JPH0718764B2 - 重量センサ素子 - Google Patents
重量センサ素子Info
- Publication number
- JPH0718764B2 JPH0718764B2 JP62252880A JP25288087A JPH0718764B2 JP H0718764 B2 JPH0718764 B2 JP H0718764B2 JP 62252880 A JP62252880 A JP 62252880A JP 25288087 A JP25288087 A JP 25288087A JP H0718764 B2 JPH0718764 B2 JP H0718764B2
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- Japan
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- electrode
- circular
- capacitor
- lead
- weight sensor
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、重量検知器に用いられる重量センサ素子に関
するものである。
するものである。
従来の技術 従来この種の静電容量型重量センサ素子は、第６図に示
すように、中心に設けられた円状電極１と、その周囲に
設けられた環状電極２とが形成されたアルミナ基板３
と、中心に設けられた円状の共通電極４が形成されたア
ルミナ基板５とが、対向して適当な間隔を保持するよう
その周辺部の接着層６で固着されていた。円状電極１と
共通電極４および環状電極２と共通電極４とは、それぞ
れ円状コンデンサおよび環状コンデンサを構成してい
た。第７図に示すように、アルミナ基板５の中央部に荷
重を印加すると、アルミナ基板５がダイアフラムとして
動作し、図のように屈曲する。電極１と４からなる円状
コンデンサおよび電極２と４からなる環状コンデンサの
それぞれの静電容量は印加される荷重によって変化す
る。この静電容量をRC発振回路などを用いて発振周波数
の変化として検知し、重量センサとして動作していた。
なお、このときRC発振回路などの不安定性を回避するた
め、荷重によって大きく変化する円状コンデンサの静電
容量と、荷重によってあまり変化しない環状コンデンサ
の静電容量との比を、重量を示す特性値として用いてい
た。この場合、環状コンデンサは基準コンデンサとして
動作することになる。
すように、中心に設けられた円状電極１と、その周囲に
設けられた環状電極２とが形成されたアルミナ基板３
と、中心に設けられた円状の共通電極４が形成されたア
ルミナ基板５とが、対向して適当な間隔を保持するよう
その周辺部の接着層６で固着されていた。円状電極１と
共通電極４および環状電極２と共通電極４とは、それぞ
れ円状コンデンサおよび環状コンデンサを構成してい
た。第７図に示すように、アルミナ基板５の中央部に荷
重を印加すると、アルミナ基板５がダイアフラムとして
動作し、図のように屈曲する。電極１と４からなる円状
コンデンサおよび電極２と４からなる環状コンデンサの
それぞれの静電容量は印加される荷重によって変化す
る。この静電容量をRC発振回路などを用いて発振周波数
の変化として検知し、重量センサとして動作していた。
なお、このときRC発振回路などの不安定性を回避するた
め、荷重によって大きく変化する円状コンデンサの静電
容量と、荷重によってあまり変化しない環状コンデンサ
の静電容量との比を、重量を示す特性値として用いてい
た。この場合、環状コンデンサは基準コンデンサとして
動作することになる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、円状コンデンサと
環状コンデンサとが共通電極で接続されているため、各
々独立な発振回路（静電容量検知回路）を組むことが出
来ないため、各々の発振回路が相互に干渉し、正確に静
電容量を検知できないという問題点があった。
環状コンデンサとが共通電極で接続されているため、各
々独立な発振回路（静電容量検知回路）を組むことが出
来ないため、各々の発振回路が相互に干渉し、正確に静
電容量を検知できないという問題点があった。
また、第６図に見られるように取り出しリード部1a、2
a、4aが三方向にあるため、リード線が繁雑となった
り、発振回路との接続における引き廻しにより発振周波
数が不安定になったりするという問題点があった。
a、4aが三方向にあるため、リード線が繁雑となった
り、発振回路との接続における引き廻しにより発振周波
数が不安定になったりするという問題点があった。
更に、上下の電極構成が同一でないため、またアルミナ
基板３とアルミナ基板５とが同一形状でないため、電極
形成のための生産性が悪いなどの問題点があった。
基板３とアルミナ基板５とが同一形状でないため、電極
形成のための生産性が悪いなどの問題点があった。
本発明は、かかる従来の問題点を解消するもので、各々
の静電容量を相互の干渉もなく精度よく正確に検知で
き、更に電極形成において生産性のよい静電容量型重量
センサ素子を提供することを目的とする。
の静電容量を相互の干渉もなく精度よく正確に検知で
き、更に電極形成において生産性のよい静電容量型重量
センサ素子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 本発明の静電容量型重量センサ素子は、同一形状の上下
のアルミナ基板に形成される中心の円状電極およびその
周囲に設けられる環状電極の、それぞれの取り出しリー
ド部が同一方向に配置され、且つ、上下の電極配置が同
一である構成を備えたものである。また、それぞれの取
り出しリード部を、他のコンデンサが形成する電気力線
を横切らない構成を備えたものである。
のアルミナ基板に形成される中心の円状電極およびその
周囲に設けられる環状電極の、それぞれの取り出しリー
ド部が同一方向に配置され、且つ、上下の電極配置が同
一である構成を備えたものである。また、それぞれの取
り出しリード部を、他のコンデンサが形成する電気力線
を横切らない構成を備えたものである。
作用 本発明は上記の構成によるため、円状のコンデンサおよ
び環状コンデンサが、それぞれ独立した電極で形成され
ているため、発振回路でそれぞれの静電容量を検知する
際、相互の干渉もなく精度よく検知出来る。
び環状コンデンサが、それぞれ独立した電極で形成され
ているため、発振回路でそれぞれの静電容量を検知する
際、相互の干渉もなく精度よく検知出来る。
更に、上下の基板が同一形状で、かつ電極配置が同一で
あるため電極形成工程において、生産性が良い。
あるため電極形成工程において、生産性が良い。
またリード部が同一方向であるため、発振回路との接続
が容易となる。
が容易となる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。第１図
は、本発明に基づく重量センサ素子を示す。第１図にお
いて、１は中心に設けられた円状電極、２はその周囲に
設けられた環状電極、３、５はアルミナ基板を示す。６
は接着層を示す。電極１、２の取り出しリード部1a、2a
は同一方向であり、上下基板の電極配置は同一である。
また、アルミナ基板も上下とも同一形状のものを用いて
いる。第３図に重量センサ素子の分解斜視図を示す。
は、本発明に基づく重量センサ素子を示す。第１図にお
いて、１は中心に設けられた円状電極、２はその周囲に
設けられた環状電極、３、５はアルミナ基板を示す。６
は接着層を示す。電極１、２の取り出しリード部1a、2a
は同一方向であり、上下基板の電極配置は同一である。
また、アルミナ基板も上下とも同一形状のものを用いて
いる。第３図に重量センサ素子の分解斜視図を示す。
第２図に、CMOSデュアルタイマICからなるCR発振器型の
静電容量検知回路を示す。C1は中心部の円状コンデンサ
を示し、22pFとした。C2は環状コンデンサを示し、18pF
とした。抵抗R11、R12を適当に設定し、５番端子に発生
する出力周波数f1を60KHzとした。電源電圧VDDは5V一定
とした。次に抵抗R21をR11と同じ値に固定し、抵抗R22
を変化させ、９番端子に発生する出力周波数f2を変化さ
せ、出力周波数f1の安定度を評価した。即ちf2の値をf1
に近ずけた場合、f2の値がある値以下に近づくと、相互
干渉を起こし、f1とf2とが同じ値となる。
静電容量検知回路を示す。C1は中心部の円状コンデンサ
を示し、22pFとした。C2は環状コンデンサを示し、18pF
とした。抵抗R11、R12を適当に設定し、５番端子に発生
する出力周波数f1を60KHzとした。電源電圧VDDは5V一定
とした。次に抵抗R21をR11と同じ値に固定し、抵抗R22
を変化させ、９番端子に発生する出力周波数f2を変化さ
せ、出力周波数f1の安定度を評価した。即ちf2の値をf1
に近ずけた場合、f2の値がある値以下に近づくと、相互
干渉を起こし、f1とf2とが同じ値となる。
結果を表１に示す。
表１は、第６図に示すような従来の共通電極を有する円
状コンデンサと環状コンデンサとで、２つの発振回路を
構成し、各々の発振周波数を、500Hz以内に近ずける
と、２つの発振周波数が同一周波数になることを示し、
接地を共通とした本発明の実施例においては150Hzまで
近づけても独立した発振器として、各々動作することを
示している。
状コンデンサと環状コンデンサとで、２つの発振回路を
構成し、各々の発振周波数を、500Hz以内に近ずける
と、２つの発振周波数が同一周波数になることを示し、
接地を共通とした本発明の実施例においては150Hzまで
近づけても独立した発振器として、各々動作することを
示している。
次に、本発明の電極配置の詳細を第３図を用いて説明す
る。同図において、上下基板の形状および電極配置は同
一である。更に、上下電極のそれぞれの取り出しリード
部1a、2aが全て同一方向となっている。更に、円状電極
１および環状電極２とでそれぞれ形成される円状コンデ
ンサおよび環状コンデンサの各々の電気力線が相互に干
渉していないことを示している。即ち、中心の円状電極
１および取り出しリード部1aは、環状電極２および取り
出しリード部2aの電気力線の中を通らないことを意味し
ている。
る。同図において、上下基板の形状および電極配置は同
一である。更に、上下電極のそれぞれの取り出しリード
部1a、2aが全て同一方向となっている。更に、円状電極
１および環状電極２とでそれぞれ形成される円状コンデ
ンサおよび環状コンデンサの各々の電気力線が相互に干
渉していないことを示している。即ち、中心の円状電極
１および取り出しリード部1aは、環状電極２および取り
出しリード部2aの電気力線の中を通らないことを意味し
ている。
また、全ての取り出しリード部が、同一方向に向いてい
るため、第４図に示すように発振回路との接続が簡単と
なり、最短距離で接続することが出来、引き廻しによる
発振周波数の不安定性は大いに減少した。同図におい
て、７は重量センサ素子、8a、8b、8c、8dは取り出しリ
ード部と発振回路を構成するプリント基板９とを接続す
るリード線、10は抵抗、11はコンデンサ、12はICを示
す。
るため、第４図に示すように発振回路との接続が簡単と
なり、最短距離で接続することが出来、引き廻しによる
発振周波数の不安定性は大いに減少した。同図におい
て、７は重量センサ素子、8a、8b、8c、8dは取り出しリ
ード部と発振回路を構成するプリント基板９とを接続す
るリード線、10は抵抗、11はコンデンサ、12はICを示
す。
以上説明した第２図に示した発振回路は、従来例と比較
するため、重量センサ素子のコンデンサの一方の電極が
接地されている回路構成を用いたが、第５図に示すよう
な同一ICを用いて全く独立した発振器を構成することも
出来る。第５図のC1、C2は円状コンデンサ、環状コンデ
ンサを示す。R11、R12、R21、R22は抵抗を示す。f1、f2
はそれぞれの出力周波数を示す。VDDは電源電圧を示
す。13a、13b、13c、13d、13e、13fは１つのIC、例えば
D4049に内蔵されたインバータ・バッファを示す。
するため、重量センサ素子のコンデンサの一方の電極が
接地されている回路構成を用いたが、第５図に示すよう
な同一ICを用いて全く独立した発振器を構成することも
出来る。第５図のC1、C2は円状コンデンサ、環状コンデ
ンサを示す。R11、R12、R21、R22は抵抗を示す。f1、f2
はそれぞれの出力周波数を示す。VDDは電源電圧を示
す。13a、13b、13c、13d、13e、13fは１つのIC、例えば
D4049に内蔵されたインバータ・バッファを示す。
この場合、表に示した相互干渉を生じない範囲は更に改
善されて、 となった。
善されて、 となった。
発明の効果 以上のように本発明の静電容量型重量センサ素子によれ
ば次の効果が得られる。
ば次の効果が得られる。
（１）各々のコンデンサが独立した電極で形成されてい
るため、また、それぞれの取り出しリード部が他のコン
デンサの形成する電気力線内を横切らないため、２つの
静電容量を検知するための発振器が相互干渉を起こすこ
とがなく、正確に動作する。
るため、また、それぞれの取り出しリード部が他のコン
デンサの形成する電気力線内を横切らないため、２つの
静電容量を検知するための発振器が相互干渉を起こすこ
とがなく、正確に動作する。
（２）取り出しリード部が、同一方向を向いているため
接続リードが繁雑とならないばかりか、引き廻しによる
不安定性が減少する。
接続リードが繁雑とならないばかりか、引き廻しによる
不安定性が減少する。
（３）上下基板の電極配置、およびアルミナ基板の形状
が同一であるため、電極形成の生産性が高い。また同一
形状の上下基板を用いることが出来るための生産性も高
い。
が同一であるため、電極形成の生産性が高い。また同一
形状の上下基板を用いることが出来るための生産性も高
い。
第１図は本発明の一実施例における重量センサ素子の外
観図、第２図はRC発振回路の回路図、第３図は本発明の
重量センサ素子の分解斜視図、第４図は重量センサ素子
とプリント基板との実装外観斜視図、第５図ａ、ｂは他
のRC発振回路図、第６図、第７図は従来の重量センサ素
子の分解斜視図および断面図である。 １……円状電極、２……環状電極、３、５……アルミナ
基板、６……接着層。
観図、第２図はRC発振回路の回路図、第３図は本発明の
重量センサ素子の分解斜視図、第４図は重量センサ素子
とプリント基板との実装外観斜視図、第５図ａ、ｂは他
のRC発振回路図、第６図、第７図は従来の重量センサ素
子の分解斜視図および断面図である。 １……円状電極、２……環状電極、３、５……アルミナ
基板、６……接着層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 修治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−73425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−222135（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−983（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】中心に設けられた円状電極と、前記円状電
極の周囲に設けられた環状電極とからなり、それぞれの
取り出しリード部が同一方向に設けられた同一な電極配
置を有する一対のアルミナ基板を、前記電極が対面する
ように向かい合わせ、前記円状電極が円状コンデンサ
を、前記環状電極が環状コンデンサを形成するように適
当な間隔を保持して、外周部を固着するともとに、前記
それぞれの取り出しリード部が、他のコンデンサが形成
する電気力線内を、横切らないように形成した構成の重
量センサ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62252880A JPH0718764B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 重量センサ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62252880A JPH0718764B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 重量センサ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0194232A JPH0194232A (ja) | 1989-04-12 |
| JPH0718764B2 true JPH0718764B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=17243447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62252880A Expired - Fee Related JPH0718764B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 重量センサ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718764B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7520173B2 (en) | 2006-12-06 | 2009-04-21 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Interdigitated electrode for electronic device and electronic device using the same |
| JP6775800B2 (ja) * | 2016-10-25 | 2020-10-28 | 島根県 | 静電容量型センサ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49983U (ja) * | 1972-04-06 | 1974-01-07 | ||
| CH662181A5 (de) * | 1983-09-16 | 1987-09-15 | Mettler Instrumente Ag | Kraftmesser. |
| JPS62222135A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 静電容量式重量検知器 |
-
1987
- 1987-10-07 JP JP62252880A patent/JPH0718764B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0194232A (ja) | 1989-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |