JPH06300596A - 容量式電磁流量計 - Google Patents
容量式電磁流量計Info
- Publication number
- JPH06300596A JPH06300596A JP8606193A JP8606193A JPH06300596A JP H06300596 A JPH06300596 A JP H06300596A JP 8606193 A JP8606193 A JP 8606193A JP 8606193 A JP8606193 A JP 8606193A JP H06300596 A JPH06300596 A JP H06300596A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- field effect
- effect transistor
- capacitance
- gate
- current
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 変換部の入力端の入力インピーダンスを高く
維持しながら漏れ電流により飽和しないように改良した
容量式電磁流量計を提供するにある。 【構成】 測定流体の流量を電気信号に変換し静電容量
を介して先の流量に対応する流量信号を出力する容量式
電磁流量計において、先の静電容量を介して出力された
信号が各ゲートに印加されインピーダンス変換して出力
する一対の電界効果トランジスタであって、これらの電
界効果トランジスタはＮチャンネルの電界効果トランジ
スタとＰチャンネルの電界効果トランジスタよりなるよ
うにしたものである。
維持しながら漏れ電流により飽和しないように改良した
容量式電磁流量計を提供するにある。 【構成】 測定流体の流量を電気信号に変換し静電容量
を介して先の流量に対応する流量信号を出力する容量式
電磁流量計において、先の静電容量を介して出力された
信号が各ゲートに印加されインピーダンス変換して出力
する一対の電界効果トランジスタであって、これらの電
界効果トランジスタはＮチャンネルの電界効果トランジ
スタとＰチャンネルの電界効果トランジスタよりなるよ
うにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定流体の流量を電気
信号に変換し静電容量を介してこの流量に対応する流量
信号を出力する容量式電磁流量計に係り、特に、変換部
の入力端の入力インピーダンスを高く維持しながら漏れ
電流により飽和しないように改良した容量式電磁流量計
に関する。
信号に変換し静電容量を介してこの流量に対応する流量
信号を出力する容量式電磁流量計に係り、特に、変換部
の入力端の入力インピーダンスを高く維持しながら漏れ
電流により飽和しないように改良した容量式電磁流量計
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の容量式電磁流量計の構成の
概要を示す構成図である。１０は励磁回路であり所定の
波形、周波数で励磁コイル１１Ａ、１１Ｂに励磁電流Ｉ
fを流すと共に信号処理に必要なタイミング信号Ｔ1を変
換部１２に出力している。
概要を示す構成図である。１０は励磁回路であり所定の
波形、周波数で励磁コイル１１Ａ、１１Ｂに励磁電流Ｉ
fを流すと共に信号処理に必要なタイミング信号Ｔ1を変
換部１２に出力している。
【０００３】励磁コイル１１Ａ、１１Ｂは励磁電流Ｉf
に対応する波形・周波数を持つ磁場Ｂを測定流体Ｑに印
加している。検出電極１３Ａ、１３Ｂは測定流体Ｑとは
絶縁して絶縁性の導管１４に固定されている。これらの
検出電極１３Ａ、１３Ｂは変換部１２の前置増幅器１５
Ａ、１５Ｂの入力端に端子ＴA、ＴBを介して接続されて
いる。
に対応する波形・周波数を持つ磁場Ｂを測定流体Ｑに印
加している。検出電極１３Ａ、１３Ｂは測定流体Ｑとは
絶縁して絶縁性の導管１４に固定されている。これらの
検出電極１３Ａ、１３Ｂは変換部１２の前置増幅器１５
Ａ、１５Ｂの入力端に端子ＴA、ＴBを介して接続されて
いる。
【０００４】前置増幅器１５Ａ、１５Ｂの出力端に現れ
る電気信号は差動増幅器１６で差動演算がなされて信号
処理回路１７に出力される。ここで信号処理がなされて
変換部１２の出力端１８に流量信号として出力される。
この信号処理の際にタイミング信号Ｔ1が用いられる。
る電気信号は差動増幅器１６で差動演算がなされて信号
処理回路１７に出力される。ここで信号処理がなされて
変換部１２の出力端１８に流量信号として出力される。
この信号処理の際にタイミング信号Ｔ1が用いられる。
【０００５】このような構成において、測定流体Ｑが導
管１４に流れると、この導管１４の内部には測定流体Ｑ
の流量に対応する起電力が発生している。これらの起電
力は測定流体Ｑと検出電極１３Ａ、１３Ｂとの間に形成
されている静電容量ＣA、ＣBを介して前置増幅器１５
Ａ、１５Ｂの入力端に出力されている。この静電容量Ｃ
A、ＣBは数１０ｐＦ程度の値である。
管１４に流れると、この導管１４の内部には測定流体Ｑ
の流量に対応する起電力が発生している。これらの起電
力は測定流体Ｑと検出電極１３Ａ、１３Ｂとの間に形成
されている静電容量ＣA、ＣBを介して前置増幅器１５
Ａ、１５Ｂの入力端に出力されている。この静電容量Ｃ
A、ＣBは数１０ｐＦ程度の値である。
【０００６】前置増幅器１５Ａ、１５Ｂは入力側の高イ
ンピーダンスであるが、これを低インピーダンスに変換
して差動増幅器１６に出力し、ここでコモンモードノイ
ズなどを除去して信号処理回路１７に出力する。
ンピーダンスであるが、これを低インピーダンスに変換
して差動増幅器１６に出力し、ここでコモンモードノイ
ズなどを除去して信号処理回路１７に出力する。
【０００７】ところで、この場合の前置増幅器１５Ａ、
１５Ｂはそれぞれ図５に示すように構成されている。い
ずれの前置増幅器１５Ａ、１５Ｂも同じように構成され
るので、ここでは前置増幅器１５Ａ側をベースとして説
明する。
１５Ｂはそれぞれ図５に示すように構成されている。い
ずれの前置増幅器１５Ａ、１５Ｂも同じように構成され
るので、ここでは前置増幅器１５Ａ側をベースとして説
明する。
【０００８】端子ＴAは抵抗Ｒ1を介して共通電位点ＣＯ
Ｍに接続されると共に電界効果トランジスタＱA1のゲー
トＧに接続されている。電界効果トランジスタＱA1のド
レインＤは抵抗Ｒ2を介して電源電圧＋ＶBが印加され、
そのソースＳは抵抗Ｒ3を介して電源電圧−ＶBが印加さ
れている。
Ｍに接続されると共に電界効果トランジスタＱA1のゲー
トＧに接続されている。電界効果トランジスタＱA1のド
レインＤは抵抗Ｒ2を介して電源電圧＋ＶBが印加され、
そのソースＳは抵抗Ｒ3を介して電源電圧−ＶBが印加さ
れている。
【０００９】抵抗Ｒ1は数１０Ｇ（ギガ）Ωの程度であ
り、電界効果トランジスタＱA1は入力抵抗の高いＭＯＳ
形の電界効果トランジスタを用いており、その入力抵抗
はＴ（テラ）Ωのオーダである。
り、電界効果トランジスタＱA1は入力抵抗の高いＭＯＳ
形の電界効果トランジスタを用いており、その入力抵抗
はＴ（テラ）Ωのオーダである。
【００１０】そして、流量信号はソースＳから低インピ
ーダンスで出力端子Ｔ0に引き出される。出力端子Ｔ0に
は、図示しない増幅回路が接続され、全体として前置増
幅器１５Ａが構成されている。つまり、電界効果トラン
ジスタＱA1は前置増幅器１５Ａの初段をなしている。
ーダンスで出力端子Ｔ0に引き出される。出力端子Ｔ0に
は、図示しない増幅回路が接続され、全体として前置増
幅器１５Ａが構成されている。つまり、電界効果トラン
ジスタＱA1は前置増幅器１５Ａの初段をなしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４、
図５に示すような方式では、電界効果トランジスタＱA1
の漏れ電流が検出電極１３Ａとの間に形成されている静
電容量ＣAに充電されて電界効果トランジスタＱA1が飽
和するのを防ぐために抵抗Ｒ1が接続されているが、こ
の抵抗Ｒ1の熱雑音により出力信号が揺動するという問
題がある。
図５に示すような方式では、電界効果トランジスタＱA1
の漏れ電流が検出電極１３Ａとの間に形成されている静
電容量ＣAに充電されて電界効果トランジスタＱA1が飽
和するのを防ぐために抵抗Ｒ1が接続されているが、こ
の抵抗Ｒ1の熱雑音により出力信号が揺動するという問
題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、測定流体の流量を電気信号
に変換し静電容量を介して先の流量に対応する流量信号
を出力する容量式電磁流量計において、先の静電容量を
介して出力された信号が各ゲートに印加されインピーダ
ンス変換して出力する一対の電界効果トランジスタであ
って、これらの電界効果トランジスタはＮチャンネルの
電界効果トランジスタとＰチャンネルの電界効果トラン
ジスタよりなるようにしたものである。
解決するための構成として、測定流体の流量を電気信号
に変換し静電容量を介して先の流量に対応する流量信号
を出力する容量式電磁流量計において、先の静電容量を
介して出力された信号が各ゲートに印加されインピーダ
ンス変換して出力する一対の電界効果トランジスタであ
って、これらの電界効果トランジスタはＮチャンネルの
電界効果トランジスタとＰチャンネルの電界効果トラン
ジスタよりなるようにしたものである。
【００１３】
【作 用】Ｎチャンネルの電界効果トランジスタとＰチ
ャンネルの電界効果トランジスタの各ゲートに静電容量
を介して測定流体の流量が変換された電気信号が入力さ
れる。
ャンネルの電界効果トランジスタの各ゲートに静電容量
を介して測定流体の流量が変換された電気信号が入力さ
れる。
【００１４】この場合に、ＮチャンネルとＰチャンネル
とでは漏れ電流の方向が逆であり、これ等の値が等しく
なったところで先の静電容量への充電が停止するので、
この入力回路が飽和するゲート電圧まで至らない。
とでは漏れ電流の方向が逆であり、これ等の値が等しく
なったところで先の静電容量への充電が停止するので、
この入力回路が飽和するゲート電圧まで至らない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の要部構成を示す構成
図である。図１に示す構成は、基本的には図４に示す前
置増幅器１５Ａ、或いは１５Ｂの初段に対応する構成を
示している。ここでも、前置増幅器１５Ａ側について説
明する。
明する。図１は本発明の１実施例の要部構成を示す構成
図である。図１に示す構成は、基本的には図４に示す前
置増幅器１５Ａ、或いは１５Ｂの初段に対応する構成を
示している。ここでも、前置増幅器１５Ａ側について説
明する。
【００１６】端子ＴAは検出電極１３Ａに接続されると
共にＮチャンネルの電界効果トランジスタＱA2のゲート
ＧとＰチャンネルの電界効果トランジスタＱA3のゲート
Ｇにそれぞれ接続されている。
共にＮチャンネルの電界効果トランジスタＱA2のゲート
ＧとＰチャンネルの電界効果トランジスタＱA3のゲート
Ｇにそれぞれ接続されている。
【００１７】電界効果トランジスタＱA2のドレインＤは
抵抗Ｒ4を介して電源電圧＋ＶBが印加され、そのソース
Ｓは抵抗Ｒ5を介して出力端子Ｔ0に引き出されている。
また、電界効果トランジスタＱA3のドレインＤは抵抗Ｒ
6を介して電源電圧−ＶBが印加され、そのソースＳは抵
抗Ｒ6を介して出力端子Ｔ0に引き出されている。
抵抗Ｒ4を介して電源電圧＋ＶBが印加され、そのソース
Ｓは抵抗Ｒ5を介して出力端子Ｔ0に引き出されている。
また、電界効果トランジスタＱA3のドレインＤは抵抗Ｒ
6を介して電源電圧−ＶBが印加され、そのソースＳは抵
抗Ｒ6を介して出力端子Ｔ0に引き出されている。
【００１８】次に、図２に示す特性図、図３に示す説明
図を用いて図１に示す要部実施例の動作について説明す
る。図２はＮチャンネルの電界効果トランジスタのドレ
イン／ソース間の電圧ＶDSとゲートの漏れ電流ＩGXとの
関係を示す。
図を用いて図１に示す要部実施例の動作について説明す
る。図２はＮチャンネルの電界効果トランジスタのドレ
イン／ソース間の電圧ＶDSとゲートの漏れ電流ＩGXとの
関係を示す。
【００１９】電圧ＶDSが大きくなるとゲートの漏れ電流
ＩGXが指数関数的に増大する。Ｐチャンネルの電界効果
トランジスタの場合は、ドレイン／ソース間の電圧ＶDS
と漏れ電流ＩGXの符号がＮチャンネルのときと反対にな
る。
ＩGXが指数関数的に増大する。Ｐチャンネルの電界効果
トランジスタの場合は、ドレイン／ソース間の電圧ＶDS
と漏れ電流ＩGXの符号がＮチャンネルのときと反対にな
る。
【００２０】ここで、Ｎチャンネルの電界効果トランジ
スタＱA2とＰチャンネルの電界効果トランジスタＱA3の
漏れ電流ＩGN、ＩGPが等しければ、測定流体Ｑと検出電
極１３Ａとの間に形成されている静電容量ＣAを漏れ電
流が充電することはなく、ゲート電圧ＶGはゼロボルト
である（図３）。
スタＱA2とＰチャンネルの電界効果トランジスタＱA3の
漏れ電流ＩGN、ＩGPが等しければ、測定流体Ｑと検出電
極１３Ａとの間に形成されている静電容量ＣAを漏れ電
流が充電することはなく、ゲート電圧ＶGはゼロボルト
である（図３）。
【００２１】しかし、一般的には、漏れ電流ＩGN、ＩGP
の大きさは電界効果トランジスタにより異なりゲート電
圧ＶGはゼロボルトにはならないので、この点について
次に説明する。
の大きさは電界効果トランジスタにより異なりゲート電
圧ＶGはゼロボルトにはならないので、この点について
次に説明する。
【００２２】例えば、電界効果トランジスタＱA2のゲー
トへの漏れ電流ＩGNが大きくなると、静電容量ＣAを漏
れ電流ＩGNが充電し、ゲート電圧ＶGおよびソース電圧
ＶSがプラスにシフトする。
トへの漏れ電流ＩGNが大きくなると、静電容量ＣAを漏
れ電流ＩGNが充電し、ゲート電圧ＶGおよびソース電圧
ＶSがプラスにシフトする。
【００２３】この結果、電界効果トランジスタＱA2のド
レイン／ソース間電圧は小さくなり、漏れ電流ＩGNが小
さくなる（図２）。一方、電界効果トランジスタＱA3の
ドレイン／ソース間電圧は大きくなり漏れ電流ＩGPが増
大する。
レイン／ソース間電圧は小さくなり、漏れ電流ＩGNが小
さくなる（図２）。一方、電界効果トランジスタＱA3の
ドレイン／ソース間電圧は大きくなり漏れ電流ＩGPが増
大する。
【００２４】そこで、電界効果トランジスタＱA2とＱA3
の漏れ電流ＩGN、ＩGPが等しくなったところで静電容量
ＣAへの充電が止まる。従って、ゲート電圧ＶGは入力回
路が飽和する電圧までには至らないこととなる。
の漏れ電流ＩGN、ＩGPが等しくなったところで静電容量
ＣAへの充電が止まる。従って、ゲート電圧ＶGは入力回
路が飽和する電圧までには至らないこととなる。
【００２５】今までの説明では、接合形の電界効果トラ
ンジスタとして説明したが、ＭＯＳ形の電界効果トラン
ジスタを用いても良い。さらに、今までの説明から明ら
かなように、Ｎチャンネルの電界効果トランジスタとＰ
チャンネルの電界効果トランジスタは相補対称でなくて
も良い。なお、電源電圧＋ＶB、−ＶBを制御することに
より図３に示すゲート電圧ＶGをほぼゼロに調整するこ
とも可能である。
ンジスタとして説明したが、ＭＯＳ形の電界効果トラン
ジスタを用いても良い。さらに、今までの説明から明ら
かなように、Ｎチャンネルの電界効果トランジスタとＰ
チャンネルの電界効果トランジスタは相補対称でなくて
も良い。なお、電源電圧＋ＶB、−ＶBを制御することに
より図３に示すゲート電圧ＶGをほぼゼロに調整するこ
とも可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、Ｎチャンネルの電界効果トランジ
スタとＰチャンネルの電界効果トランジスタの各ゲート
に測定流体と検出電極で形成される静電容量を介して流
量信号を入力するようにしたので、各電界効果トランジ
スタのゲートに流れるゲート電流の極性が異なり、先の
静電容量を限りなく充電することがなくなり、入力回路
の飽和を避けることができる。
うに本発明によれば、Ｎチャンネルの電界効果トランジ
スタとＰチャンネルの電界効果トランジスタの各ゲート
に測定流体と検出電極で形成される静電容量を介して流
量信号を入力するようにしたので、各電界効果トランジ
スタのゲートに流れるゲート電流の極性が異なり、先の
静電容量を限りなく充電することがなくなり、入力回路
の飽和を避けることができる。
【００２７】この結果、ゲート電流を放出する入力抵抗
を使用する必要がなくなり熱雑音による出力揺動を避け
ることができると共に前置増幅器の入力抵抗を大きくす
ることが可能になる。さらに、高価な高抵抗の入力抵抗
を使用する必要がなくなったので、コストダウンにも寄
与する。
を使用する必要がなくなり熱雑音による出力揺動を避け
ることができると共に前置増幅器の入力抵抗を大きくす
ることが可能になる。さらに、高価な高抵抗の入力抵抗
を使用する必要がなくなったので、コストダウンにも寄
与する。
【図１】本発明の１実施例の要部構成を示す構成図であ
る。
る。
【図２】図１に示す電界効果トランジスタの特性を説明
する特性図である。
する特性図である。
【図３】図１に示す要部実施例の動作を説明する説明図
である。
である。
【図４】従来の容量式電磁流量計の構成を示す構成図で
ある。
ある。
【図５】図５に示す容量式電磁流量計の一部の構成の詳
細を説明する構成図である。
細を説明する構成図である。
１０ 励磁回路 １１Ａ、１１Ｂ 励磁コイル １２ 変換部 １３Ａ、１３Ｂ 検出電極 １４ 導管 １５Ａ、１５Ｂ 前置増幅器 １６ 差動増幅器 １７ 信号処理回路 ＱA2、ＱA3 電界効果トランジスタ ＣA 静電容量
Claims (1)
- 【請求項１】測定流体の流量を電気信号に変換し静電容
量を介して前記流量に対応する流量信号を出力する容量
式電磁流量計において、前記静電容量を介して出力され
た信号が各ゲートに印加されインピーダンス変換して出
力する一対の電界効果トランジスタであって、これらの
電界効果トランジスタはＮチャンネルの電界効果トラン
ジスタとＰチャンネルの電界効果トランジスタよりなる
ことを特徴とする容量式電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8606193A JPH06300596A (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 容量式電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8606193A JPH06300596A (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 容量式電磁流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300596A true JPH06300596A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13876188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8606193A Pending JPH06300596A (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 容量式電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06300596A (ja) |
-
1993
- 1993-04-13 JP JP8606193A patent/JPH06300596A/ja active Pending
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