JPS58200119A - 圧力センサ装置 - Google Patents
圧力センサ装置Info
- Publication number
- JPS58200119A JPS58200119A JP57084201A JP8420182A JPS58200119A JP S58200119 A JPS58200119 A JP S58200119A JP 57084201 A JP57084201 A JP 57084201A JP 8420182 A JP8420182 A JP 8420182A JP S58200119 A JPS58200119 A JP S58200119A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- capacitor
- vout
- change
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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、静電容量変化型圧力センサの容量を電圧に変
換する装置に関するもので、広い温度範囲にわたって、
温度変動の小さい高精度の圧力センサ装置を提供するこ
とを目的とする。
換する装置に関するもので、広い温度範囲にわたって、
温度変動の小さい高精度の圧力センサ装置を提供するこ
とを目的とする。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
第１図において、１は交流成分を重畳した電圧を発生す
る電圧発生回路で、出力電圧ｖｏｕｔを入力とし、圧力
センサと他のコンデンサを直列に接続したコンデンサの
直列回路２に電圧を加える。３は前記直列回路２の出力
を入力とし、入力の振幅に応じた出力を出す振幅検出回
路、４は基準電圧発生回路でちる。６は前記振幅検出回
路３の出力が、基準電圧発生回路４０基準電圧と等しく
なるように負帰還をかける比較増幅回路である。
る電圧発生回路で、出力電圧ｖｏｕｔを入力とし、圧力
センサと他のコンデンサを直列に接続したコンデンサの
直列回路２に電圧を加える。３は前記直列回路２の出力
を入力とし、入力の振幅に応じた出力を出す振幅検出回
路、４は基準電圧発生回路でちる。６は前記振幅検出回
路３の出力が、基準電圧発生回路４０基準電圧と等しく
なるように負帰還をかける比較増幅回路である。
上記した構成につき、よシ詳述する。６は無安定マルチ
バイブレータ等より成る発振回路、７は発振回路６の出
力でスイッチされるトランジスタである。８．９はトラ
ンジスタ７がｏｎした時にコレクタに流れる電流を制限
する抵抗である。以上により、電圧発生回路１を構成す
る。
バイブレータ等より成る発振回路、７は発振回路６の出
力でスイッチされるトランジスタである。８．９はトラ
ンジスタ７がｏｎした時にコレクタに流れる電流を制限
する抵抗である。以上により、電圧発生回路１を構成す
る。
１ｏは圧力の変化に対応して静電容量が変化する第１の
コンデンサ、１１は第１のコンデンサの容量のバラツキ
を補正するために設けられた第２のコンデンサで、両者
を直列に接続することで直列回路２を構成する。そして
、抵抗８．９とコンデンサ１０．１１による時定数が電
圧発生回路１の発振周波数に比べて十分小さいとすると
、直列回路２の入力電圧は、前記トランジスタ７がｏｆ
ｆの時は、比較増幅回路５の出力電圧ｖｏｕｔ、 トラ
ンジスタ７がｏｎの時はＯｖとなり、振幅はＶｏｕｔに
なる。この時、第１のコンデンサ１０の容量をＣｐ、第
２のコンデンサ１１の容量をＯｒとすると、２つのコン
デンサの接続点の電圧の振幅は、−正艶−Ｖ。ｕｔとな
る。
コンデンサ、１１は第１のコンデンサの容量のバラツキ
を補正するために設けられた第２のコンデンサで、両者
を直列に接続することで直列回路２を構成する。そして
、抵抗８．９とコンデンサ１０．１１による時定数が電
圧発生回路１の発振周波数に比べて十分小さいとすると
、直列回路２の入力電圧は、前記トランジスタ７がｏｆ
ｆの時は、比較増幅回路５の出力電圧ｖｏｕｔ、 トラ
ンジスタ７がｏｎの時はＯｖとなり、振幅はＶｏｕｔに
なる。この時、第１のコンデンサ１０の容量をＣｐ、第
２のコンデンサ１１の容量をＯｒとすると、２つのコン
デンサの接続点の電圧の振幅は、−正艶−Ｖ。ｕｔとな
る。
Ｏｒ＋Ｃｐ
１２はダイオードで、直列回路２の出力電圧が負に振れ
ないようにクランレする。１３は抵抗でＯＰアンプ１４
の入力バイアス電流およびダイオード１２より流れ込ん
だ電流を放出するための抵抗である。１６はダイオード
、１６はコンデンサ、圧を検出する。以上によって振幅
検出回路３を構１８．１９は抵抗で、電源電圧Ｖｃｃ
２０を分割して基準電圧を得る。抵抗１８をツェナーダ
イオードにすれば、基準電圧の電源電圧２０に対する依
存性はほとんど無くなる。以上により、基準電圧発生回
路４を構成する。
ないようにクランレする。１３は抵抗でＯＰアンプ１４
の入力バイアス電流およびダイオード１２より流れ込ん
だ電流を放出するための抵抗である。１６はダイオード
、１６はコンデンサ、圧を検出する。以上によって振幅
検出回路３を構１８．１９は抵抗で、電源電圧Ｖｃｃ
２０を分割して基準電圧を得る。抵抗１８をツェナーダ
イオードにすれば、基準電圧の電源電圧２０に対する依
存性はほとんど無くなる。以上により、基準電圧発生回
路４を構成する。
２１は比較増幅回路５を構成するＯＰアンプで、振幅検
出回路３の出力電圧が、基準電圧発生回路４で得られる
基準電圧と同じになるように負帰還がかかり、Ｃｐの変
化によシ、ｖｏｕｔが変化する。
出回路３の出力電圧が、基準電圧発生回路４で得られる
基準電圧と同じになるように負帰還がかかり、Ｃｐの変
化によシ、ｖｏｕｔが変化する。
基ω電圧発生回路４で得られる基準電圧をＶｒｅｆとす
ると、 Ｖｏｕｔ ＝ （１４） Ｖｒｅｆ
ｌｐ の関係が成立する。
ると、 Ｖｏｕｔ ＝ （１４） Ｖｒｅｆ
ｌｐ の関係が成立する。
第２図は、第１図中に示す基準電圧発生回路４を、１，
２．３で示す各回路と同様な回路、すなわち、電圧発生
回路１′、直列回路２′、振幅検出回路３′に置き換え
て温度特性を改善した例である。
２．３で示す各回路と同様な回路、すなわち、電圧発生
回路１′、直列回路２′、振幅検出回路３′に置き換え
て温度特性を改善した例である。
２２は電圧ｖ１の電源であり、電圧発生回路１の入力Ｖ
ｏｕｔの代わりとなるものである。７′〜１７′で示す
各部品の働きは、上記した７〜１７０部品のそれ同様な
ので一説明は省略するが、１０’、１１’゛ は第１お
よび第２のコンデンサ１０．１１とほぼ容量が同じ第３
．第４の固定用のコンデンサである０ 第３図は第２図のａ、ｂ、ｃ、ａ各部の電圧波形を示す
。ａは直列回路２０入力波形で、振幅はＶｏｕｔである
。ＯＰアンプ１４の十人力であるｂは立ち上がりの振幅
は−エＬ−Ｖｏｕｔであるが、０ｐ−）−Ｏｒ 立ち一ヒがる直前の電圧は、ダイオード１２の順方向型
［ＥＶｙが残り、また立ち一ヒがった後は、第１゜第２
のコンデンサ１０．１１の静電容量が小さいために、抵
抗１３を通って放電され、電圧が降下する。ＣはＯＰア
ンプ１４の出力波形である。
ｏｕｔの代わりとなるものである。７′〜１７′で示す
各部品の働きは、上記した７〜１７０部品のそれ同様な
ので一説明は省略するが、１０’、１１’゛ は第１お
よび第２のコンデンサ１０．１１とほぼ容量が同じ第３
．第４の固定用のコンデンサである０ 第３図は第２図のａ、ｂ、ｃ、ａ各部の電圧波形を示す
。ａは直列回路２０入力波形で、振幅はＶｏｕｔである
。ＯＰアンプ１４の十人力であるｂは立ち上がりの振幅
は−エＬ−Ｖｏｕｔであるが、０ｐ−）−Ｏｒ 立ち一ヒがる直前の電圧は、ダイオード１２の順方向型
［ＥＶｙが残り、また立ち一ヒがった後は、第１゜第２
のコンデンサ１０．１１の静電容量が小さいために、抵
抗１３を通って放電され、電圧が降下する。ＣはＯＰア
ンプ１４の出力波形である。
ＯＰアンプ１４の十人力であるｂが、−人力であるｄよ
り高くなれば、出力は上シ、逆に低くなれば−Ｖｃｃに
振ろうとするが、出力はＯＰアンプ１４のスルーレート
による遅れにより、この遅れ時間にｂが下がった分だけ
誤差を生じる。ｄはＣのピーク電圧よりダイオード１６
の電圧降下分だけ低い電圧となる。
り高くなれば、出力は上シ、逆に低くなれば−Ｖｃｃに
振ろうとするが、出力はＯＰアンプ１４のスルーレート
による遅れにより、この遅れ時間にｂが下がった分だけ
誤差を生じる。ｄはＣのピーク電圧よりダイオード１６
の電圧降下分だけ低い電圧となる。
ここで、ダイオード１２の順方向電圧ｖ１と、ＯＰアン
プ１４のスルーレートの温度特性により出力電圧ｄは温
度特性をもつ。しかし、第２図の回路では、同様の回路
で基準電圧も同じ温度特性を持つので、Ｖｏｕｔの温度
特性は相殺される。
プ１４のスルーレートの温度特性により出力電圧ｄは温
度特性をもつ。しかし、第２図の回路では、同様の回路
で基準電圧も同じ温度特性を持つので、Ｖｏｕｔの温度
特性は相殺される。
以上のように本発明によれば、広い温度範囲にわたって
、圧力センサの静電容量に比例した、高精度の出力電圧
を取り出すことができ、また、静電容量の変化を効率良
く電圧変化として取）出せ工業用、民生用の圧力センサ
としての効果は大きい０
、圧力センサの静電容量に比例した、高精度の出力電圧
を取り出すことができ、また、静電容量の変化を効率良
く電圧変化として取）出せ工業用、民生用の圧力センサ
としての効果は大きい０
第１図は本発明の実施例における電気的回路図、第２図
は他実施例における電気的回路図、第３図は第２図の動
作を説明するための各部の波形図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 １−ヘー−へＬ−−ヘーーーーー ｆ’ ｆ’ ５’ ト −
は他実施例における電気的回路図、第３図は第２図の動
作を説明するための各部の波形図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 １−ヘー−へＬ−−ヘーーーーー ｆ’ ｆ’ ５’ ト −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｔｌ） 圧力の変化に対応して静電容量が変化する第
１のコンデンサと第２のコンデンサとの直列回路と、こ
の直列回路に交流成分を有する電゛圧を加える電圧発生
回路と、前記第１もしくは第２のコンデンサの両端電圧
の振幅を検出する回路と、前記振幅電圧を基準電圧発生
回路の基準電圧と比較増幅して前記電圧発生回路に負帰
還をかける比較増幅回路とを備えた圧力センサ装置。 ＠）比較増幅回路に入力する基準電圧発生回路が第３お
よび第４のコンデンサの直列回路と、この直列回路に交
流成分を有する電圧を加える電圧発生回路と、前記第３
もしくは第４のコンデンサの両端電圧の振幅を検出する
振幅検出回路とよりなる特許請求の範囲第１項記載の圧
力センサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084201A JPS58200119A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 圧力センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084201A JPS58200119A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 圧力センサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58200119A true JPS58200119A (ja) | 1983-11-21 |
Family
ID=13823860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084201A Pending JPS58200119A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 圧力センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58200119A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987006711A1 (en) * | 1986-04-23 | 1987-11-05 | Rosemount Inc. | Measurement circuit |
| WO1989012235A1 (en) * | 1988-06-10 | 1989-12-14 | Rosemount Inc. | Charge balanced feedback transmitter |
| US5083091A (en) * | 1986-04-23 | 1992-01-21 | Rosemount, Inc. | Charged balanced feedback measurement circuit |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57084201A patent/JPS58200119A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987006711A1 (en) * | 1986-04-23 | 1987-11-05 | Rosemount Inc. | Measurement circuit |
| JPH01502449A (ja) * | 1986-04-23 | 1989-08-24 | ローズマウント インコ | 測定回路 |
| AU597067B2 (en) * | 1986-04-23 | 1990-05-24 | Rosemount Inc. | Measurement circuit |
| US5083091A (en) * | 1986-04-23 | 1992-01-21 | Rosemount, Inc. | Charged balanced feedback measurement circuit |
| WO1989012235A1 (en) * | 1988-06-10 | 1989-12-14 | Rosemount Inc. | Charge balanced feedback transmitter |
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