JPH0729468A - 静電容量形変位センサ - Google Patents
静電容量形変位センサInfo
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- JPH0729468A JPH0729468A JP19395793A JP19395793A JPH0729468A JP H0729468 A JPH0729468 A JP H0729468A JP 19395793 A JP19395793 A JP 19395793A JP 19395793 A JP19395793 A JP 19395793A JP H0729468 A JPH0729468 A JP H0729468A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 静電容量形近接センサにおいて、センサ部と
主回路部を分離しセンサ部を小型化すると共に、高精度
で検出できるようにすること。 【構成】 センサ部１を単安定マルチバイブレータ（Ｍ
Ｍ）２，３から成り、相互にトリガをかける発振器によ
って構成する。ＭＭ２には比較電極４，ＭＭ３には検知
電極５を接続する。物体の近接により検知電極５と対地
間の静電容量が変化するため、ＭＭで発生するパルス幅
が変化する。従ってパルス幅の差に基づいて物体までの
距離を検出している。
主回路部を分離しセンサ部を小型化すると共に、高精度
で検出できるようにすること。 【構成】 センサ部１を単安定マルチバイブレータ（Ｍ
Ｍ）２，３から成り、相互にトリガをかける発振器によ
って構成する。ＭＭ２には比較電極４，ＭＭ３には検知
電極５を接続する。物体の近接により検知電極５と対地
間の静電容量が変化するため、ＭＭで発生するパルス幅
が変化する。従ってパルス幅の差に基づいて物体までの
距離を検出している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電容量を用いて物体ま
での距離を検知する静電容量形の変位センサに関するも
のである。
での距離を検知する静電容量形の変位センサに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】静電容量によって物体の有無を検出する
静電容量形の変位センサが用いられている。このような
静電容量形変位センサでは、発振回路の特定の端子を電
極としており、物体の近接によってその電極の静電容量
が大きくなった場合に発振が開始する。そして発振出力
を包絡線検波して物体までの距離を判別するように構成
されている。
静電容量形の変位センサが用いられている。このような
静電容量形変位センサでは、発振回路の特定の端子を電
極としており、物体の近接によってその電極の静電容量
が大きくなった場合に発振が開始する。そして発振出力
を包絡線検波して物体までの距離を判別するように構成
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるにこのような従
来の静電容量形変位センサでは、発振条件が回路定数の
ばらつきに大きく依存するため、センサ毎の固体差が大
きくなる。又温度ドリフトも大きいため安定して物体を
検出することができなかった。又検出物体との距離を静
電容量値として検出するため、電極を被検出物体に近づ
ける必要がある。しかしながら電極と他の電子回路部と
の間を大きくすれば、電極の固定の静電容量値が大きく
なる。従って電極部とセンサ主回路部とを分離する、い
わゆるアンプ分離型のセンサを構成することが難しいと
いう欠点があった。
来の静電容量形変位センサでは、発振条件が回路定数の
ばらつきに大きく依存するため、センサ毎の固体差が大
きくなる。又温度ドリフトも大きいため安定して物体を
検出することができなかった。又検出物体との距離を静
電容量値として検出するため、電極を被検出物体に近づ
ける必要がある。しかしながら電極と他の電子回路部と
の間を大きくすれば、電極の固定の静電容量値が大きく
なる。従って電極部とセンサ主回路部とを分離する、い
わゆるアンプ分離型のセンサを構成することが難しいと
いう欠点があった。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、センサ部と他の主回路部とを分
離してセンサ部を小型化し、又検出物体の接近を高精度
で検知できるようにすることを技術的課題とする。
なされたものであって、センサ部と他の主回路部とを分
離してセンサ部を小型化し、又検出物体の接近を高精度
で検知できるようにすることを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はセンサ部と主回
路部とを分離した静電容量形の変位センサであって、セ
ンサ部は、第１の単安定マルチバイブレータと、センサ
部のケース内側に配置され、第１の単安定マルチバイブ
レータの時定数を定める容量接続端に接続された比較電
極と、第１の単安定マルチバイブレータの出力がトリガ
入力端に接続され、その出力を第１の単安定マルチバイ
ブレータのトリガ信号として出力する第２の単安定マル
チバイブレータと、第２の単安定マルチバイブレータの
時定数を決める容量接続端に接続され、ケースの前面に
配置された検知電極と、を有するものであり、主回路部
は、第１，第２の単安定マルチバイブレータのいずれか
一方の単安定マルチバイブレータの出力のパルス幅の差
に基づいて検知電極に近接する物体を検出することを特
徴とするものである。
路部とを分離した静電容量形の変位センサであって、セ
ンサ部は、第１の単安定マルチバイブレータと、センサ
部のケース内側に配置され、第１の単安定マルチバイブ
レータの時定数を定める容量接続端に接続された比較電
極と、第１の単安定マルチバイブレータの出力がトリガ
入力端に接続され、その出力を第１の単安定マルチバイ
ブレータのトリガ信号として出力する第２の単安定マル
チバイブレータと、第２の単安定マルチバイブレータの
時定数を決める容量接続端に接続され、ケースの前面に
配置された検知電極と、を有するものであり、主回路部
は、第１，第２の単安定マルチバイブレータのいずれか
一方の単安定マルチバイブレータの出力のパルス幅の差
に基づいて検知電極に近接する物体を検出することを特
徴とするものである。
【０００６】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、セン
サ部の比較電極と接地間はほぼ一定の容量を有してお
り、第１の単安定マルチバイブレータの時定数はほぼ一
定となる。これに対し検知電極が接続された第２の単安
定マルチバイブレータの静電容量として、これとほぼ同
じ容量に加えて物体までの距離による静電容量が加わ
り、その時定数が大きくなる。そのためパルス幅の差は
物体との間の静電容量、即ち物体までの距離によって決
まる。従って検出パルスと比較パルスとのパルス幅の差
に基づいて近接する物体の有無が判別できることとな
る。又このパルス幅の差によって物体までの距離が検出
できることとなる。
サ部の比較電極と接地間はほぼ一定の容量を有してお
り、第１の単安定マルチバイブレータの時定数はほぼ一
定となる。これに対し検知電極が接続された第２の単安
定マルチバイブレータの静電容量として、これとほぼ同
じ容量に加えて物体までの距離による静電容量が加わ
り、その時定数が大きくなる。そのためパルス幅の差は
物体との間の静電容量、即ち物体までの距離によって決
まる。従って検出パルスと比較パルスとのパルス幅の差
に基づいて近接する物体の有無が判別できることとな
る。又このパルス幅の差によって物体までの距離が検出
できることとなる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例による静電容量形近
接センサのセンサ部の構成を示す回路図である。本図に
おいてセンサ部１には、第１，第２の２つの単安定マル
チバイブレータ（ＭＭ）２及び３が設けられる。第１の
単安定マルチバイブレータ２は端子２ａ，２ｂの静電容
量及び端子２ａと電源間の抵抗Ｒ１によって定まる時定
数の時間のパルスを、トリガ端子２ｃに加えられるトリ
ガ入力毎に発生する単安定マルチバイブレータであっ
て、その出力端子は第２の単安定マルチバイブレータ３
のトリガ入力端子３ｃに接続される。単安定マルチバイ
ブレータ３も同一の構成を有しており、そのＱ出力端は
単安定マルチバイブレータ２のトリガ入力端子２０に接
続されている。さて単安定マルチバイブレータ２，３の
入力端子２ａ，３ａ間には抵抗Ｒ１，Ｒ２及び可変抵抗
器ＶＲが直列接続され、この可変抵抗器ＶＲの中点が電
圧Ｖccに接続される。又端子２ａ，２ｂには夫々比較電
極４及び検知電極５が接続されている。これらの電極
４，５と接地間の静電容量を夫々図中では破線でＣ１，
Ｃ２として示している。
接センサのセンサ部の構成を示す回路図である。本図に
おいてセンサ部１には、第１，第２の２つの単安定マル
チバイブレータ（ＭＭ）２及び３が設けられる。第１の
単安定マルチバイブレータ２は端子２ａ，２ｂの静電容
量及び端子２ａと電源間の抵抗Ｒ１によって定まる時定
数の時間のパルスを、トリガ端子２ｃに加えられるトリ
ガ入力毎に発生する単安定マルチバイブレータであっ
て、その出力端子は第２の単安定マルチバイブレータ３
のトリガ入力端子３ｃに接続される。単安定マルチバイ
ブレータ３も同一の構成を有しており、そのＱ出力端は
単安定マルチバイブレータ２のトリガ入力端子２０に接
続されている。さて単安定マルチバイブレータ２，３の
入力端子２ａ，３ａ間には抵抗Ｒ１，Ｒ２及び可変抵抗
器ＶＲが直列接続され、この可変抵抗器ＶＲの中点が電
圧Ｖccに接続される。又端子２ａ，２ｂには夫々比較電
極４及び検知電極５が接続されている。これらの電極
４，５と接地間の静電容量を夫々図中では破線でＣ１，
Ｃ２として示している。
【０００８】この一対の単安定マルチバイブレータ２，
３は比較電極４と検知電極５と共に夫々の静電容量に応
じて相互に所定パルス幅の方形波パルスを発生する発振
回路を構成している。センサ部１の出力は近接センサ主
回路側にケーブル６を介して接続される。一方センサ主
回路部１０は図２に示すように、ケーブル６が接続され
る入力端子１１には、バッファ１を介してＤ型フリップ
フロップ１３，１４，１５が図示のように縦続接続され
ている。フリップフロップ１３〜１５の夫々のクロック
入力端子にはクロック発生器２０より一定のクロック周
波数ｆn 、例えば２０ＭHzのクロック信号が入力され
る。Ｄ型フリップフロップ１３，１５の夫々のＱ出力及
びＱバー出力は夫々ナンド回路１７及び１８に接続され
る。又クロック発生器１６の出力もこれらのナンド回路
１７，１８に接続されている。ナンド回路１７はＤ型フ
リップフロップ１３，１５のＱ出力がＨレベルのときに
アップダウンカウンタ１９にダウンカウント信号を与え
るものであり、ナンド回路１８はこれらのＱ出力がＬレ
ベルのときにアップダウンカウンタ１９にアップカウン
ト信号を与えるものである。Ｄ型フリップフロップ１４
のＱバー出力と１５のＱ出力とはアンド回路２０に与え
られ、所定のタイミングでアップダウンカウンタ１９に
クリア信号が与えられる。アップダウンカウンタ１９は
センサ部１から得られる１周期のパルスのうち正及び負
のパルス幅の差を計数値として出力するものであって、
その出力はラッチ回路２１を介してインピーダンス変換
器２２に与えられる。インピーダンス変換器２２はアッ
プダウンカウンタ１９の計数値ＮX に抵抗ｒ0 を乗じた
インピーダンスの値に変換するものである。このインピ
ーダンスＮX ・ｒ0 が演算増幅器２３の入力端子に接続
される。演算増幅器２３の非反転入力端子には所定の電
圧、例えば１Ｖの直流電圧が供給されており、この電圧
がインピーダンス変換器２２の抵抗ラダー回路の抵抗値
として接続される。このためアップダウンカウンタ１９
の計数値の逆数に対応したアナログ電圧出力が演算増幅
器から得られることとなる。
３は比較電極４と検知電極５と共に夫々の静電容量に応
じて相互に所定パルス幅の方形波パルスを発生する発振
回路を構成している。センサ部１の出力は近接センサ主
回路側にケーブル６を介して接続される。一方センサ主
回路部１０は図２に示すように、ケーブル６が接続され
る入力端子１１には、バッファ１を介してＤ型フリップ
フロップ１３，１４，１５が図示のように縦続接続され
ている。フリップフロップ１３〜１５の夫々のクロック
入力端子にはクロック発生器２０より一定のクロック周
波数ｆn 、例えば２０ＭHzのクロック信号が入力され
る。Ｄ型フリップフロップ１３，１５の夫々のＱ出力及
びＱバー出力は夫々ナンド回路１７及び１８に接続され
る。又クロック発生器１６の出力もこれらのナンド回路
１７，１８に接続されている。ナンド回路１７はＤ型フ
リップフロップ１３，１５のＱ出力がＨレベルのときに
アップダウンカウンタ１９にダウンカウント信号を与え
るものであり、ナンド回路１８はこれらのＱ出力がＬレ
ベルのときにアップダウンカウンタ１９にアップカウン
ト信号を与えるものである。Ｄ型フリップフロップ１４
のＱバー出力と１５のＱ出力とはアンド回路２０に与え
られ、所定のタイミングでアップダウンカウンタ１９に
クリア信号が与えられる。アップダウンカウンタ１９は
センサ部１から得られる１周期のパルスのうち正及び負
のパルス幅の差を計数値として出力するものであって、
その出力はラッチ回路２１を介してインピーダンス変換
器２２に与えられる。インピーダンス変換器２２はアッ
プダウンカウンタ１９の計数値ＮX に抵抗ｒ0 を乗じた
インピーダンスの値に変換するものである。このインピ
ーダンスＮX ・ｒ0 が演算増幅器２３の入力端子に接続
される。演算増幅器２３の非反転入力端子には所定の電
圧、例えば１Ｖの直流電圧が供給されており、この電圧
がインピーダンス変換器２２の抵抗ラダー回路の抵抗値
として接続される。このためアップダウンカウンタ１９
の計数値の逆数に対応したアナログ電圧出力が演算増幅
器から得られることとなる。
【０００９】次にこの近接センサのセンサ部の構造につ
いて説明する。図３は本実施例によるセンサ部１の縦断
面図である。本図に示すようにケース３０は例えば円筒
形に形成されており、その円筒形の内周面にはシールド
板３１が設けられて接地されている。又ケース３０の前
面の内側には前述した検知電極５が取付けられる。この
検知電極５と一定の距離を隔てて比較電極４が平行に取
付けられ、この間の静電容量を少なくするため所定の幅
を持った発泡スチロール等の充填材３２を充填する。又
検知電極５と比較電極４との差を少なくするために検知
電極５に対するケース３０と同等の材質、例えばＡＢＳ
樹脂等の部材３３を比較電極４の背面にも同等に密着し
て接続しておく。そしてケース３１内にはプリント基板
３４上に図１に示す単安定マルチバイブレータ２，３を
含む発振回路を実装し、ケーブル６を介して主回路部１
０に接続しておく。又ケース３１の空隙部にはエポキシ
樹脂３５が充填される。
いて説明する。図３は本実施例によるセンサ部１の縦断
面図である。本図に示すようにケース３０は例えば円筒
形に形成されており、その円筒形の内周面にはシールド
板３１が設けられて接地されている。又ケース３０の前
面の内側には前述した検知電極５が取付けられる。この
検知電極５と一定の距離を隔てて比較電極４が平行に取
付けられ、この間の静電容量を少なくするため所定の幅
を持った発泡スチロール等の充填材３２を充填する。又
検知電極５と比較電極４との差を少なくするために検知
電極５に対するケース３０と同等の材質、例えばＡＢＳ
樹脂等の部材３３を比較電極４の背面にも同等に密着し
て接続しておく。そしてケース３１内にはプリント基板
３４上に図１に示す単安定マルチバイブレータ２，３を
含む発振回路を実装し、ケーブル６を介して主回路部１
０に接続しておく。又ケース３１の空隙部にはエポキシ
樹脂３５が充填される。
【００１０】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず比較電極４とシールド板３１及び検知電極５とシール
ド板３１の間の静電容量は夫々Ｃｓ，Ｃｓ′とし、この
値はほぼ同一であるとする。比較電極４はシールド板３
１内に含まれているため、外部の影響を受けない。従っ
て比較電極４とシールド板３１との静電容量Ｃｓはその
まま図１に示す静電容量Ｃ１となっている。そして物体
が検知電極５に接近していないときには単安定マルチバ
イブレータ２，３の出力するパルス幅ＴR ，ＴS はほぼ
等しい値となる。
ず比較電極４とシールド板３１及び検知電極５とシール
ド板３１の間の静電容量は夫々Ｃｓ，Ｃｓ′とし、この
値はほぼ同一であるとする。比較電極４はシールド板３
１内に含まれているため、外部の影響を受けない。従っ
て比較電極４とシールド板３１との静電容量Ｃｓはその
まま図１に示す静電容量Ｃ１となっている。そして物体
が検知電極５に接近していないときには単安定マルチバ
イブレータ２，３の出力するパルス幅ＴR ，ＴS はほぼ
等しい値となる。
【００１１】一方検知電極５の近傍に接地電位を持った
物体３６が接近した場合には、この物体３６と検知電極
５との間の静電容量が大きくなる。このため単安定マル
チバイブレータ３側の検出パルスＴS のパルス幅は物体
までの距離に対応して変化する。ここで図４に示すよう
に検知物体３６とケース３０との距離をｘとし、ケース
３０の厚さをｔとすると、電極間の静電容量Ｃｏは次式
で示される。 Ｃｏ＝Ｃｉ・ＣX ／（Ｃｉ＋ＣX ） ここで距離ｘがｔより十分大きければＣｉの影響は無視
できるため、ＣｏはＣXにほぼ等しくなる。従って単安
定マルチバイブレータ３の電極３ａの静電容量Ｃ２はＣ
ｓ′＋ＣX となり、パルス幅ＴS が大きくなる。
物体３６が接近した場合には、この物体３６と検知電極
５との間の静電容量が大きくなる。このため単安定マル
チバイブレータ３側の検出パルスＴS のパルス幅は物体
までの距離に対応して変化する。ここで図４に示すよう
に検知物体３６とケース３０との距離をｘとし、ケース
３０の厚さをｔとすると、電極間の静電容量Ｃｏは次式
で示される。 Ｃｏ＝Ｃｉ・ＣX ／（Ｃｉ＋ＣX ） ここで距離ｘがｔより十分大きければＣｉの影響は無視
できるため、ＣｏはＣXにほぼ等しくなる。従って単安
定マルチバイブレータ３の電極３ａの静電容量Ｃ２はＣ
ｓ′＋ＣX となり、パルス幅ＴS が大きくなる。
【００１２】さて図５（ａ）はクロック発生器１６によ
りクロック信号を示しており、（ｂ）〜（ｄ）のＱ１〜
Ｑ３は夫々Ｄ型フリップフロップ１３〜１５のＱ出力を
示している。単安定マルチバイブレータ２，３からの出
力はＤ型フリップフロップ１３によってクロック信号に
同期して図５（ｂ）に示すものとなる。ここでは同期し
た後の単安定マルチバイブレータ３のパルス幅をＴS と
し、単安定マルチバイブレータ２のパルス幅をＴR とし
ている。この信号はＤ型フリップフロップ１４，１５に
よって夫々１周期ずつ遅延されるため、Ｑ２がＬ、Ｑ３
がＨレベルの間にのみ図５（ｇ）に示すようなクリア信
号がアンド回路２０よりアップダウンカウンタ１９に出
力され、カウンタの計数値がクリアされる。そしてパル
ス幅ＴSより２クロック周期遅れてＱ１〜Ｑ３がいずれ
もＬレベルとなる間には、図５（ｆ）に示すようにナン
ド回路１８よりカウンタ１９にアップカウント信号が伝
えられ、カウンタがアップカウントする。又パルス幅Ｔ
R より２クロック周期短い各フリップフロップがＨレベ
ルの間には、ナンド回路１７よりクロック信号がアップ
ダウンカウンタ１９に与えられ、ダウンカウントする。
従ってＴS とＴR のパルス幅の差がカウンタ１９の計数
値として出力される。この計数値を図２においてＮX と
している。
りクロック信号を示しており、（ｂ）〜（ｄ）のＱ１〜
Ｑ３は夫々Ｄ型フリップフロップ１３〜１５のＱ出力を
示している。単安定マルチバイブレータ２，３からの出
力はＤ型フリップフロップ１３によってクロック信号に
同期して図５（ｂ）に示すものとなる。ここでは同期し
た後の単安定マルチバイブレータ３のパルス幅をＴS と
し、単安定マルチバイブレータ２のパルス幅をＴR とし
ている。この信号はＤ型フリップフロップ１４，１５に
よって夫々１周期ずつ遅延されるため、Ｑ２がＬ、Ｑ３
がＨレベルの間にのみ図５（ｇ）に示すようなクリア信
号がアンド回路２０よりアップダウンカウンタ１９に出
力され、カウンタの計数値がクリアされる。そしてパル
ス幅ＴSより２クロック周期遅れてＱ１〜Ｑ３がいずれ
もＬレベルとなる間には、図５（ｆ）に示すようにナン
ド回路１８よりカウンタ１９にアップカウント信号が伝
えられ、カウンタがアップカウントする。又パルス幅Ｔ
R より２クロック周期短い各フリップフロップがＨレベ
ルの間には、ナンド回路１７よりクロック信号がアップ
ダウンカウンタ１９に与えられ、ダウンカウントする。
従ってＴS とＴR のパルス幅の差がカウンタ１９の計数
値として出力される。この計数値を図２においてＮX と
している。
【００１３】さてＴS とＴR の差をＴX とし、クロック
発生器１６の周波数をｆn とする。この場合には次式が
成り立つ。 ＴX ＝ＴS −ＴR ＝（ＣX ＋Ｃｓ′）ＲX −Ｃｓ・ＲX ＝ＣX ＲX ＮX ＝ＴX ・ｆn ＝ＣX ・ＲX ・ｆn ＣX は検知電極５の面積をＡ、物体までの距離をｘとす
ると、次式で示される。 ＣX ＝ｋ・Ａ／ｘ 従って物体までの距離ｘとＮX とは次式で示される。 ｘ＝ｋ・Ａ・ｆn ・ＲX ／ＮX このＮX はインピーダンス変換器によってＮX ・ｒO に
変換され、演算増幅器２３によってＮX の逆数に対応し
た電圧信号に変換している。こうすれば物体までの距離
ｘに対して比例した出力が演算増幅器２３から出力され
ることとなる。
発生器１６の周波数をｆn とする。この場合には次式が
成り立つ。 ＴX ＝ＴS −ＴR ＝（ＣX ＋Ｃｓ′）ＲX −Ｃｓ・ＲX ＝ＣX ＲX ＮX ＝ＴX ・ｆn ＝ＣX ・ＲX ・ｆn ＣX は検知電極５の面積をＡ、物体までの距離をｘとす
ると、次式で示される。 ＣX ＝ｋ・Ａ／ｘ 従って物体までの距離ｘとＮX とは次式で示される。 ｘ＝ｋ・Ａ・ｆn ・ＲX ／ＮX このＮX はインピーダンス変換器によってＮX ・ｒO に
変換され、演算増幅器２３によってＮX の逆数に対応し
た電圧信号に変換している。こうすれば物体までの距離
ｘに対して比例した出力が演算増幅器２３から出力され
ることとなる。
【００１４】図６は物体までの距離ｘに対する演算増幅
器２３からの出力の一例を示す図である。このように距
離に対してほぼ比例した出力が得られるためこれをその
まま出力してもよく、又リニアライザで更に直線化して
距離信号として出力してもよい。更に所定の閾値を設定
してこれより物体が近接している場合に物体の近接を判
別するスイッチ信号を出力するようにしてもよいことは
いうまでもない。
器２３からの出力の一例を示す図である。このように距
離に対してほぼ比例した出力が得られるためこれをその
まま出力してもよく、又リニアライザで更に直線化して
距離信号として出力してもよい。更に所定の閾値を設定
してこれより物体が近接している場合に物体の近接を判
別するスイッチ信号を出力するようにしてもよいことは
いうまでもない。
【００１５】尚本実施例は図２に示すようなアップダウ
ンカウンタを用いてパルス幅の差に基づいて物体までの
距離を検出するようにしているが、パルス幅の差に基づ
いて種々の方法で距離を検出することができる。例えば
センサ部１からの出力のデューティ比に基づいて物体ま
での距離を検出するようにしてもよく、又夫々独立した
カウンタの計数値を用い、その演算によって物体までの
距離を検出してもよいことはいうまでもない。
ンカウンタを用いてパルス幅の差に基づいて物体までの
距離を検出するようにしているが、パルス幅の差に基づ
いて種々の方法で距離を検出することができる。例えば
センサ部１からの出力のデューティ比に基づいて物体ま
での距離を検出するようにしてもよく、又夫々独立した
カウンタの計数値を用い、その演算によって物体までの
距離を検出してもよいことはいうまでもない。
【００１６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、静電容量形の変位センサにおいて電極の固有の静電
容量の影響を受けずにセンサ部と主回路部とを分離する
ことができ、センサ部を小型化することができる。又主
回路部はパルス幅の差に基づいて距離を検出するためデ
ジタル化が容易であり、回路構成を簡単にすることが容
易となる。
ば、静電容量形の変位センサにおいて電極の固有の静電
容量の影響を受けずにセンサ部と主回路部とを分離する
ことができ、センサ部を小型化することができる。又主
回路部はパルス幅の差に基づいて距離を検出するためデ
ジタル化が容易であり、回路構成を簡単にすることが容
易となる。
【図１】本発明の一実施例による静電容量形変位センサ
のセンサ部の構成を示す回路図である。
のセンサ部の構成を示す回路図である。
【図２】本実施例による静電容量形変位センサの主回路
部の構成を示す回路図である。
部の構成を示す回路図である。
【図３】本実施例による静電容量形変位センサのセンサ
部の構成を示す断面図である。
部の構成を示す断面図である。
【図４】本実施例による検知電極と物体までの距離に対
する静電容量の関係を示す概略図である。
する静電容量の関係を示す概略図である。
【図５】本実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本実施例による物体までの距離に対する演算増
幅器の出力変化を示すグラフである。
幅器の出力変化を示すグラフである。
１ センサ部 ２，３ 単安定マルチバイブレータ ４ 比較電極 ５ 検知電極 ６ ケーブル １０ センサ主回路部 １２ バッファ １３，１４，１５ Ｄ型フリップフロップ １６ クロック発生器 １７，１８ ナンド回路 １９ アップダウンカウンタ ２０ アンド回路 ２１ ラッチ回路 ２２ インピーダンス変換器 ２３ 演算増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 センサ部と主回路部とを分離した静電容
量形の変位センサであって、 前記センサ部は、 第１の単安定マルチバイブレータと、 センサ部のケース内側に配置され、前記第１の単安定マ
ルチバイブレータの時定数を定める容量接続端に接続さ
れた比較電極と、 前記第１の単安定マルチバイブレータの出力がトリガ入
力端に接続され、その出力を前記第１の単安定マルチバ
イブレータのトリガ信号として出力する第２の単安定マ
ルチバイブレータと、 前記第２の単安定マルチバイブレータの時定数を決める
容量接続端に接続され、ケースの前面に配置された検知
電極と、を有するものであり、 前記主回路部は、 前記第１，第２の単安定マルチバイブレータのいずれか
一方の単安定マルチバイブレータの出力のパルス幅の差
に基づいて前記検知電極に近接する物体を検出すること
を特徴とする静電容量形変位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19395793A JPH0729468A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 静電容量形変位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19395793A JPH0729468A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 静電容量形変位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729468A true JPH0729468A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=16316577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19395793A Pending JPH0729468A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 静電容量形変位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729468A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5967669A (en) * | 1996-10-11 | 1999-10-19 | Nsk Ltd. | Rolling bearing unit with rotational speed sensor |
| DE19817640A1 (de) * | 1998-04-21 | 1999-11-04 | Gerhard Von Der Emde | Unterwasserdetektor für kapazitive Objekteigenschaften |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP19395793A patent/JPH0729468A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5967669A (en) * | 1996-10-11 | 1999-10-19 | Nsk Ltd. | Rolling bearing unit with rotational speed sensor |
| DE19817640A1 (de) * | 1998-04-21 | 1999-11-04 | Gerhard Von Der Emde | Unterwasserdetektor für kapazitive Objekteigenschaften |
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