように本発明の方法は、実質
上容量型の湿度センサーをコンピュータへ直接インタフ
ェースするのに特に有用である。DC電流をセンサーに
通すことなく、しかも100Hzより充分高い励振周波
数を用いて検知作業を行うため、センサーを損傷した
り、較正を不確かなものにしてしまいかねない分極が防
止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】通常の湿度センサーまたはその他の容量型セン
サー及びマイクロコントローラ形コンピュータに接続さ
れ、本発明の方法を実施するのに必要な回路の一実施例
の概略図。
【図2】通常の湿度センサーまたはその他の容量型セン
サー及びマイクロコントローラ形コンピュータに接続さ
れ、本発明の代替方法を実施するのに必要な別の実施例
の概略図。
【図3】本発明の第1実施例を実施するコンピュータの
出力ポートに生じる周期的な波形の時間対振幅図。
【図4】本発明の第1実施例を実施するコンピュータの
入力ポートに現れる波形の時間対振幅図。
【図5】本発明の代替実施例を実施するコンピュータの
出力ポートに現れる波形の時間対振幅図。
【図6】本発明の代替実施例を実施するコンピュータの
入力ポートに現れる代表波形の時間対振幅図。
【符号の説明】
4 コンピュータ(出力手段、モニター手段、計時手
段) 5、14 コンピュータの入出力ポート 6 キャパシタンス(コンデンサ) 8 抵抗成分 9 容量成分 10 負荷(センサー) 12、15 ダイオード 13、16 負荷

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容量成分を有する負荷の容量変化を検知す
    る方法において: a.前記負荷の入力に周期的な波形を与えるステップ; b.前記周期的な波形によって生じた前記負荷の出力電
    圧をモニターするステップ; c.前記負荷からの前記出力電圧が所定の電圧になった
    時点を指示するステップ; d.前記周期的な波形の開始から、前記出力電圧が所定
    の電圧になったことの指示までの時間を求め、その時間
    値を記憶するステップ; e.前記ステップa−dを繰り返すステップ; f.前記ステップdで記憶された各時間値を比較するス
    テップで、時間の変化が前記負荷の前記容量成分の変化
    を表すステップ;を含む方法。
  2. 【請求項2】前記負荷が抵抗成分を含み、前記ステップ
    aの波形が論理高の電圧部分と論理低の電圧部分とを含
    み、前記容量成分が前記論理高の電圧部分中前記抵抗及
    び容量両成分によって決まる速さで電圧を放電し、前記
    論理低の電圧部分中は充電する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】前記負荷が抵抗成分を含み、前記ステップ
    aの波形が論理高の電圧部分と論理低の電圧部分とを含
    み、前記容量成分が前記論理低の電圧部分中前記抵抗及
    び容量両成分によって決まる速さで充電し、前記論理高
    の電圧部分中は放電する請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】前記負荷がセンサーで、前記容量成分の値
    が所定物質の検出のため変化する請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】負荷の容量値の変化を指示する装置におい
    て、高電圧部分と低電圧部分を有する周期的な波形を前
    記負荷に出力する手段、前記出力手段と前記負荷との間
    に接続されたキャパシタンス、前記負荷が前記出力手段
    と前記負荷の電圧をモニターする手段との間に接続され
    ていること、及び前記モニター手段とアース電位との間
    に接続されたダイオードと抵抗を備え、前記負荷が容量
    成分と抵抗成分を含み、前記容量成分が前記波形の高電
    圧部分中前記抵抗を介して充電し、前記容量成分の充電
    が所定の電圧になった時点を前記モニター手段が指示
    し、前記容量成分が前記波形の低電圧部分中放電し、前
    記容量成分が前記所定の電圧にまで充電する時間を計時
    する手段を前記モニター手段がさらに構成しており、充
    電時間の変化が前記容量値の変化を示す装置。
  6. 【請求項6】負荷の容量値の変化を指示する装置におい
    て、高電圧部分と低電圧部分を有する周期的な波形を前
    記負荷に出力する手段、前記出力手段と前記負荷との間
    に接続されたキャパシタンス、前記負荷が前記出力手段
    と前記負荷の電圧をモニターする手段との間に接続され
    ていること、正の電圧源と前記モニター手段との間に接
    続された抵抗、及び前記モニター手段と前記正の電圧源
    との間に接続されたダイオードを備え、前記負荷が容量
    成分と抵抗成分を含み、前記容量成分が前記波形の低電
    圧部分中前記抵抗を介して放電し、前記容量成分の放電
    が所定の電圧になった時点を前記モニター手段が指示
    し、前記容量成分が前記波形の高電圧部分中充電し、前
    記容量成分が前記所定の電圧にまで放電する時間を計時
    する手段を前記モニター手段がさらに構成しており、充
    電時間の変化が前記容量値の変化を示す装置。
JP9110192A 1992-04-10 1992-04-10 コンピュータによるキャパシタンス変化の検知方法及び装置 Pending JPH05297039A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9110192A JPH05297039A (ja) 1992-04-10 1992-04-10 コンピュータによるキャパシタンス変化の検知方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9110192A JPH05297039A (ja) 1992-04-10 1992-04-10 コンピュータによるキャパシタンス変化の検知方法及び装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05297039A true JPH05297039A (ja) 1993-11-12

Family

ID=14017137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9110192A Pending JPH05297039A (ja) 1992-04-10 1992-04-10 コンピュータによるキャパシタンス変化の検知方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05297039A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162593A (ja) * 2004-09-17 2006-06-22 Fondazione Torino Wireless 多周波容量測定装置およびその動作方法
JP2008046141A (ja) * 2001-11-07 2008-02-28 F Hoffmann-La Roche Ag 器具

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008046141A (ja) * 2001-11-07 2008-02-28 F Hoffmann-La Roche Ag 器具
JP4722900B2 (ja) * 2001-11-07 2011-07-13 エフ ホフマン−ラ ロッシュ アクチェン ゲゼルシャフト 血液、血液画分または対照中のグルコース濃度を定量する方法および装置
JP2006162593A (ja) * 2004-09-17 2006-06-22 Fondazione Torino Wireless 多周波容量測定装置およびその動作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110050255A1 (en) System and method for measuring capacitance
EP0802632B1 (en) Auto-reset circuit with improved testability
EP1465313A1 (en) Method and device for short circuit or open load detection
KR940004408B1 (ko) 반도체 메모리 장치의 자동 스트레스 모드 테스트장치
US4071822A (en) Digital voltage detecting circuit for a power source
US5146412A (en) Method and means for sensing a change in capacitance by a computer
US7336088B2 (en) Method and apparatus for determining IDDQ
KR100278869B1 (ko) 주파수검출회로
US8264280B2 (en) Load driving circuit
US4230958A (en) Loss of clock detector circuit
US6731129B1 (en) Apparatus for measuring capacitance of a semiconductor device
JPH05297039A (ja) コンピュータによるキャパシタンス変化の検知方法及び装置
US6693416B2 (en) Method and device for measuring the phase shift between a periodic signal and an output signal at an output of an electronic component
US5912562A (en) Quiescent current monitor circuit for wafer level integrated circuit testing
JP2002527718A (ja) 微小電力型磁力計
JPS6217666A (ja) 電圧印加電流測定装置
JPS584848B2 (ja) A/d変換回路
KR950004637B1 (ko) 플로우팅 감지 회로
US4496855A (en) High voltage level detector and method
US6320368B1 (en) Method for determining the drive capability of a driver circuit of an integrated circuit
JP2003254992A (ja) 物理量検出回路
JP2764984B2 (ja) 電流センス回路
JP3211881B2 (ja) 半導体記憶装置
JPH0955769A (ja) クロック断検出回路
JP2001272264A (ja) 水検知器