JPS5818102A - 容量式変位計 - Google Patents
容量式変位計Info
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- JPS5818102A JPS5818102A JP56116240A JP11624081A JPS5818102A JP S5818102 A JPS5818102 A JP S5818102A JP 56116240 A JP56116240 A JP 56116240A JP 11624081 A JP11624081 A JP 11624081A JP S5818102 A JPS5818102 A JP S5818102A
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- Japan
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- coil
- measured
- high frequency
- distance
- amplifier
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/023—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、静電容量式変位針に関するものであり、先に
提案した発明の改良に関するものである。
提案した発明の改良に関するものである。
静電容量式変位針の基本的な測定原理を第１図に示す。
電極板の面積をＳ、電極板間隔をｄ、＠電率をεとすれ
ば、静電容量ＣはＣ＝（ε・８）／ｄとなる。この基本
原理を利用した静電容量式変位計として、公開特許公報
昭５４−４１７６４．昭５３−１０７３５４ 、昭５２
−１１０６５５が提案されているが次に述べる欠点があ
る。
ば、静電容量ＣはＣ＝（ε・８）／ｄとなる。この基本
原理を利用した静電容量式変位計として、公開特許公報
昭５４−４１７６４．昭５３−１０７３５４ 、昭５２
−１１０６５５が提案されているが次に述べる欠点があ
る。
（１）測定距離が小さい。せいぜい最大１０ｍｍ位であ
る。
る。
（２）検出器から増幅器までの配線距離が最大５ｍ位で
ある。
ある。
（３）配線と大地間の浮遊容量の影響を受ける。
（４）被測定物体が高温の場合には柵定できな匹。
これらの欠点を解決する静電容量式変位針を第２図に示
す方式を先に提案した。ｇ２１ｉ１に示す静電容量式変
位計は、検出器５．高周波発振器ＩＱ。
す方式を先に提案した。ｇ２１ｉ１に示す静電容量式変
位計は、検出器５．高周波発振器ＩＱ。
チャージ増幅器１１．フィルター１２．検波増幅器１５
．９＝アライザ−１４から構成されている。
．９＝アライザ−１４から構成されている。
検出ｆｓ５は、２板の電極板１．２とシールドケース３
．および電極板間のシールド板４から構成され、被測定
物体２０に対して、電極１［１，２は対向して配置され
ている。検出器５の電極板１は、チャージ増幅器１１に
接続され、電極板２は、高周波発振器１０に接続され、
シールドケース５゜４は導線にて接地されている。高層
゛波発振器１゜から供給される一定周波数（正弦波、三
角波、パルス）の高周波電流は、電極板２より電極板１
に供給される。高周波電流の大きさは、検出ａ５と被測
定物体間の距離に関係する。この高周波電流の大きさは
、電荷量としてチャージ増幅器１１で検出され、増幅さ
れる。増幅された信号はフィルター１２にて雑音を除去
し、検波増幅器１３にて増幅、整流して直流に変換し、
リニアライザー１４にて測定距離ｔに対して比例した出
方電圧／電流を得ている。この静電容量式変位針祉、被
測定物体に対向して２板の電極板１．２を配置し、電極
板間に流れる高周波電流を４荷量として検出することが
特徴である。
．および電極板間のシールド板４から構成され、被測定
物体２０に対して、電極１［１，２は対向して配置され
ている。検出器５の電極板１は、チャージ増幅器１１に
接続され、電極板２は、高周波発振器１０に接続され、
シールドケース５゜４は導線にて接地されている。高層
゛波発振器１゜から供給される一定周波数（正弦波、三
角波、パルス）の高周波電流は、電極板２より電極板１
に供給される。高周波電流の大きさは、検出ａ５と被測
定物体間の距離に関係する。この高周波電流の大きさは
、電荷量としてチャージ増幅器１１で検出され、増幅さ
れる。増幅された信号はフィルター１２にて雑音を除去
し、検波増幅器１３にて増幅、整流して直流に変換し、
リニアライザー１４にて測定距離ｔに対して比例した出
方電圧／電流を得ている。この静電容量式変位針祉、被
測定物体に対向して２板の電極板１．２を配置し、電極
板間に流れる高周波電流を４荷量として検出することが
特徴である。
本発明は、この静電容量式変位計において測定感度の向
上と測定システムの改善を目的としてな畜れたものであ
る。
上と測定システムの改善を目的としてな畜れたものであ
る。
第３図に改良に関する基本的な方法を示す。検出器５は
、第６図（１）に示す如く、電極板１．２、シールドケ
ース３，４から構成されている。これは、先に提案した
検出器である。電極板２には、高周波発振器１ｏが接続
され、電極板１には、コイル６０を接続した。検出器５
と被測定物体間の距離に関係する静電容量をＣｔとすれ
ば、これらの等価回路は、第３１Ｖ（ｂ）の様になる。
、第６図（１）に示す如く、電極板１．２、シールドケ
ース３，４から構成されている。これは、先に提案した
検出器である。電極板２には、高周波発振器１ｏが接続
され、電極板１には、コイル６０を接続した。検出器５
と被測定物体間の距離に関係する静電容量をＣｔとすれ
ば、これらの等価回路は、第３１Ｖ（ｂ）の様になる。
Ｃｔは、静電容量、Ｌは、電極板１は接続されたコイル
のインダクタンス、Ｒは、コイルの持つ抵抗および配線
抵抗である。
のインダクタンス、Ｒは、コイルの持つ抵抗および配線
抵抗である。
第３図（ａ）は、第３図（ｂ）に示す如く、ＲＬＣｔの
直列回路となる。ＲＬＣ１直列回路において、高周波発
振器１０から回路に供給される高周波信号の周波数を可
変することにより、ＲＬＣ直列共振を起す。この直列共
振を起す高周波信号を高周波発振器１”０から供給する
ことにより、回路に最大電流が流れ、各素子（Ｌやｃｔ
、ｎ）の端子電圧（例えばコイル３０の電圧Ｖｔ、）は
最大となる。従って検出器５と被測定物体２０との間隔
ｔの変化による検出電圧は最大となり、測定感度と測定
距１１１１Ｆｉ向上する。
直列回路となる。ＲＬＣ１直列回路において、高周波発
振器１０から回路に供給される高周波信号の周波数を可
変することにより、ＲＬＣ直列共振を起す。この直列共
振を起す高周波信号を高周波発振器１”０から供給する
ことにより、回路に最大電流が流れ、各素子（Ｌやｃｔ
、ｎ）の端子電圧（例えばコイル３０の電圧Ｖｔ、）は
最大となる。従って検出器５と被測定物体２０との間隔
ｔの変化による検出電圧は最大となり、測定感度と測定
距１１１１Ｆｉ向上する。
共振現象を得るために祉、高周波発振器１ｏの周波数を
可変して求めたが、周波数を一定にして共振現象を得る
こともできる。例えばコイル３゜を鉄心人クコイル等を
用い、コイル３０１）インダクタンスを可変する方式、
又は、新たに回路中ＶＣ可変コンデンサーを設け、コン
デンサーの容量を可変とする方式、あるいに、両方の可
変により、供給する一定周波数に峠、＆点を合せること
が出来る。高周波発振器１０＞う供給する高周波信号と
して正弦波信号、三角波信号、矩形波信号があるが、矩
形波信号により共振を起して、測定する方が感度がよい
。また矩形波信号の場せは、−Ａｆｆｊｚ）Ｌ波数よＷ
）低い周波数で共振を起す。これは、矩ル波の高調波成
分１（よるものであるが、感１は着量下する。共振周波
数＝５低い矩形波１号全供給して共振現象を起し、コイ
ル３０の両肩に発生した電圧ＶＬｋ ｌｌｉ ４１Ｊに
示すみ５３図１．ｃｌに示す様に、シールドケース３内
の電極板４０に、コイル３０と高周波発振器１０を直列
に接続して、被測定＊簿２０にも高周波電流を流し、Ｒ
ＬＣｔの直列共振を起して、測定する方法も不発明の一
部である。これまでは、直列共振による基本的な痴定方
法について述べたが、並列共振現象を利用しても同様の
結果である。
可変して求めたが、周波数を一定にして共振現象を得る
こともできる。例えばコイル３゜を鉄心人クコイル等を
用い、コイル３０１）インダクタンスを可変する方式、
又は、新たに回路中ＶＣ可変コンデンサーを設け、コン
デンサーの容量を可変とする方式、あるいに、両方の可
変により、供給する一定周波数に峠、＆点を合せること
が出来る。高周波発振器１０＞う供給する高周波信号と
して正弦波信号、三角波信号、矩形波信号があるが、矩
形波信号により共振を起して、測定する方が感度がよい
。また矩形波信号の場せは、−Ａｆｆｊｚ）Ｌ波数よＷ
）低い周波数で共振を起す。これは、矩ル波の高調波成
分１（よるものであるが、感１は着量下する。共振周波
数＝５低い矩形波１号全供給して共振現象を起し、コイ
ル３０の両肩に発生した電圧ＶＬｋ ｌｌｉ ４１Ｊに
示すみ５３図１．ｃｌに示す様に、シールドケース３内
の電極板４０に、コイル３０と高周波発振器１０を直列
に接続して、被測定＊簿２０にも高周波電流を流し、Ｒ
ＬＣｔの直列共振を起して、測定する方法も不発明の一
部である。これまでは、直列共振による基本的な痴定方
法について述べたが、並列共振現象を利用しても同様の
結果である。
第５図は、先に述べた直列共振を利用し友靜電容量式変
位計の構成図を示すものである。
位計の構成図を示すものである。
本発明の静電容量式変位針は、検出器５．高周疲発振器
１０．コイル５０．増幅器２１．フィルター２２．検波
増幅器２５．リニアライザー２４から構成されている一
検出器５に、電極板１，２゜シールドケース５．を極板
１．２間の７−ルド板４から構成され、被測定物体２０
に対向して配置されて贋る。電極板２には、高周波発振
器１ｏが接続され、電極板１にはコイル３０が接続され
ている。検出器５と被測定物体２０との間隔ｔの変化量
に対応した電圧がコイル５０に生じる。この電圧を増幅
器２１で検出して増幅される。増幅された電圧は、フィ
ルター２２にて雑音を除去し、検波増幅６２３にて増幅
し、整流して、直流に変換している。リニアライザー２
４にて測定距４ｔに対して比例した出方電圧／電流を得
ている。
１０．コイル５０．増幅器２１．フィルター２２．検波
増幅器２５．リニアライザー２４から構成されている一
検出器５に、電極板１，２゜シールドケース５．を極板
１．２間の７−ルド板４から構成され、被測定物体２０
に対向して配置されて贋る。電極板２には、高周波発振
器１ｏが接続され、電極板１にはコイル３０が接続され
ている。検出器５と被測定物体２０との間隔ｔの変化量
に対応した電圧がコイル５０に生じる。この電圧を増幅
器２１で検出して増幅される。増幅された電圧は、フィ
ルター２２にて雑音を除去し、検波増幅６２３にて増幅
し、整流して、直流に変換している。リニアライザー２
４にて測定距４ｔに対して比例した出方電圧／電流を得
ている。
以上述べた一］定装置は、コイル５ｏに発生した電圧変
化を測定するものでろる。高周波発振器１゜から供給さ
れる高周波信号が正弦波の場合は、正弦波とコイル３０
に発生する電圧との位相変化を検出しても同様の結果を
得た。次に実施例を挙げる。
化を測定するものでろる。高周波発振器１゜から供給さ
れる高周波信号が正弦波の場合は、正弦波とコイル３０
に発生する電圧との位相変化を検出しても同様の結果を
得た。次に実施例を挙げる。
（１）検出器 シールドケース ８０Ｘ４０Ｘ４０電極
板 ステンレス、２５φ （乃コイル ラジオ用コイル （３）高周波発振器（共振周波数） １２５ＫＨｚ（
４）ケーブル長 １０ｍ （５）被測定対象物 鋼 以上の諸条件下における測定結果を第６図に示す。第６
図の特性は増幅器２１の出力特性を示すものである。
板 ステンレス、２５φ （乃コイル ラジオ用コイル （３）高周波発振器（共振周波数） １２５ＫＨｚ（
４）ケーブル長 １０ｍ （５）被測定対象物 鋼 以上の諸条件下における測定結果を第６図に示す。第６
図の特性は増幅器２１の出力特性を示すものである。
以上述べた如く本発明は、静電容量式変位計・（おいて
、ＲＬＣの共振現象を利用して被測定物体との距離を測
定するものであるから次の特徴がある。（１）測定感度
が大幅に向上し、測定距離も向上する。（お検出量とし
て、１圧／電流変化９位相変化および共振周波数変化を
利庵することが出来る。
、ＲＬＣの共振現象を利用して被測定物体との距離を測
定するものであるから次の特徴がある。（１）測定感度
が大幅に向上し、測定距離も向上する。（お検出量とし
て、１圧／電流変化９位相変化および共振周波数変化を
利庵することが出来る。
（！ｌ） ＲＬ Ｃの過渡現象の状態により、被測定物
体間の距離や、被測定物体が金属の場合には、被測定物
体の電気抵抗を測定することが可能である。
体間の距離や、被測定物体が金属の場合には、被測定物
体の電気抵抗を測定することが可能である。
第１図は靜這容盪式変位針の基本原理を示す等価回路図
であり、第２図は先に提案した発明の静電容量式変位計
の構成図を示すプロ、り図であり、第３図（＆）は本発
明の一部である検出器とコイルの結合状態を示す回路図
であり、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＲＬＣ等価回路
図であり、第６図（ｅ）は−枝電極法における結合状態
を示す回路図であり、第４図は供給電圧がパルスの場合
におけるＲＬＣ共振回路におけるコイルＬの両端の電圧
を示す波形図であり、ｗＩｉ５図は本発明のＲＬＣ共振
法による静電容量式変位計の構成図であり、！！６図は
測定結果金示すグラフである。 １；電極板、２；電極板、５；シールドケース。 ４；シールド板、５；検出器、１０：高周波発振器、１
１；増幅器、１２；フィルター、１５；検波増幅器、１
４：リニアライザー、１５；アース。 ２０；被測定物体、２１；増幅器、２２：フイルター、
２３；検波増幅器、２４；リニアライザー。 ３０；コイル。 出願人 新日本製鐵株式会社
であり、第２図は先に提案した発明の静電容量式変位計
の構成図を示すプロ、り図であり、第３図（＆）は本発
明の一部である検出器とコイルの結合状態を示す回路図
であり、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＲＬＣ等価回路
図であり、第６図（ｅ）は−枝電極法における結合状態
を示す回路図であり、第４図は供給電圧がパルスの場合
におけるＲＬＣ共振回路におけるコイルＬの両端の電圧
を示す波形図であり、ｗＩｉ５図は本発明のＲＬＣ共振
法による静電容量式変位計の構成図であり、！！６図は
測定結果金示すグラフである。 １；電極板、２；電極板、５；シールドケース。 ４；シールド板、５；検出器、１０：高周波発振器、１
１；増幅器、１２；フィルター、１５；検波増幅器、１
４：リニアライザー、１５；アース。 ２０；被測定物体、２１；増幅器、２２：フイルター、
２３；検波増幅器、２４；リニアライザー。 ３０；コイル。 出願人 新日本製鐵株式会社
Claims (1)
- 測定対象に対向して一対の電極板を設けるとともに、各
々の電極板を囲繞するシールドケースを設け、腋シール
ドケースを導線によって接地しさらに、前記電極板の一
方に交流電流を供給する交流発ｆｊＡ器を接続し、他方
の電極板にコイル、増幅器、該増幅器からの出力信号を
線層化する変換器を接続せしめてなる容量式変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56116240A JPS5818102A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 容量式変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56116240A JPS5818102A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 容量式変位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5818102A true JPS5818102A (ja) | 1983-02-02 |
Family
ID=14682266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56116240A Pending JPS5818102A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 容量式変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818102A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59139282A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | 株式会社 藤商事 | 弾球遊戯機 |
| JPS63115706U (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-26 | ||
| JPS6444425U (ja) * | 1987-09-10 | 1989-03-16 | ||
| JPH03148001A (ja) * | 1989-11-04 | 1991-06-24 | Atsushi Mizukami | 間隔測定装置 |
| JP2001035327A (ja) * | 1999-07-22 | 2001-02-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 静電容量型近接センサ |
| JP2007322422A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-13 | Mg2 Srl | ボトル、特に医薬用ボトル内の液体を重量測定する装置 |
| JP2011503518A (ja) * | 2006-11-27 | 2011-01-27 | イデント テクノロジー アーゲー | 近傍電界の吸収による体の一部の検出のための装置 |
| WO2012079634A1 (de) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Messvorrichtung und verfahren zum bestimmen einer wegdifferenz sowie waage |
| CZ305365B6 (cs) * | 2010-06-16 | 2015-08-19 | Česká zemědělská univerzita v Praze | Segmentový kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů |
| JP2016142574A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 新川センサテクノロジ株式会社 | 渦電流形変位センサ |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP56116240A patent/JPS5818102A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59139282A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | 株式会社 藤商事 | 弾球遊戯機 |
| JPS63115706U (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-26 | ||
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| JP2011503518A (ja) * | 2006-11-27 | 2011-01-27 | イデント テクノロジー アーゲー | 近傍電界の吸収による体の一部の検出のための装置 |
| US9000955B2 (en) | 2006-11-27 | 2015-04-07 | Ident Technology Ag | Arrangement for the detection of body parts by absorbing an electrical near field |
| CZ305365B6 (cs) * | 2010-06-16 | 2015-08-19 | Česká zemědělská univerzita v Praze | Segmentový kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů |
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| JP2016142574A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 新川センサテクノロジ株式会社 | 渦電流形変位センサ |
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