JPH095190A - Capacitance detection device - Google Patents

Capacitance detection device

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JPH095190A
JPH095190A JP7149856A JP14985695A JPH095190A JP H095190 A JPH095190 A JP H095190A JP 7149856 A JP7149856 A JP 7149856A JP 14985695 A JP14985695 A JP 14985695A JP H095190 A JPH095190 A JP H095190A
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Japan
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circuit
reference voltage
voltage source
charge
charging
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Application number
JP7149856A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshikatsu Oishi
芳功 大石
Hideto Monju
秀人 文字
Yuko Fujii
優子 藤井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To improve temperature characteristics and linearity of capacitance detection output for pressure by canceling out the temperature fluctuation of a low-pass filter generated due to the difference in the temperature coefficient between a capacitance-change-type sensor and a reference capacitor caused by the temperature fluctuation between two reference power supplies. CONSTITUTION: A low-pass filter 12 inputs the output pulse of a comparison circuit 9 and converts it to a DC voltage and then outputs it as a pressure or a weight value. In this case, to reduce the fluctuation of an output voltage after passing through the filter 12 for temperature change, two reference voltage sources 13 and 14 are provided, the temperature coefficient (temperature characteristic) of both power supplies 13 and 14 is allowed to differ from each other using a resistor with a different temperature coefficient, and the fluctuation of the output voltage of the filter 12 generated due to the temperature coefficient difference between a capacitance-change-type sensor 4 and a capacitor 5 is canceled out, thus reducing the temperature fluctuation of the filter 12 for the same pressure and improving measurement accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧力や重量等の物理的
変化により、容量が変化する容量変化型センサにおい
て、圧力や重量を直流電圧に変換する容量検出装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance detecting device for converting pressure or weight into a DC voltage in a capacitance change type sensor whose capacitance changes due to physical changes such as pressure or weight.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の容量型センサの一例として、特開
昭57−70404号公報に示すようなものが一般的で
あった。まず、容量変化型センサが圧力を検出する場合
の原理について図9を参照しながら説明する。2枚の平
行平板電極間の距離が圧力、重量等により変化すると、
2枚の平行平板間の静電容量が変化し、この変化を電気
信号として取り出すものである。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional capacitive sensor, a sensor as disclosed in JP-A-57-70404 has been generally used. First, the principle of the case where the variable capacitance sensor detects pressure will be described with reference to FIG. If the distance between two parallel plate electrodes changes due to pressure, weight, etc.,
The electrostatic capacitance between the two parallel plates changes, and this change is extracted as an electric signal.

【0003】図9において、1は可動電極、2は可動電
極1の対となる固定電極で、可動電極1と固定電極2に
より容量変化型センサを構成している。また同図におい
て、3Aは基準電極、3Bは固定電極で基準電極3Aと
固定電極3Bにより基準コンデンサを構成している。同
図において、Pは印加圧力、d0は圧力が印加されてい
ない時の電極間距離、Δdは圧力Pが印加された時の電
極間距離の変化、dは圧力P印加時の電極間距離を示
す。圧力が印加されていない時の圧力センサの容量をC
r、圧力Pが印加され電極間距離がdとなった時の容量
をCp、電極面積をSとする。電極間距離の変化Δdは
印加圧力Pに比例するので、 d=d0−Δd =d0−k1×P (k1は定数) (1) ∴P=(d0−d)/k1 =k2(1−d/d0) (k2=d0/k1:定数) (2) 一方、容量CrおよびCpは、 Cr=εS/d0、Cp=εS/d(εは誘電率) (3) となるので、 d/d0=Cr/Cp (4) となる。(4)式を(2)式に代入すると、次式を得
る。
In FIG. 9, 1 is a movable electrode, 2 is a fixed electrode which is a pair of the movable electrode 1, and the movable electrode 1 and the fixed electrode 2 constitute a capacitance change type sensor. In the figure, 3A is a reference electrode, 3B is a fixed electrode, and the reference electrode 3A and the fixed electrode 3B form a reference capacitor. In the figure, P is the applied pressure, d0 is the inter-electrode distance when pressure is not applied, Δd is the change in inter-electrode distance when pressure P is applied, and d is the inter-electrode distance when pressure P is applied. Show. C is the capacity of the pressure sensor when pressure is not applied.
Let r be the capacitance when the pressure P is applied and the distance between the electrodes be d, and let S be the electrode area. Since the change Δd in the distance between the electrodes is proportional to the applied pressure P, d = d0−Δd = d0−k1 × P (k1 is a constant) (1) ∴P = (d0−d) / k1 = k2 (1-d / D0) (k2 = d0 / k1: constant) (2) On the other hand, the capacitances Cr and Cp are Cr = εS / d0 and Cp = εS / d (ε is the dielectric constant) (3), so d / d0 = Cr / Cp (4) Substituting the equation (4) into the equation (2), the following equation is obtained.

【0004】 P=k2(1−Cr/Cp) (5) 従って、(1−Cr/Cp)は圧力Pに比例する。P = k2 (1-Cr / Cp) (5) Therefore, (1-Cr / Cp) is proportional to the pressure P.

【0005】ここで、基準コンデンサCrは、図9に示
すように、2枚の基板を接着するスペーサーの近辺に形
成された電極3A、3Bにより構成されている一般的な
ものとする。
Here, the reference capacitor Cr is generally composed of electrodes 3A and 3B formed in the vicinity of a spacer for adhering two substrates, as shown in FIG.

【0006】次に、従来の容量検出装置の回路動作につ
いて図10および図11を参照しながら説明する。図1
0において、4は容量変化型センサ(Cp)、5は基準
コンデンサ(Cr)、6は第1の充放電回路、7は第2
の充放電回路、8は第1の比較回路、9は第2の比較回
路、10は基準電圧源、11は充放電制御手段、12は
低域フィルタを表している。容量変化型センサ(Cp)
4と第1の充放電回路6と第1の比較回路8の一方の入
力端はa点で接続され、基準コンデンサ(Cr)5と第
2の充放電回路7と第2の比較回路9の一方の入力端は
b点で接続され、第1の比較回路8および第2の比較回
路9の他方の入力端は基準電圧源10の出力に接続され
ている。第2の比較回路9の出力は低域フィルタ12に
接続され、第1の比較回路8の出力は充放電制御手段1
1に接続されている。また、第1の充放電回路6は、容
量変化型センサ(Cp)4の電荷を放電させるトランジ
スタQ1と、容量変化型センサ(Cp)4が充電される
時の時定数を決める抵抗R1から構成されている。一
方、基準コンデンサ(Cr)5に対して同様の働きをす
る第2の充放電回路7は、トランジスタQ2と、抵抗R
2とから構成されている。ここで、抵抗R1、R2は同
じ値である。
Next, the circuit operation of the conventional capacitance detecting device will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG.
In 0, 4 is a capacitance change type sensor (Cp), 5 is a reference capacitor (Cr), 6 is a first charge / discharge circuit, and 7 is a second.
Charging / discharging circuit, 8 is a first comparing circuit, 9 is a second comparing circuit, 10 is a reference voltage source, 11 is charging / discharging control means, and 12 is a low-pass filter. Variable capacitance sensor (Cp)
4, the first charging / discharging circuit 6 and the first comparing circuit 8 are connected at one input terminal at point a, and the reference capacitor (Cr) 5, the second charging / discharging circuit 7 and the second comparing circuit 9 are connected. One input terminal is connected at point b, and the other input terminals of the first comparison circuit 8 and the second comparison circuit 9 are connected to the output of the reference voltage source 10. The output of the second comparison circuit 9 is connected to the low-pass filter 12, and the output of the first comparison circuit 8 is the charge / discharge control means 1.
1 connected. The first charging / discharging circuit 6 is composed of a transistor Q1 that discharges the electric charge of the capacitance change sensor (Cp) 4 and a resistor R1 that determines a time constant when the capacitance change sensor (Cp) 4 is charged. Has been done. On the other hand, the second charging / discharging circuit 7 having a similar function to the reference capacitor (Cr) 5 includes a transistor Q2 and a resistor R2.
2 and. Here, the resistors R1 and R2 have the same value.

【0007】次に、図11に示すEp、Erの電位波形お
よび第2の比較回路出力を参照しながら、図10と共に
各部の動作について説明する。はじめにトランジスタQ
1、Q2がオン状態であるとする。そのとき、a、b点
の電位Ep、Erは電源電圧Vccであり、基準電圧源10
の電位より高いために、第2の比較回路の出力はロウに
なっている。充放電制御手段11によりトランジスタQ
1,Q2がオンからオフになると、容量変化型センサC
p、基準コンデンサCrの充電が開始されてa、b点の電
位Ep、Erは図11のように低下していく。T1時間経
過後b点の電位Erが基準電圧源10の値Vrefより低下
すると第2の比較回路9の出力がロウからハイに反転す
る。
Next, with reference to the potential waveforms of Ep and Er and the output of the second comparison circuit shown in FIG. 11, the operation of each part will be described together with FIG. Introduction transistor Q
It is assumed that 1 and Q2 are in the ON state. At that time, the potentials Ep and Er at the points a and b are the power supply voltage Vcc, and the reference voltage source 10
The output of the second comparison circuit is low because it is higher than the potential of the. The transistor Q is controlled by the charge / discharge control means 11.
When 1 and Q2 are switched from on to off, the capacitance change type sensor C
When the charging of p and the reference capacitor Cr is started, the potentials Ep and Er at the points a and b decrease as shown in FIG. When the potential Er at the point b falls below the value Vref of the reference voltage source 10 after the lapse of T1 time, the output of the second comparison circuit 9 is inverted from low to high.

【0008】更にT2時間が経過して、b点の電位Epが
基準電圧源10の値Vrefより低下すると、第1の比較
回路8が充放電制御手段11に対して信号を出し、充放
電制御手段11によって再びトランジスタQ1、Q2を
オンし、容量変化型センサ4および基準コンデンサ5の
電荷を急速に放電させてa、b点の電位Ep、ErをVcc
まで引き上げるので、第2の比較回路9の出力はハイか
らロウに反転し元に戻る。
When the potential Ep at the point b falls below the value Vref of the reference voltage source 10 after the lapse of time T2, the first comparison circuit 8 outputs a signal to the charge / discharge control means 11 to control the charge / discharge. By means 11 the transistors Q1 and Q2 are turned on again to rapidly discharge the electric charge of the capacitance change type sensor 4 and the reference capacitor 5 so that the potentials Ep and Er at the points a and b are Vcc.
The output of the second comparison circuit 9 is inverted from high to low and returns to the original level.

【0009】この動作が繰り返されて第2の比較回路9
の出力はにはパルスが出力され、低域フィルタ12を通
過することにより直流電圧に変換される。
By repeating this operation, the second comparison circuit 9
A pulse is output to the output of, and it is converted into a DC voltage by passing through the low-pass filter 12.

【0010】a,b点の電位は、指数的に変化し、その
値はそれぞれ次式のようになる。 Cp側:Ep=Vcc×exp(−t/(Cp×R1)) (6) Cr側:Er=Vcc×exp(−t/(Cr×R2)) (7) 従って、低域フィルタの出力電圧Voutは、 Vout=Vcc×T2/(T1+T2) =Vcc×(1−(Cr×R2×ln(Vref/Vcc)/(Cp×R1×ln(Vref/Vcc))(8) =Vcc×(1−Cr/Cp) (9) となる。(5)式と(8)式の右辺同士、左辺同士を除
算することにより、 P/Vout=k2/Vcc=定数 となり、低域フィルタの出力電圧Voutは、センサへの
印加圧力Pに比例することがわかる。
The potentials at points a and b change exponentially, and the respective values are given by the following equations. Cp side: Ep = Vcc * exp (-t / (Cp * R1)) (6) Cr side: Er = Vcc * exp (-t / (Cr * R2)) (7) Therefore, the output voltage of the low-pass filter Vout is Vout = Vcc × T2 / (T1 + T2) = Vcc × (1- (Cr × R2 × ln (Vref / Vcc) / (Cp × R1 × ln (Vref / Vcc)) (8) = Vcc × (1 −Cr / Cp) (9) By dividing the right side and the left side of equations (5) and (8), P / Vout = k2 / Vcc = constant, and the output voltage Vout of the low-pass filter is obtained. Is proportional to the pressure P applied to the sensor.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、容量型センサ4(Cp)と基準コンデンサ
5(Cr)との間に温度特性の差があるために、温度を
変化させた場合、図12のように同一圧力に対して出力
電圧がドリフトするという問題点があった。また、セン
サの構成が理想的な平行平板構造ではなく、ダイヤフラ
ムがたわむ構造であるため、印加圧力が大きくなるほ
ど、図13のように直線性が悪化するという課題があっ
た。
However, in the above conventional configuration, when the temperature is changed because of the difference in temperature characteristics between the capacitive sensor 4 (Cp) and the reference capacitor 5 (Cr), As shown in FIG. 12, there is a problem that the output voltage drifts for the same pressure. Further, since the sensor configuration is not an ideal parallel plate structure but a structure in which the diaphragm bends, there is a problem that the linearity deteriorates as shown in FIG. 13 as the applied pressure increases.

【0012】本発明は上記課題を解決するもので、第1
の目的は圧力に対する容量検出装置の出力の温度特性を
改善することであり、第2の目的は、圧力に対する容量
検出装置の出力の直線性を改善することである。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems.
The purpose of is to improve the temperature characteristic of the output of the capacitance detection device with respect to the pressure, and the second purpose is to improve the linearity of the output of the capacitance detection device with respect to the pressure.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】第1の発明では第1の目
的を達成するために、物理的変化に応じて容量が変化す
る容量変化型センサと、容量変化型センサの充放電を行
う第1の充放電回路と、第1の基準電圧源と、容量変化
型センサの電位と第1の基準電圧源の電位を比較する第
1の比較回路と、基準コンデンサと、基準コンデンサの
充放電を行う第2の充放電回路と、第2の基準電圧源
と、基準コンデンサの電位と第2の基準電圧源の電位を
比較する第2の比較回路と、第1の比較回路の出力によ
り駆動され第1の充放電回路と前記第2の充放電回路を
制御する充放電制御回路と、第2の比較回路の出力パル
スを直流に変換して物理的変化に対応する直流電圧信号
を発生させる低域フィルタとを備えた構成とし、第1の
基準電圧源と第2の基準電圧源との温度変動、または第
1の充放電回路と第2の充放電回路との温度変動が容量
変化型センサと基準コンデンサの温度係数の差によって
生じる低域フィルタの温度変動を相殺する方向に働くよ
うにしている。
In order to achieve the first object of the present invention, a capacitance change sensor whose capacitance changes according to a physical change and a charge and discharge of the capacitance change sensor are performed. 1 charge and discharge circuit, a first reference voltage source, a first comparison circuit for comparing the potential of the capacitance change type sensor and the potential of the first reference voltage source, the reference capacitor, the charge and discharge of the reference capacitor Driven by a second charge / discharge circuit, a second reference voltage source, a second comparison circuit for comparing the potential of the reference capacitor and the potential of the second reference voltage source, and the output of the first comparison circuit. A charge / discharge control circuit for controlling the first charge / discharge circuit and the second charge / discharge circuit, and a low voltage for converting the output pulse of the second comparison circuit into a direct current to generate a direct current voltage signal corresponding to a physical change. And a first reference voltage source and a second reference voltage source. The temperature fluctuations of the quasi-voltage source or the temperature fluctuations of the first charging / discharging circuit and the second charging / discharging circuit cancel the temperature fluctuations of the low-pass filter caused by the difference in the temperature coefficient between the capacitance change sensor and the reference capacitor. I try to work in the direction.

【0014】また第2の発明では第2の目的を達成する
ために、物理的変化に応じて容量が変化する容量変化型
センサと、容量変化型センサの充放電を行う第1の充放
電回路と、第1の基準電圧源と、容量変化型センサの電
位と第1の基準電圧源の電位を比較する第1の比較回路
と、基準コンデンサと、基準コンデンサの充放電を行う
第2の充放電回路と、第2の基準電圧源と、基準コンデ
ンサの電位と第2の基準電圧源の電位を比較する第2の
比較回路と、第1の比較回路の出力により駆動され第1
の充放電回路と第2の充放電回路を制御する充放電制御
回路と、第2の比較回路の出力パルスを直流に変換して
物理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フ
ィルタと、低域フィルタの出力に応じて第1の基準電圧
源あるいは第2の基準電圧源を制御する基準電圧制御回
路とを備えた構成としている。
In the second invention, in order to achieve the second object, a capacitance change type sensor whose capacitance changes according to a physical change and a first charge / discharge circuit for charging / discharging the capacitance change type sensor. And a first reference voltage source, a first comparison circuit for comparing the potential of the capacitance change sensor and the potential of the first reference voltage source, a reference capacitor, and a second charging and discharging device for charging and discharging the reference capacitor. The discharge circuit, the second reference voltage source, the second comparison circuit for comparing the potential of the reference capacitor with the potential of the second reference voltage source, and the first comparison circuit are driven by the output of the first comparison circuit.
A charge / discharge control circuit for controlling the charge / discharge circuit and the second charge / discharge circuit, and a low-pass filter for converting the output pulse of the second comparison circuit into a direct current to generate a direct current voltage signal corresponding to a physical change. , And a reference voltage control circuit for controlling the first reference voltage source or the second reference voltage source according to the output of the low-pass filter.

【0015】さらに第3の発明では第2の目的を達成す
るために、物理的変化に応じて容量が変化する容量変化
型センサと、容量変化型センサの充放電を行う第1の充
放電回路と、第1の基準電圧源と、容量変化型センサの
電位と第1の基準電圧源の電位を比較する第1の比較回
路と、基準コンデンサと、基準コンデンサの充放電を行
う第2の充放電回路と、第2の基準電圧源と、基準コン
デンサの電位と第2の基準電圧源の電位を比較する第2
の比較回路と、第1の比較回路の出力により駆動され第
1の充放電回路と第2の充放電回路を制御する充放電制
御回路と、第2の比較回路の出力パルスを直流に変換し
て物理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域
フィルタと、低域フィルタの出力に応じて第1の充放電
回路あるいは第2の充放電回路を制御する帰還回路とを
備えた構成としている。
Further, in order to achieve the second object, the third aspect of the invention is to provide a capacitance change type sensor whose capacitance changes in accordance with a physical change, and a first charge / discharge circuit for charging / discharging the capacitance change type sensor. And a first reference voltage source, a first comparison circuit for comparing the potential of the capacitance change sensor and the potential of the first reference voltage source, a reference capacitor, and a second charging and discharging device for charging and discharging the reference capacitor. A discharge circuit, a second reference voltage source, and a second comparing the potential of the reference capacitor and the potential of the second reference voltage source.
And a charge / discharge control circuit for controlling the first charge / discharge circuit and the second charge / discharge circuit driven by the output of the first comparison circuit, and converting the output pulse of the second comparison circuit into DC. And a feedback circuit that controls the first charge / discharge circuit or the second charge / discharge circuit according to the output of the low-pass filter. There is.

【0016】[0016]

【作用】上記構成により、第1の発明では、第1の比較
回路が容量変化型センサの電位と第1の基準電圧源の電
位を比較し、第2の比較回路が基準コンデンサの電位と
第2の基準電圧源の電位を比較する。また、第1の比較
回路の出力により充放電制御回路が駆動され、その出力
により第1の充放電回路および第2の充放電回路が容量
変化型センサと基準コンデンサを充放電させる。一方、
第2の比較回路の出力は、低域フィルタに入力され直流
電圧に変換される。ここで、第1の基準電圧源と第2の
基準電圧源との温度変動、または第1の充放電回路と第
2の充放電回路との温度変動は容量変化型センサと基準
コンデンサの温度係数の差によって生じる低域フィルタ
の温度変動を相殺する方向に働く。
With the above structure, in the first invention, the first comparison circuit compares the potential of the capacitance change sensor with the potential of the first reference voltage source, and the second comparison circuit compares with the potential of the reference capacitor. The potentials of the two reference voltage sources are compared. Further, the charge / discharge control circuit is driven by the output of the first comparison circuit, and the output causes the first charge / discharge circuit and the second charge / discharge circuit to charge and discharge the variable capacitance sensor and the reference capacitor. on the other hand,
The output of the second comparison circuit is input to the low pass filter and converted into a DC voltage. Here, the temperature variation between the first reference voltage source and the second reference voltage source or the temperature variation between the first charging / discharging circuit and the second charging / discharging circuit is caused by the temperature coefficient of the capacitance change sensor and the reference capacitor. It works to cancel the temperature fluctuation of the low-pass filter caused by the difference.

【0017】また第2の発明では、第1の比較回路が容
量変化型センサの電位と第1の基準電圧源の電位を比較
し、第2の比較回路が基準コンデンサの電位と第2の基
準電圧源の電位を比較する。そして、第1の比較回路の
出力により充放電制御回路が駆動され、その出力により
第1の充放電回路および第2の充放電回路が容量変化型
センサと基準コンデンサを充放電させる。一方、第2の
比較回路の出力は、低域フィルタに入力され直流電圧に
変換される。基準電圧制御回路では低域フィルタの出力
に応じて第1の基準電圧源あるいは第2の基準電圧源を
制御し、直線性の改善を行う。
In the second invention, the first comparison circuit compares the potential of the capacitance change type sensor with the potential of the first reference voltage source, and the second comparison circuit compares the potential of the reference capacitor with the second reference voltage. Compare the potentials of the voltage sources. Then, the charge / discharge control circuit is driven by the output of the first comparison circuit, and the output causes the first charge / discharge circuit and the second charge / discharge circuit to charge / discharge the variable capacitance sensor and the reference capacitor. On the other hand, the output of the second comparison circuit is input to the low pass filter and converted into a DC voltage. The reference voltage control circuit controls the first reference voltage source or the second reference voltage source according to the output of the low-pass filter to improve the linearity.

【0018】第3の発明では、第1の比較回路が容量変
化型センサの電位と第1の基準電圧源の電位を比較し、
第2の比較回路が基準コンデンサの電位と第2の基準電
圧源の電位を比較する。そして、第1の比較回路の出力
により充放電制御回路が駆動され、その出力により第1
の充放電回路および第2の充放電回路が容量変化型セン
サと基準コンデンサを充放電させる。一方、第2の比較
回路の出力は、低域フィルタに入力され直流電圧に変換
される。帰還回路では、低域フィルタの出力に応じて第
1の充放電回路あるいは第2の充放電回路を制御し、直
線性の改善を行う。
In the third invention, the first comparison circuit compares the potential of the capacitance change type sensor with the potential of the first reference voltage source,
The second comparison circuit compares the potential of the reference capacitor with the potential of the second reference voltage source. Then, the charge / discharge control circuit is driven by the output of the first comparison circuit, and the output of the charge / discharge control circuit
And a second charge / discharge circuit charge and discharge the variable capacitance sensor and the reference capacitor. On the other hand, the output of the second comparison circuit is input to the low pass filter and converted into a DC voltage. The feedback circuit controls the first charging / discharging circuit or the second charging / discharging circuit according to the output of the low-pass filter to improve the linearity.

【0019】[0019]

【実施例】以下第1の発明の第1の実施例を図1から図
4を参照して説明する。図1において、容量変化型セン
サ4、基準コンデンサ5、第1の充放電回路6、第2の
充放電回路7、第1の比較回路8、第2の比較回路9、
充放電制御回路11、低域フィルタ12は従来例と同様
の構成要素を示すので説明を省略する。第1の発明にお
いて、第1の比較回路8の基準電位が第1の基準電圧源
13であり、第2の比較回路9の基準電位が第2の基準
電圧源14であること除けば、各部の接続は従来例と同
様である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the first invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, a capacitance change sensor 4, a reference capacitor 5, a first charge / discharge circuit 6, a second charge / discharge circuit 7, a first comparison circuit 8, a second comparison circuit 9,
The charging / discharging control circuit 11 and the low-pass filter 12 have the same components as those of the conventional example, and therefore their explanations are omitted. In the first invention, except that the reference potential of the first comparison circuit 8 is the first reference voltage source 13 and the reference potential of the second comparison circuit 9 is the second reference voltage source 14, each part The connection of is similar to the conventional example.

【0020】上記構成において、第1の比較回路8が容
量変化型センサ4の電位と第1の基準電圧源13の電位
を比較し、第2の比較回路9が基準コンデンサ5の電位
と第2の基準電圧源14の電位を比較する。また、第1
の比較回路8の出力により充放電制御回路11が駆動さ
れ、その出力により第1の充放電回路6および第2の充
放電回路7が容量変化型センサ4と基準コンデンサ5を
充放電させる。一方、第2の比較回路9の出力は、低域
フィルタ12に入力され直流電圧に変換される。
In the above structure, the first comparison circuit 8 compares the potential of the capacitance change type sensor 4 with the potential of the first reference voltage source 13, and the second comparison circuit 9 compares the potential of the reference capacitor 5 with the second. The electric potentials of the reference voltage sources 14 are compared. Also, the first
The charge / discharge control circuit 11 is driven by the output of the comparison circuit 8 and the output thereof causes the first charge / discharge circuit 6 and the second charge / discharge circuit 7 to charge / discharge the variable capacitance sensor 4 and the reference capacitor 5. On the other hand, the output of the second comparison circuit 9 is input to the low pass filter 12 and converted into a DC voltage.

【0021】一方、第1の基準電圧源13と第2の基準
電圧源14の温度特性は、図2に示すように、負の温度
傾斜を有し、その傾斜は第1の基準電圧源13の方が第
2の基準電圧源14より急勾配である。従って、図3に
示すように、温度上昇と共に、第1の基準電圧源13と
第2の基準電圧源14の電位差(Vref1−Vref2)が大
きくなり、出力パルス幅T2’がパルス周期T1’+T
2’にしめる割合(デューティ)が小さくなる。つま
り、低域フィルタ通過後の出力電圧Voutは、温度の
上昇と共に減少する。そのため、図4に示すように、温
度変化に対して、出力電圧の変動を小さくなる。このよ
うに、第1の基準電圧源13および第2の基準電圧源1
4の温度係数を異なるものにするためには、異なる温度
係数を持つ抵抗を用いて、抵抗分割により基準電位をつ
くることで実現できる。
On the other hand, the temperature characteristics of the first reference voltage source 13 and the second reference voltage source 14 have a negative temperature gradient, as shown in FIG. Is steeper than the second reference voltage source 14. Therefore, as shown in FIG. 3, as the temperature rises, the potential difference (Vref1−Vref2) between the first reference voltage source 13 and the second reference voltage source 14 increases, and the output pulse width T2 ′ becomes the pulse period T1 ′ + T.
The ratio (duty) for setting 2'is small. That is, the output voltage Vout after passing through the low pass filter decreases as the temperature rises. Therefore, as shown in FIG. 4, the fluctuation of the output voltage becomes small with respect to the temperature change. Thus, the first reference voltage source 13 and the second reference voltage source 1
In order to make the temperature coefficients of 4 different, it is possible to realize by using resistors having different temperature coefficients and creating a reference potential by resistance division.

【0022】このように第1の実施例の構成によれば、
第1の基準電圧源13と第2の基準電圧源14の温度係
数が異なり、かつ容量変化型センサ4と基準コンデンサ
5の温度係数の差によって生じる出力の変動を相殺する
ように働くので、同一圧力に対して低域フィルタ12の
温度変動を小さくし、精度の向上が図れる。
As described above, according to the configuration of the first embodiment,
Since the first reference voltage source 13 and the second reference voltage source 14 have different temperature coefficients and work to cancel the output fluctuation caused by the difference between the temperature coefficients of the capacitance change type sensor 4 and the reference capacitor 5, they are the same. It is possible to reduce the temperature fluctuation of the low-pass filter 12 with respect to the pressure and improve the accuracy.

【0023】次に、第1の目的を達成する第2の実施例
について、図5と図6を参照しながら説明する。容量変
化型センサ4、基準コンデンサ5、第1の比較回路8、
第2の比較回路9、充放電制御回路11、低域フィルタ
12は従来例と同様の構成要素を示す。また、第1の基
準電圧源13と第2の基準電圧源14は、温度係数が等
しい基準電圧源である。一方、第1の充放電回路6と第
2の充放電回路7は温度係数が異なり、その温度係数の
差は、容量変化型センサ4と基準コンデンサ4の温度係
数の差によって生じる低域フィルタの温度変動を相殺す
る方向に働く。
Next, a second embodiment for achieving the first object will be described with reference to FIGS. 5 and 6. The capacitance change sensor 4, the reference capacitor 5, the first comparison circuit 8,
The second comparison circuit 9, the charge / discharge control circuit 11, and the low-pass filter 12 have the same components as those of the conventional example. The first reference voltage source 13 and the second reference voltage source 14 are reference voltage sources having the same temperature coefficient. On the other hand, the first charging / discharging circuit 6 and the second charging / discharging circuit 7 have different temperature coefficients, and the difference in the temperature coefficient is caused by the difference in the temperature coefficient between the capacitance change type sensor 4 and the reference capacitor 4. It works to offset temperature fluctuations.

【0024】上記構成において、常温での各部の動作は
第1の実施例と同様である。つまり、第1の比較回路8
が容量変化型センサ4の電位と第1の基準電圧源13の
電位を比較し、第2の比較回路9が基準コンデンサ5の
電位と第2の基準電圧源14の電位を比較する。また、
第1の比較回路8の出力により充放電制御回路11が駆
動され、その出力により第1の充放電回路6および第2
の充放電回路7が容量変化型センサ4と基準コンデンサ
5を充放電させる。一方、第2の比較回路9の出力は、
低域フィルタ12に入力され直流電圧に変換される。
In the above structure, the operation of each part at room temperature is similar to that of the first embodiment. That is, the first comparison circuit 8
Compares the potential of the variable capacitance sensor 4 with the potential of the first reference voltage source 13, and the second comparison circuit 9 compares the potential of the reference capacitor 5 with the potential of the second reference voltage source 14. Also,
The output of the first comparison circuit 8 drives the charging / discharging control circuit 11, and the output thereof drives the first charging / discharging circuit 6 and the second charging / discharging circuit 6.
The charge / discharge circuit 7 charges and discharges the variable capacitance sensor 4 and the reference capacitor 5. On the other hand, the output of the second comparison circuit 9 is
It is input to the low-pass filter 12 and converted into a DC voltage.

【0025】次に第2の実施例の温度特性について説明
する。第2の実施例において、第1の充放電回路6と第
2の充放電回路7は、温度特性が異なっている。それは
例えば、従来例の充放電回路を示す図10の回路の中の
放電抵抗R1、R2に異なる温度特性を持たすことによ
り実現できる。図5に示すように充放電抵抗R1の温度
係数が抵抗R2の温度係数より小さい場合について説明
する。温度の上昇と共に抵抗R2の方が抵抗R1より大
きくなるため、図6に示すように、b点の電圧低下の勾
配が緩くなり、出力パルス幅T2’および、出力パルス
幅T2’がパルス周期T1’+T2’にしめる割合が小
さくなる。つまり、低域フィルタ12通過後の出力電圧
Voutは、温度の上昇と共に減少する。そのため、温
度変化に対して、出力電圧の変動が小さくなる。
Next, the temperature characteristics of the second embodiment will be described. In the second embodiment, the temperature characteristics of the first charge / discharge circuit 6 and the second charge / discharge circuit 7 are different. This can be realized, for example, by providing the discharge resistors R1 and R2 in the circuit of FIG. 10 showing the conventional charge / discharge circuit with different temperature characteristics. A case where the temperature coefficient of the charging / discharging resistor R1 is smaller than the temperature coefficient of the resistor R2 as shown in FIG. 5 will be described. Since the resistance R2 becomes larger than the resistance R1 as the temperature rises, the slope of the voltage drop at the point b becomes gentle as shown in FIG. 6, and the output pulse width T2 ′ and the output pulse width T2 ′ become the pulse period T1. The proportion of "+ T2" is reduced. That is, the output voltage Vout after passing through the low pass filter 12 decreases as the temperature rises. Therefore, the fluctuation of the output voltage becomes small with respect to the temperature change.

【0026】第2の実施例の構成によれば、第1の充放
電回路6と第2の充放電回路7の温度係数が異なり、か
つ容量変化型センサ4と基準コンデンサ5の温度係数の
差によって生じる出力の変動を相殺するように働くの
で、同一圧力に対して低域フィルタ12の温度変動を小
さくし、精度の向上が図れる。
According to the configuration of the second embodiment, the temperature coefficients of the first charging / discharging circuit 6 and the second charging / discharging circuit 7 are different, and the temperature coefficients of the variable capacitance sensor 4 and the reference capacitor 5 are different. Since it works so as to cancel out the fluctuation of the output caused by the above, it is possible to reduce the temperature fluctuation of the low-pass filter 12 for the same pressure and improve the accuracy.

【0027】次に、第2の目的を達成する第3の実施例
について、図7を参照しながら説明する。容量変化型セ
ンサ4、基準コンデンサ5、第1の充放電回路6、第2
の充放電回路7、第1の比較回路8、第2の比較回路
9、充放電制御手段11、低域フィルタ12は、第1の
実施例と同様の構成要素を示す。また、基準電圧制御回
路17は低域フィルタ12の出力に応じて、第1の基準
電圧源13または第2の基準電圧源14の電圧値を制御
するものである。
Next, a third embodiment for achieving the second object will be described with reference to FIG. Capacity change type sensor 4, reference capacitor 5, first charge / discharge circuit 6, second
The charging / discharging circuit 7, the first comparing circuit 8, the second comparing circuit 9, the charging / discharging control means 11, and the low-pass filter 12 are the same constituent elements as those in the first embodiment. The reference voltage control circuit 17 controls the voltage value of the first reference voltage source 13 or the second reference voltage source 14 according to the output of the low-pass filter 12.

【0028】上記構成における動作について説明する。
第1の比較回路8が容量変化型センサ4の電位と第1の
基準電圧源13の電位を比較し、第2の比較回路9が基
準コンデンサ5の電位と第2の基準電圧源14の電位を
比較する。また、第1の比較回路8の出力により充放電
制御回路11が駆動され、その出力により第1の充放電
回路6および第2の充放電回路7が容量変化型センサ4
と基準コンデンサ5を充放電させる。一方、第2の比較
回路9の出力は、低域フィルタ12に入力され直流電圧
に変換される。そして、低域フィルタ12の出力が基準
電圧制御回路17に入力され、その値に基づいて、基準
電圧制御回路17は第1の基準電圧源15または第2の
基準電圧源16の電位を制御する。図3に示すように、
基準電圧制御回路17が低域フィルタ12からの信号に
応じて、第2の基準電圧源16の電位Vref2を変化させ
るように働く。容量変化型センサ4の変化量が小さいと
き、すなわち第2の比較回路9からの出力パルスのデュ
ーティが小さい時には、第2の基準電圧源16の電位V
ref2を少しだけ低くする。逆に、容量変化型センサ4の
変化量が大きいとき、すなわち第2の比較回路9からの
出力パルスのデューティが大きい時には、第2の基準電
圧源16の電位Vref2を大きく下げる。基準電圧制御回
路17のこのような動作により、低域フィルタ12の出
力は、図13の改善された特性に示すようにより直線性
の高い特性となる。
The operation of the above configuration will be described.
The first comparison circuit 8 compares the potential of the capacitance change type sensor 4 with the potential of the first reference voltage source 13, and the second comparison circuit 9 compares the potential of the reference capacitor 5 with the potential of the second reference voltage source 14. To compare. Further, the charge / discharge control circuit 11 is driven by the output of the first comparison circuit 8, and the output thereof causes the first charge / discharge circuit 6 and the second charge / discharge circuit 7 to operate.
And the reference capacitor 5 is charged and discharged. On the other hand, the output of the second comparison circuit 9 is input to the low pass filter 12 and converted into a DC voltage. Then, the output of the low-pass filter 12 is input to the reference voltage control circuit 17, and the reference voltage control circuit 17 controls the potential of the first reference voltage source 15 or the second reference voltage source 16 based on the value thereof. . As shown in FIG.
The reference voltage control circuit 17 functions to change the potential Vref2 of the second reference voltage source 16 according to the signal from the low pass filter 12. When the change amount of the capacitance change type sensor 4 is small, that is, when the duty of the output pulse from the second comparison circuit 9 is small, the potential V of the second reference voltage source 16 is increased.
Make ref2 a little lower. On the contrary, when the change amount of the capacitance change type sensor 4 is large, that is, when the duty of the output pulse from the second comparison circuit 9 is large, the potential Vref2 of the second reference voltage source 16 is greatly lowered. By such an operation of the reference voltage control circuit 17, the output of the low-pass filter 12 has a characteristic of higher linearity as shown by the improved characteristic of FIG.

【0029】第3の実施例の構成によれば、容量変化型
センサ4の容量変化が大きく、第2の比較回路9からの
出力パルスデューティが大きいほど、基準電圧制御回路
17が第2の基準電圧源16の基準電位の下げ幅を大き
く低下させるように制御するので、印加圧力に対する低
域フィルタ12の出力の直線性の改善が図れる。
According to the configuration of the third embodiment, as the capacitance change of the capacitance change type sensor 4 is larger and the output pulse duty from the second comparison circuit 9 is larger, the reference voltage control circuit 17 has the second reference voltage. Since control is performed so as to greatly reduce the reduction range of the reference potential of the voltage source 16, the linearity of the output of the low pass filter 12 with respect to the applied pressure can be improved.

【0030】なお、基準電圧制御回路17は容量変化型
センサ4の変化が大きくなるに従い、第2の基準電圧源
16の基準電位Vref2をより大きく下げることにより、
低域フィルタ12の出力の直線性の向上を図っている
が、低域フィルタ12の出力の直線性を改善させるため
に、出力基準電圧制御回路17は第1の基準電圧源15
を制御してもよい。
The reference voltage control circuit 17 further lowers the reference potential Vref2 of the second reference voltage source 16 as the change of the capacitance change type sensor 4 becomes larger,
Although the linearity of the output of the low-pass filter 12 is improved, in order to improve the linearity of the output of the low-pass filter 12, the output reference voltage control circuit 17 includes the first reference voltage source 15
May be controlled.

【0031】最後に、第2の目的を達成する第4の実施
例について図8を参照しながら説明する。図8におい
て、容量変化型センサ4、基準コンデンサ5、第1の比
較回路8、第2の比較回路9、充放電制御手段11、低
域フィルタ12は第1の発明と同じ構成要素を示し、第
1の基準電圧源13と第2の基準電圧源14は温度係数
が等しい基準電位である。また、帰還回路20は、低域
フィルタ12からの信号を入力信号とし、第1の充放電
回路18または第2の充放電回路19の時定数を制御す
る。
Finally, a fourth embodiment for achieving the second object will be described with reference to FIG. In FIG. 8, a capacitance change type sensor 4, a reference capacitor 5, a first comparison circuit 8, a second comparison circuit 9, a charge / discharge control means 11 and a low pass filter 12 are the same constituent elements as in the first invention, The first reference voltage source 13 and the second reference voltage source 14 are reference potentials having the same temperature coefficient. Further, the feedback circuit 20 receives the signal from the low-pass filter 12 as an input signal and controls the time constant of the first charging / discharging circuit 18 or the second charging / discharging circuit 19.

【0032】上記構成における動作について説明する。
第1の比較回路8が容量変化型センサ4の電位と第1の
基準電圧源13の電位を比較し、第2の比較回路9が基
準コンデンサ5の電位と第2の基準電圧源14の電位を
比較する。また、第1の比較回路8の出力により充放電
制御回路11が駆動され、その出力により第1の充放電
回路6および第2の充放電回路7が容量変化型センサ4
と基準コンデンサ5を充放電させる。また、第2の比較
回路9の出力は、低域フィルタ12に入力され直流電圧
に変換される。次に、帰還回路20の動作について説明
する。ここでは、図6に示すように帰還回路20は、低
域フィルタ12からの信号に応じて、第2の充放電回路
19の時定数を変化させるように働く。容量変化型セン
サ4の変化量が小さいとき、すなわち第2の比較回路9
からの出力パルスのデューティが小さい時には、第2の
充放電回路の時定数を少しだけ大きくする。逆に、容量
変化型センサ4の変化量が大きいとき、すなわち第2の
比較回路9からの出力パルスのデューティが大きい時に
は、第2の充放電回路の時定数を大幅に大きくする。帰
還回路20のこのような動作により、低域フィルタ12
の出力は、図14に示すようにより直線性の高い特性と
なる。
The operation of the above configuration will be described.
The first comparison circuit 8 compares the potential of the capacitance change type sensor 4 with the potential of the first reference voltage source 13, and the second comparison circuit 9 compares the potential of the reference capacitor 5 with the potential of the second reference voltage source 14. To compare. Further, the charge / discharge control circuit 11 is driven by the output of the first comparison circuit 8, and the output thereof causes the first charge / discharge circuit 6 and the second charge / discharge circuit 7 to operate.
And the reference capacitor 5 is charged and discharged. The output of the second comparison circuit 9 is input to the low pass filter 12 and converted into a DC voltage. Next, the operation of the feedback circuit 20 will be described. Here, as shown in FIG. 6, the feedback circuit 20 functions to change the time constant of the second charge / discharge circuit 19 according to the signal from the low-pass filter 12. When the change amount of the capacitance change type sensor 4 is small, that is, the second comparison circuit 9
When the duty of the output pulse from is small, the time constant of the second charge / discharge circuit is slightly increased. On the contrary, when the change amount of the capacitance change type sensor 4 is large, that is, when the duty of the output pulse from the second comparison circuit 9 is large, the time constant of the second charge / discharge circuit is greatly increased. By such operation of the feedback circuit 20, the low-pass filter 12
The output has a higher linearity characteristic as shown in FIG.

【0033】第4の実施例の構成によれば、容量変化型
センサ4の容量変化が大きく、第2の比較回路9からの
出力パルスデューティが大きいほど、帰還回路20が第
2の充放電回路7の時定数が大きくなる変化幅を大きく
するので、印加圧力に対する低域フィルタ12の出力の
直線性の改善が図れる。
According to the configuration of the fourth embodiment, as the capacitance change of the capacitance change type sensor 4 is larger and the output pulse duty from the second comparison circuit 9 is larger, the feedback circuit 20 becomes the second charge / discharge circuit. Since the change width of the time constant 7 becomes large, the linearity of the output of the low-pass filter 12 with respect to the applied pressure can be improved.

【0034】なお、帰還回路20は容量変化型センサ4
の変化が大きくなるに従い、第2の充放電回路19の時
定数をより大きくすることにより、低域フィルタ12の
出力の直線性の向上を図っているが、低域フィルタ12
の出力の直線性を改善させるために、帰還回路20は第
1の充放電回路18を制御してもよい。
The feedback circuit 20 is the capacitance change type sensor 4
The linearity of the output of the low-pass filter 12 is improved by increasing the time constant of the second charge / discharge circuit 19 as the change of the
The feedback circuit 20 may control the first charging / discharging circuit 18 in order to improve the linearity of the output of.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、第1の基準電圧源
と第2の基準電圧源の温度係数が異なっており、その温
度係数の差は、容量変化型センサと基準コンデンサの温
度係数の差によって生じる出力の変動を相殺するように
働くか、または第1の充放電回路と第2の充放電回路の
温度係数が異なり、その温度係数の差は容量変化型セン
サと基準コンデンサの温度係数の差によって生じる出力
の変動を相殺するように働くので、同一圧力に対して低
域フィルタの温度変動を小さくし、精度の向上が図れ
る。
As described above, the temperature coefficients of the first reference voltage source and the second reference voltage source are different, and the difference between the temperature coefficients is that of the temperature coefficient of the variable capacitance sensor and that of the reference capacitor. It acts so as to cancel the fluctuation of the output caused by the difference, or the temperature coefficients of the first charge / discharge circuit and the second charge / discharge circuit are different, and the difference in the temperature coefficient is the temperature coefficient of the variable capacitance sensor and the reference capacitor. Since it works so as to cancel out the fluctuation of the output caused by the difference of, the temperature fluctuation of the low-pass filter can be reduced for the same pressure, and the accuracy can be improved.

【0036】また、容量変化型センサの容量変化が大き
く、第2の比較回路からの出力パルスデューティが大き
いほど、基準電圧制御回路が第2の基準電圧源の基準電
位の下げ幅を大きく低下させるように制御するので、印
加圧力に対する低域フィルタの出力の直線性の改善が図
れる。
Further, as the capacitance change of the capacitance change type sensor is larger and the output pulse duty from the second comparison circuit is larger, the reference voltage control circuit greatly reduces the reduction range of the reference potential of the second reference voltage source. Therefore, the linearity of the output of the low-pass filter with respect to the applied pressure can be improved.

【0037】また、容量変化型センサの容量変化が大き
く、第2の比較回路からの出力パルスデューティが大き
いほど、帰還回路が第2の充放電回路の時定数が大きく
なる変化幅を大きくするように制御するので、印加圧力
に対する低域フィルタ12の出力の直線性の改善が図れ
る。
Further, the larger the capacitance change of the capacitance change type sensor and the larger the output pulse duty from the second comparison circuit, the larger the change width in which the feedback circuit increases the time constant of the second charge / discharge circuit. Therefore, the linearity of the output of the low pass filter 12 with respect to the applied pressure can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の容量検出装置の回路構
成図
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a capacitance detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同回路の第1および第2の基準電圧源の温度特
性図
FIG. 2 is a temperature characteristic diagram of first and second reference voltage sources of the same circuit.

【図3】同回路のa,b点の波形および第2の比較回路
の出力波形図
FIG. 3 is a waveform diagram of points a and b of the circuit and an output waveform diagram of a second comparison circuit.

【図4】同回路の低域フィルタの出力の温度特性図FIG. 4 is a temperature characteristic diagram of the output of the low-pass filter of the same circuit.

【図5】本発明の第2の実施例における容量検出装置の
第1および第2の充放電回路の放電抵抗の温度特性図
FIG. 5 is a temperature characteristic diagram of discharge resistances of the first and second charge / discharge circuits of the capacitance detection device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】同回路のa,b点の波形および第2の比較回路
の出力波形図
FIG. 6 is a waveform diagram of points a and b of the circuit and an output waveform diagram of a second comparison circuit.

【図7】本発明の第3の実施例における容量検出装置の
回路構成図
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a capacitance detection device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例における容量検出装置の
回路構成図
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a capacitance detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】容量変化型センサの構造図FIG. 9 is a structural diagram of a variable capacitance sensor.

【図10】従来の容量検出装置の回路構成図FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a conventional capacitance detection device.

【図11】同回路のa,b点の波形および第2の比較回
路の出力波形図
FIG. 11 is a waveform diagram of points a and b of the circuit and an output waveform diagram of a second comparison circuit.

【図12】同容量検出装置出力の温度特性図FIG. 12 is a temperature characteristic diagram of the output of the same capacitance detection device.

【図13】同容量検出装置の圧力対出力の特性図FIG. 13 is a characteristic diagram of pressure vs. output of the same capacity detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 容量変化型センサ 5 基準コンデンサ 6 第1の充放電回路 7 第2の充放電回路 8 第1の比較回路 9 第2の比較回路 11 充放電制御回路 12 低域フィルタ 13 第1の基準電圧源 14 第2の基準電圧源 17 基準電圧制御回路 20 帰還回路 4 Capacitance Change Sensor 5 Reference Capacitor 6 First Charging / Discharging Circuit 7 Second Charging / Discharging Circuit 8 First Comparison Circuit 9 Second Comparison Circuit 11 Charge / Discharge Control Circuit 12 Low-pass Filter 13 First Reference Voltage Source 14 second reference voltage source 17 reference voltage control circuit 20 feedback circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】物理的変化に応じて容量が変化する容量変
化型センサと、前記容量変化型センサの充放電を行う第
1の充放電回路と、第1の基準電圧源と、前記容量変化
型センサの電位と前記第1の基準電圧源の電位を比較す
る第1の比較回路と、基準コンデンサと、前記基準コン
デンサの充放電を行う第2の充放電回路と、第2の基準
電圧源と、前記基準コンデンサの電位と前記第2の基準
電圧源の電位を比較する第2の比較回路と、前記第1の
比較回路の出力により駆動され前記第1の充放電回路と
前記第2の充放電回路を制御する充放電制御回路と、前
記第2の比較回路の出力パルスを直流に変換して前記物
理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フィ
ルタとで構成し、前記第1の基準電圧源と前記第2の基
準電圧源との温度変動、または前記第1の充放電回路と
前記第2の充放電回路との温度変動が前記容量変化型セ
ンサと基準コンデンサの温度係数の差によって生じる低
域フィルタの温度変動を相殺する方向に働く構成とした
容量検出装置。
1. A capacitance change sensor whose capacitance changes according to a physical change, a first charge / discharge circuit for charging / discharging the capacitance change sensor, a first reference voltage source, and the capacitance change. Comparison circuit for comparing the electric potential of the type sensor and the electric potential of the first reference voltage source, a reference capacitor, a second charging / discharging circuit for charging / discharging the reference capacitor, and a second reference voltage source. A second comparison circuit for comparing the potential of the reference capacitor with the potential of the second reference voltage source; and the first charge / discharge circuit and the second drive circuit driven by the output of the first comparison circuit. A charge / discharge control circuit for controlling the charge / discharge circuit and a low-pass filter for converting the output pulse of the second comparison circuit into a direct current to generate a direct current voltage signal corresponding to the physical change, Temperature of the first reference voltage source and the second reference voltage source Or the temperature fluctuation between the first charge / discharge circuit and the second charge / discharge circuit acts to cancel the temperature fluctuation of the low-pass filter caused by the difference in temperature coefficient between the capacitance change sensor and the reference capacitor. Capacitance detection device configured.
【請求項2】物理的変化に応じて容量が変化する容量変
化型センサと、前記容量変化型センサの充放電を行う第
1の充放電回路と、第1の基準電圧源と、前記容量変化
型センサの電位と前記第1の基準電圧源の電位を比較す
る第1の比較回路と、基準コンデンサと、前記基準コン
デンサの充放電を行う第2の充放電回路と、第2の基準
電圧源と、前記基準コンデンサの電位と前記第2の基準
電圧源の電位を比較する第2の比較回路と、前記第1の
比較回路の出力により駆動され前記第1の充放電回路と
前記第2の充放電回路を制御する充放電制御回路と、前
記第2の比較回路の出力パルスを直流に変換して前記物
理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フィ
ルタと、前記低域フィルタの出力に応じて前記第1の基
準電圧源あるいは前記第2の基準電圧源を制御する基準
電圧制御回路とから構成された容量検出装置。
2. A capacitance change sensor whose capacitance changes according to a physical change, a first charge / discharge circuit for charging and discharging the capacitance change sensor, a first reference voltage source, and the capacitance change. Comparison circuit for comparing the electric potential of the type sensor and the electric potential of the first reference voltage source, a reference capacitor, a second charging / discharging circuit for charging / discharging the reference capacitor, and a second reference voltage source. A second comparison circuit for comparing the potential of the reference capacitor with the potential of the second reference voltage source; and the first charge / discharge circuit and the second drive circuit driven by the output of the first comparison circuit. A charging / discharging control circuit for controlling the charging / discharging circuit; a low pass filter for converting the output pulse of the second comparison circuit into a direct current to generate a direct current voltage signal corresponding to the physical change; According to the output, the first reference voltage source or Capacitance detection device composed of a reference voltage control circuit for controlling the serial second reference voltage source.
【請求項3】物理的変化に応じて容量が変化する容量変
化型センサと、前記容量変化型センサの充放電を行う第
1の充放電回路と、第1の基準電圧源と、前記容量変化
型センサの電位と前記第1の基準電圧源の電位を比較す
る第1の比較回路と、基準コンデンサと、前記基準コン
デンサの充放電を行う第2の充放電回路と、第2の基準
電圧源と、前記基準コンデンサの電位と前記第2の基準
電圧源の電位を比較する第2の比較回路と、前記第1の
比較回路の出力により駆動され前記第1の充放電回路と
前記第2の充放電回路を制御する充放電制御回路と、前
記第2の比較回路の出力パルスを直流に変換して前記物
理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フィ
ルタと、前記低域フィルタの出力に応じて前記第1の充
放電回路あるいは前記第2の充放電回路を制御する帰還
回路とから構成された容量検出装置。
3. A capacitance change sensor whose capacitance changes in accordance with a physical change, a first charge / discharge circuit for charging / discharging the capacitance change sensor, a first reference voltage source, and the capacitance change. Comparison circuit for comparing the electric potential of the type sensor and the electric potential of the first reference voltage source, a reference capacitor, a second charging / discharging circuit for charging / discharging the reference capacitor, and a second reference voltage source. A second comparison circuit for comparing the potential of the reference capacitor with the potential of the second reference voltage source; and the first charge / discharge circuit and the second drive circuit driven by the output of the first comparison circuit. A charging / discharging control circuit for controlling the charging / discharging circuit; a low pass filter for converting the output pulse of the second comparison circuit into a direct current to generate a direct current voltage signal corresponding to the physical change; According to the output, the first charge / discharge circuit or Capacitance detection device composed of a feedback circuit for controlling the serial second charging and discharging circuit.
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