JPS5846681B2 - thickness measuring device - Google Patents

thickness measuring device

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JPS5846681B2
JPS5846681B2 JP1461376A JP1461376A JPS5846681B2 JP S5846681 B2 JPS5846681 B2 JP S5846681B2 JP 1461376 A JP1461376 A JP 1461376A JP 1461376 A JP1461376 A JP 1461376A JP S5846681 B2 JPS5846681 B2 JP S5846681B2
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measured
signal detection
sensor electrode
circuit
thickness
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JP1461376A
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博 太田
明久 武田
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Tokyo Keiki Inc
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Tokyo Keiki Co Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、厚さ測定装置に係り、とくに薄板状の被測定
物に対向してセンサ電極部を配設し、このセンサ電極部
を信号検出用電気回路に電気的に結合させるとともに、
当該電気回路の出力電圧の変動を測定し表示する非破壊
方式の厚さ測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thickness measuring device, in particular, a sensor electrode portion is disposed facing a thin plate-shaped object to be measured, and the sensor electrode portion is electrically connected to a signal detection electric circuit. In addition to combining it with
The present invention relates to a non-destructive thickness measuring device that measures and displays fluctuations in the output voltage of the electrical circuit.

従来、板の厚さを非破壊で測定し得る板厚計測装置とし
ては、超音波による板厚計測装置すなわち超音波厚さ計
がある。
Conventionally, as a plate thickness measuring device capable of non-destructively measuring the thickness of a plate, there is a plate thickness measuring device using ultrasonic waves, that is, an ultrasonic thickness gauge.

しかしながら超音波厚さ計は、金属などの比較的密度の
高い物質の厚さ測定には適しているが、超音波の減衰の
大きい木材、紙、プラスチック又はFRPなとの比較的
密度の低い物質に対しては、その正確な板厚の測定が困
難であり、また超音波の波長の制限を受けて1/10關
乃至1/100mmオーダーの厚さ測定は極めて困難で
あり、さらに超音波振動子の振動面を被測定物に押圧す
るか又は被測定物と超音波振動子との間に超音波伝播体
を介在させて空気層を排除しなければ板厚測定が不可能
であるという固有の欠点を常に有している。
However, ultrasonic thickness gauges are suitable for measuring the thickness of relatively dense materials such as metals, but they are suitable for measuring the thickness of relatively low-density materials such as wood, paper, plastic, or FRP, which have high ultrasonic attenuation. However, it is difficult to accurately measure the plate thickness, and due to limitations on the wavelength of ultrasonic waves, it is extremely difficult to measure thickness on the order of 1/10 to 1/100 mm. The inherent problem is that it is impossible to measure plate thickness unless the vibrating surface of the transducer is pressed against the object to be measured, or an ultrasonic propagator is interposed between the object and the ultrasonic transducer to eliminate an air layer. always has the disadvantages of

一方、プラスチック等の誘電体材料に対する厚さ測定の
技術としていくつかの例がみられるが、これら従来技術
の多くは、その構成が複雑であり、従って操作に難点が
あり、かつ故障率が高いという不都合を常に伴なってい
た。
On the other hand, although there are some examples of techniques for measuring the thickness of dielectric materials such as plastics, most of these conventional techniques have complicated structures, are difficult to operate, and have a high failure rate. It was always accompanied by this inconvenience.

また、従来技術の多くはセンサ部と本体とが一体となっ
ており、これがため被測定物の形状又は大きさが複雑に
変化するものに対してはその厚さを有効に測定すること
かできないという不都合が生じていた。
In addition, in many conventional technologies, the sensor part and the main body are integrated, which makes it impossible to effectively measure the thickness of objects whose shape or size changes in a complex manner. This caused an inconvenience.

本発明の目的は、かかる従来技術の有する不都合を改善
し、とくに被測定物の厚さおよび形状の変化に対応して
常に最適の測定条件を設定することによって測定値の信
頼性を著しく向上せしめた厚さ測定装置を提供すること
にある。
The purpose of the present invention is to improve the inconveniences of the prior art, and in particular to significantly improve the reliability of measured values by constantly setting optimal measurement conditions in response to changes in the thickness and shape of the object to be measured. The object of the present invention is to provide a thickness measuring device that has the same characteristics.

このため、本発明では、センサ電極部を、測定器本体に
対し信号ケーブルを介して着脱自在に装着すると共に、
前記センサ電極部に、前記信号検出用電気回路の共振点
をずらすことによって被測定物に対応した出力電圧の変
動範囲を常に最適な状態に設定する微調整部を設け、こ
れによって前記目的を達成しようとするものである。
Therefore, in the present invention, the sensor electrode section is detachably attached to the measuring instrument body via the signal cable, and
The sensor electrode section is provided with a fine adjustment section that shifts the resonance point of the signal detection electric circuit to always set the variation range of the output voltage in an optimal state corresponding to the object to be measured, thereby achieving the above purpose. This is what I am trying to do.

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、基準周波数を発振する高周波発振器1
の出力は、電気共振回路からなる信号検出装置2に加え
られる。
In Figure 1, a high frequency oscillator 1 that oscillates a reference frequency.
The output of is applied to a signal detection device 2 consisting of an electrical resonant circuit.

この信号検出装置2の信号検出端にはセンサ電極3,4
が接続あれ、該センサ電極3,4は一定の厚さを有する
被測定物5に電気的(静電的又は磁気的)に結合される
ようになっている。
Sensor electrodes 3 and 4 are provided at the signal detection end of this signal detection device 2.
When connected, the sensor electrodes 3 and 4 are electrically (electrostatically or magnetically) coupled to an object to be measured 5 having a certain thickness.

信号検出装置2には検波器6が接続され、この検波器6
は前記信号検出装置2の出力電圧を検波(整流)すると
共にその出力を増幅器7に送っている。
A detector 6 is connected to the signal detection device 2.
detects (rectifies) the output voltage of the signal detection device 2 and sends the output to the amplifier 7.

増幅器7は、前記検波器6の出力信号を増幅して表示器
8を駆動する。
An amplifier 7 amplifies the output signal of the detector 6 and drives a display 8.

ここで表示器8はデジタル表示又はメータ等によるアナ
ログ表示のいずれでもよい。
Here, the display 8 may be either a digital display or an analog display such as a meter.

ここで、上記のように構成された厚さ等測定器において
、被測定物5の厚さ等の測定原理及びセンサ電極3,4
の電極面3A、4Aに対する信号検出装置2の出力電圧
との関係を説明する。
Here, in the thickness measuring device configured as described above, the principle of measuring the thickness of the object to be measured 5 and the sensor electrodes 3 and 4 will be described.
The relationship between the output voltage of the signal detection device 2 and the electrode surfaces 3A and 4A will be explained.

一般に誘電体に電界をかけると、誘電体内の分極は誘電
体の比誘電率に比例することが知られている。
It is generally known that when an electric field is applied to a dielectric, polarization within the dielectric is proportional to the dielectric constant of the dielectric.

また分極は誘電体の分子数にも比例するから、単位面積
を考えると当然誘電体の厚さに比例する。
Polarization is also proportional to the number of molecules in the dielectric, so when considering unit area, it is naturally proportional to the thickness of the dielectric.

従って、電界により誘電体内に発生した電気量は分極に
比例するから、結局電気量は誘電体の比誘電率と厚さと
に比例することとなる。
Therefore, since the amount of electricity generated within the dielectric by the electric field is proportional to the polarization, the amount of electricity is ultimately proportional to the dielectric constant and thickness of the dielectric.

今、被測定物5が誘電体であり、しかもその比誘電率が
既知であるとすると、被測定物5がセンサ電極3,4に
近接して置かれたことによる静電容量の変化(すなわち
被測定物5内に発生した電気量の変化)を信号検出装置
2で検出すれば、その変化量から被測定物5の厚さを計
測できる。
Now, assuming that the object to be measured 5 is a dielectric and its relative dielectric constant is known, the change in capacitance due to the object to be measured 5 being placed close to the sensor electrodes 3 and 4 (i.e. If the signal detection device 2 detects a change in the amount of electricity generated within the object to be measured 5, the thickness of the object to be measured 5 can be measured from the amount of change.

また、逆に被測定物5の原さが既知であれば、前記変化
量から比誘電率を求めることができる。
Conversely, if the origin of the object to be measured 5 is known, the dielectric constant can be determined from the amount of change.

この場合、前記静電容量の変化は信号検出装置2を構成
する共振回路の共振周波数の変化としてとらえられるよ
うになっている。
In this case, the change in capacitance can be interpreted as a change in the resonant frequency of the resonant circuit that constitutes the signal detection device 2.

即ち、高周波発振器1の基準周波数に対する信号検出装
置2の共振回路の共振電圧が変化するからこれを検波器
6で検波して電圧の変化として取り出し、増幅器7で増
幅し表示器8に加えることにより、被測定物5の厚さ若
しくは比誘電率が測定される。
That is, since the resonant voltage of the resonant circuit of the signal detection device 2 changes with respect to the reference frequency of the high frequency oscillator 1, this is detected by the detector 6 and taken out as a voltage change, amplified by the amplifier 7, and applied to the display 8. , the thickness or dielectric constant of the object to be measured 5 is measured.

一方、被測定物5が金属とくに磁性体である場合には、
センサ電極3,4を磁性体材料で構成し、このセンサ電
極3,4は信号検出装置2の共振回路のコイル部に結合
すると共に、被測定物5と磁気的結合を図ることにより
、信号検出装置2の共振回路のインダクタンスが被測定
物5の厚さ若しくは比透磁率の変化に応動するので、信
号検出装置2の出力電圧か変化する。
On the other hand, when the object to be measured 5 is a metal, especially a magnetic material,
The sensor electrodes 3 and 4 are made of a magnetic material, and are coupled to the coil part of the resonant circuit of the signal detection device 2, and are magnetically coupled to the object to be measured 5 to detect the signal. Since the inductance of the resonant circuit of the device 2 responds to changes in the thickness or relative permeability of the object to be measured 5, the output voltage of the signal detection device 2 changes.

この変化を外部に取り出し検波器6、増幅器7を介して
表示器8で示せば、比透磁率が既知のときは厚さが、ま
た厚さ既知のときは比透磁率が求められる。
If this change is taken out to the outside and shown on the display 8 via the detector 6 and the amplifier 7, the thickness can be determined when the relative magnetic permeability is known, and the relative magnetic permeability can be determined when the thickness is known.

ここでセンサ電極3,4の被測定物5に対向した面積3
A、4Aの大小は、信号検出装置2の共振回路の共振電
圧の変動に直接、影響する。
Here, the area 3 of the sensor electrodes 3 and 4 facing the object to be measured 5
The magnitude of A and 4A directly affects the fluctuation of the resonant voltage of the resonant circuit of the signal detection device 2.

すなわち、同一の被測定物5に対しセンサ電極3,4の
電極面3A、4Aが大きい程、前記共振回路部分の容量
成分は大きくなる。
That is, the larger the electrode surfaces 3A and 4A of the sensor electrodes 3 and 4 are for the same object to be measured 5, the larger the capacitance component of the resonant circuit portion becomes.

又前述した磁性材料に対する厚さ等測定の場合はインダ
クタンス成分が大きくなる。
Furthermore, in the case of measuring the thickness, etc. of the magnetic material mentioned above, the inductance component becomes large.

この点に着目すると、センサ電極3.4の電極面3A、
4Aの大きさ及び形状を適当に設定することにより特定
の被測定物5に対して最適な厚さ信号等を検出すること
が可能となる。
Focusing on this point, the electrode surface 3A of the sensor electrode 3.4,
By appropriately setting the size and shape of 4A, it becomes possible to detect the optimum thickness signal etc. for a specific object to be measured 5.

なお、上記実施例では、信号検出装置2の信号検出回路
として電気共振回路を例示したが、特に共振回路に限定
することなく単にインダクタンス回路とし、そのインピ
ーダンス変化に伴う出力電圧値の変化として検波器6で
検波し取り出すように構成してもよい。
In the above embodiment, an electric resonant circuit is used as an example of the signal detecting circuit of the signal detecting device 2, but it is not limited to a resonant circuit, but is simply an inductance circuit, and the change in the output voltage value due to the change in impedance is detected by the detector. The configuration may be such that the wave is detected and extracted at step 6.

第2図において、被測定物5が誘電体である場合の前記
信号検出装置2の具体的構成を示す。
FIG. 2 shows a specific configuration of the signal detection device 2 when the object to be measured 5 is a dielectric.

ここで、高周波発振器1は信号源10とその内部インピ
ーダンス11とによって等節約に表わされる。
Here, the high frequency oscillator 1 is represented equally parsimoniously by a signal source 10 and its internal impedance 11.

信号検出装置2は、一次コイル12及び二次コイル13
からなる整合トランスと前記二次コイル13に並列接結
された微調整部としての可変コンデンサ14とを有して
いる。
The signal detection device 2 includes a primary coil 12 and a secondary coil 13.
The variable capacitor 14 is connected in parallel to the secondary coil 13 and serves as a fine adjustment section.

一次コイル12と二次コイル13とは整合がとれている
ものとする。
It is assumed that the primary coil 12 and the secondary coil 13 are matched.

一次コイル12には前記高周波発振器1の出力が加えら
れるようになっている。
The output of the high frequency oscillator 1 is applied to the primary coil 12.

二次コイル13の両端には棒状若しくは板状の金属から
なるセンサ電極3,4が接続されている。
Sensor electrodes 3 and 4 made of rod-shaped or plate-shaped metal are connected to both ends of the secondary coil 13.

一次コイル12の両端は検波器6に接続され、一次コイ
ル12の両端に表われる電圧変化は前記検出器6内のダ
イオード15により検波されるようになっている。
Both ends of the primary coil 12 are connected to a detector 6, and voltage changes appearing at both ends of the primary coil 12 are detected by a diode 15 within the detector 6.

前記センサ電極3,4の部分は、整合トランスの二次コ
イル13と可変コンデンサ14と共に共振周波数f1を
有する電気的共振回路を構成している。
The sensor electrodes 3 and 4 together with the secondary coil 13 of the matching transformer and the variable capacitor 14 constitute an electrical resonance circuit having a resonance frequency f1.

いま、発振器1の基準周波数をf。とすると、前記−次
コイル12の両端の共振電圧E(すなわち検波器6に加
わる電圧)はf、 = foのとき最大となる。
Now, the reference frequency of oscillator 1 is f. Then, the resonant voltage E across the secondary coil 12 (that is, the voltage applied to the detector 6) becomes maximum when f, = fo.

このときの静電容量をC8とじ、任意の静電容量Cに対
する電圧Eの変化を表示すると第3図のような共振曲線
となる。
If the capacitance at this time is defined as C8 and the change in voltage E with respect to any capacitance C is displayed, a resonance curve as shown in FIG. 3 will be obtained.

従って、被測定物5がないときの静電容量を、Co−J
Clに設定しておけば、共振曲線の直線に近似した傾斜
部分を利用できるから、被測定物5をセンサ電極3,4
に所定距離近づけたことによる静電容量の増加すなわち
被測定物5の厚さ若しくは比誘電率と電圧Eとの関係を
一定範囲内で略直線関係とすることができる。
Therefore, the capacitance when there is no object to be measured 5 is Co-J
If it is set to Cl, the inclined portion of the resonance curve that approximates a straight line can be used, so the object to be measured 5 can be connected to the sensor electrodes 3 and 4.
The increase in capacitance due to the proximity of the measured object 5 by a predetermined distance, that is, the relationship between the thickness or dielectric constant of the object to be measured 5 and the voltage E can be made into a substantially linear relationship within a certain range.

この一定の作動範囲(第3図におけるT1又はT2)は
センサ電極3,4の電極面3A。
This fixed operating range (T1 or T2 in FIG. 3) is the electrode surface 3A of the sensor electrodes 3, 4.

4Aの大きさにより特定される。It is specified by the size of 4A.

第4図に被測定物5が磁性体である場合の前記信号検出
装置2の具体的構成を示す。
FIG. 4 shows a specific configuration of the signal detection device 2 when the object to be measured 5 is a magnetic material.

ここで高周波発振器1及び検波器6等は第2図の場合と
同一である。
Here, the high frequency oscillator 1, detector 6, etc. are the same as in the case of FIG.

ここにおいて、信号検出装置2は、磁性体のコアー31
に巻回されたコイル30と該コイル30に並列接続され
た微調整部としての可変コンデンサ32とからなる電気
的並列共振回路を有している。
Here, the signal detection device 2 includes a magnetic core 31
It has an electrical parallel resonant circuit consisting of a coil 30 wound around the coil 30 and a variable capacitor 32 as a fine adjustment section connected in parallel to the coil 30.

前記コアー31の両端は検出装置2外に突出されてセン
サ電極33.34を形成し、その電極面33A、34A
は被測定物5に対向して同一面上に配置されている。
Both ends of the core 31 protrude outside the detection device 2 to form sensor electrodes 33, 34, and the electrode surfaces 33A, 34A
are arranged on the same plane facing the object to be measured 5.

このセンサ電極面33A。34Aに磁性体からなる被測
定物5を接近させると、コアー31およびコイル30よ
りなる磁気回路の磁気抵抗が変化し、コイル30のイン
ピーダンスが変化する。
This sensor electrode surface 33A. When the object to be measured 5 made of a magnetic material approaches 34A, the magnetic resistance of the magnetic circuit made up of the core 31 and the coil 30 changes, and the impedance of the coil 30 changes.

従って、可変コンデンサ32と共に形成される並列共振
回路の共振電圧Eが変化するので、この変化分を検波器
で検出している。
Therefore, the resonant voltage E of the parallel resonant circuit formed together with the variable capacitor 32 changes, and this change is detected by a detector.

コイル30のインピーダンス変化に伴う共振電圧Eの変
化は、第3図に示したコンデンサ成分と共振電圧との関
係と同様の態様を有し、一定範囲内で略直線関係とする
ことができる。
The change in the resonant voltage E due to the change in the impedance of the coil 30 has a similar aspect to the relationship between the capacitor component and the resonant voltage shown in FIG. 3, and can have a substantially linear relationship within a certain range.

この一定の作動範囲はセ/す電極33,34の電極面3
3A。
This fixed operating range corresponds to the electrode surface 3 of the center and center electrodes 33 and
3A.

34Aの大きさによって特定される。It is specified by the size of 34A.

第5図は被測定物が絶縁体である場合の他の実施例を示
す。
FIG. 5 shows another embodiment in which the object to be measured is an insulator.

この図において、電界効果トランジスタ等のトランジス
タの自励発振による高周波発振器1の出力信号は同軸ケ
ーブル等のケーブル40を介して信号検出装置2Aに加
えられる。
In this figure, an output signal of a high frequency oscillator 1 generated by self-oscillation of a transistor such as a field effect transistor is applied to a signal detection device 2A via a cable 40 such as a coaxial cable.

この信号検出装置2Aは信号検出電気回路として直列記
共振回路を組合せてなるブリッジ回路を有している。
This signal detection device 2A has a bridge circuit formed by combining series resonant circuits as a signal detection electric circuit.

すなわち、このブリッジ回路は、コイル41と、コイル
42と、微調整部としての可変コンデンサ4′3及びセ
ンサ電極3,4の並列回路と、可変コンデンサ44及び
抵抗器45の並列回路とからなっている。
That is, this bridge circuit consists of a parallel circuit of a coil 41, a coil 42, a variable capacitor 4'3 as a fine adjustment section, and sensor electrodes 3 and 4, and a parallel circuit of a variable capacitor 44 and a resistor 45. There is.

この抵抗器45により、被測定物5を介した電極3,4
間の誘電体損失の影響が少なくされている。
This resistor 45 allows the electrodes 3 and 4 to be connected through the object to be measured 5.
The effect of dielectric loss between the two is reduced.

このブリッジ回路には、ケーブル40に接続された一次
コイル46と前記コイル41.42との間の相互インダ
クタンスにより高周波信号が供給されるようになってい
る。
This bridge circuit is supplied with a high frequency signal by the mutual inductance between the primary coil 46 connected to the cable 40 and the coils 41, 42.

前記ブリッジ回路は、センサ電極3,4を除き静電シー
ルド体47内に収納されている。
The bridge circuit, except for the sensor electrodes 3 and 4, is housed within an electrostatic shield body 47.

信号検出装置2Aにはトランジスタによる検波回路6A
を介して表示器8Aが接続されている。
The signal detection device 2A includes a detection circuit 6A using a transistor.
A display device 8A is connected via.

この表示器8Aは、演算増幅器73と、該演算増幅器7
3の出力端に接続されたメータ75とを有していて、メ
ータ75の零点調節を可変抵抗76で行えるようになっ
ている。
This display 8A shows the operational amplifier 73 and the operational amplifier 7.
The meter 75 is connected to the output end of the meter 75, and the zero point of the meter 75 can be adjusted by a variable resistor 76.

このような構成において、まずセンサ電極3゜4に被測
定物5を近づけない状態で信号検出装置2人のブリッジ
回路の平衡を求める。
In such a configuration, first, the balance of the bridge circuit of the two signal detecting devices is determined with the object to be measured 5 kept away from the sensor electrodes 3.4.

するとコイル41,42間の接続点Cとアースとの間の
電位差が零となる。
Then, the potential difference between the connection point C between the coils 41 and 42 and the ground becomes zero.

この平衡状態でメータ75の零点を合わせる。In this equilibrium state, the zero point of the meter 75 is adjusted.

次に被測定物5をセンサ電極3,4に接近させると該電
極3,4間の静電容量が変化し、その結果ブリッジ回線
の平衡が崩れ、接続点Cに交流電圧が生じる。
Next, when the object to be measured 5 is brought close to the sensor electrodes 3 and 4, the capacitance between the electrodes 3 and 4 changes, and as a result, the balance of the bridge line is disrupted and an alternating current voltage is generated at the connection point C.

この交流電圧は、ブリッジ回路の不平衡の度合が大きく
なるに従って増加する。
This AC voltage increases as the degree of unbalance of the bridge circuit increases.

この交流電圧は、検波回路6Aで検波した後、表示器8
Aに加えられる。
After this AC voltage is detected by the detection circuit 6A, the display 8
Added to A.

この結果、表示器8Aのメータ75の表示は、接続点C
の電圧に対応した値すなわち被測定物5の厚さ若しくは
比誘電率に対応した値(変化)となる。
As a result, the display on the meter 75 of the display 8A is the connection point C.
The value corresponds to the voltage, that is, the value (change) corresponds to the thickness or dielectric constant of the object to be measured 5.

この上記第5図に示す実施例では、信号検出電気回路を
ブリッジ回路で構成したので、厚さ等の異った被測定物
5に対しても高周波発振器1の出力の基準周波数を変え
るだけで信号検出電気回路としてのブリッジ回路の出力
電圧変動範囲を任意に設定することができ、同時に該ブ
リッジ回路の出力を、前記高周波発振器1の基準周波数
に無関係な安定した値として得ることができる。
In the embodiment shown in FIG. 5 above, the signal detection electric circuit is constructed with a bridge circuit, so that even if the object to be measured 5 has a different thickness, etc., it is possible to simply change the reference frequency of the output of the high-frequency oscillator 1. The output voltage fluctuation range of the bridge circuit as a signal detection electric circuit can be arbitrarily set, and at the same time, the output of the bridge circuit can be obtained as a stable value independent of the reference frequency of the high-frequency oscillator 1.

一方、センサ電極3,4の各々の電極面3A、4Aを厚
さ等の異った被測定物5に対応させて変え、センサ電極
3,4間の静電容量を変化せしめても、前記ブリッジ回
路の平衡点をずらし出力電圧変動範囲を任意に設定する
ことができる。
On the other hand, even if the electrode surfaces 3A and 4A of the sensor electrodes 3 and 4 are changed to correspond to the object to be measured 5 having different thickness, etc., and the capacitance between the sensor electrodes 3 and 4 is changed, the above-mentioned By shifting the balance point of the bridge circuit, the output voltage fluctuation range can be set arbitrarily.

第6図は、信号検出電気回路2Bにコイル70と微調整
部としての可変コンデンサ71とからなる直列共振回路
を直接利用している点が第5図の構成と異なる。
The configuration in FIG. 6 differs from that in FIG. 5 in that a series resonant circuit consisting of a coil 70 and a variable capacitor 71 as a fine adjustment section is directly utilized in the signal detection electric circuit 2B.

その信号検出回路2Bにおいて、直列共振回路に並列接
続された抵抗器72には、センサ電極3,4が並列接続
されると共に、トランジスタよりなる検波回路6Bが接
続されている。
In the signal detection circuit 2B, the sensor electrodes 3 and 4 are connected in parallel to a resistor 72 connected in parallel to the series resonant circuit, and a detection circuit 6B made of a transistor is also connected.

この検波回路6Bの出力は表示器8Bに加えられる。The output of this detection circuit 6B is applied to the display 8B.

この表示器8Bは、演算増幅器73.74の差動回路で
構成され、メータ75は両増幅器の出力端子間に設けら
れている。
This display 8B is composed of a differential circuit of operational amplifiers 73 and 74, and a meter 75 is provided between the output terminals of both amplifiers.

なお、可変抵抗器76はメータ75の零点調節用である
Note that the variable resistor 76 is used to adjust the zero point of the meter 75.

このような構成において、被測定物5をセンサ電極3,
4に近づけることにより共振回路の共振周波数にずれを
生じ、抵抗72両端に誘起される電圧が変化する。
In such a configuration, the object to be measured 5 is connected to the sensor electrode 3,
By approaching 4, the resonance frequency of the resonant circuit is shifted, and the voltage induced across the resistor 72 changes.

また、これと同一構成において、特に上記共振点をずら
し、コンデンサ71と容量性回路を形成する電極3,4
間との直列回路を利用し、該電極3,4間の被測定物に
対する電圧変化を検出するように取扱うこともできる。
In addition, in the same configuration, the resonance point is shifted, and the electrodes 3 and 4 forming a capacitive circuit with the capacitor 71 are
It is also possible to use a series circuit between the electrodes 3 and 4 to detect voltage changes on the object to be measured between the electrodes 3 and 4.

そして、この電圧変化を表示器8Bのメータ75で表示
するようになっている。
This voltage change is then displayed on the meter 75 of the display 8B.

この上記第6図に示す実施例についても、被測定物5に
応じた信号検出電気回路の出力変動範囲は、電極3,4
の電極面3A、4Aを変え、微調整部すなわち共振回路
の容量成分を変えることにより任意に設定することがで
きる。
Also in the embodiment shown in FIG.
It can be set arbitrarily by changing the electrode surfaces 3A, 4A and changing the capacitance component of the fine adjustment section, that is, the resonant circuit.

第7図は前記信号検出装置2の他の実施例である。FIG. 7 shows another embodiment of the signal detection device 2. In FIG.

ここで前記第1実施例と同一構成部分は同一符号をもっ
て示す。
Here, the same components as in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

プローブ51は、一次コイル52及び二次コイル53で
形成される整合トランス54と、該整合トランス54の
二次コイル53に並列接続された微調整部としての可変
コンデンサ55と、該可変コンデンサ55の一端に接続
されたセンサ電極56と、これら整合トランス54、可
変コンデンサ55及びセンサ電極56を収納したプロー
ブ箱体57とからなっている。
The probe 51 includes a matching transformer 54 formed by a primary coil 52 and a secondary coil 53, a variable capacitor 55 as a fine adjustment section connected in parallel to the secondary coil 53 of the matching transformer 54, and a variable capacitor 55 connected in parallel to the secondary coil 53 of the matching transformer 54. It consists of a sensor electrode 56 connected to one end, and a probe box 57 housing the matching transformer 54, variable capacitor 55, and sensor electrode 56.

前記センサ電極56は誘電体材料からなる被測定物5に
接近・対向するように配置されている。
The sensor electrode 56 is arranged so as to approach and face the object to be measured 5 made of a dielectric material.

前記−次コイル52は同軸ケーブル58と結合コンデン
サ59を介して高周波発振器1の出力端に接続されてい
る。
The secondary coil 52 is connected to the output end of the high frequency oscillator 1 via a coaxial cable 58 and a coupling capacitor 59.

前記同軸ケーブル58の発振器1側から、検波器60を
介して、前記プローブ51で検出した前記被測定物5の
厚さ若しくは比誘電率に対応した信号を検出するように
なっている。
A signal corresponding to the thickness or dielectric constant of the object to be measured 5 detected by the probe 51 is detected from the oscillator 1 side of the coaxial cable 58 via a detector 60.

検波器60の出力は増幅器7を介して表示器8に送られ
表示される。
The output of the detector 60 is sent to the display 8 via the amplifier 7 and displayed.

前記可変コンデンサ55の他端及び同軸ケーブル58の
外皮線はプローブ箱体57と同電位に保たれ接地されて
いる。
The other end of the variable capacitor 55 and the outer wire of the coaxial cable 58 are maintained at the same potential as the probe box body 57 and are grounded.

プローブ51及び同軸ケーブル58を除く他の部分で計
測器本体9が構成されている。
The measuring instrument main body 9 is composed of other parts except the probe 51 and the coaxial cable 58.

このように形成してもその作動は第1図及び第2図の実
施例と同等である。
Even with this configuration, its operation is the same as that of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2.

第8図ないし第15図は特定されたセンサ電極の電極面
の被測定物側からみた形状の例示である。
FIGS. 8 to 15 are examples of the shape of the electrode surface of the specified sensor electrode as viewed from the object to be measured side.

この内第8図ないし第11図のものは被測定物が誘電体
材料の場合に(特に第7図の実施例の場合)好適なもの
であり、第12図ないし第15図の分割されたものは被
測定物が誘電体、磁性体の場合のいずれにも使用し得る
ものである。
Among these, the ones shown in FIGS. 8 to 11 are suitable when the object to be measured is a dielectric material (particularly in the case of the embodiment shown in FIG. 7), and the divided ones shown in FIGS. This device can be used whether the object to be measured is a dielectric material or a magnetic material.

以上のように、本発明によると、被測定物に対向して配
置されるセンサ電極と、このセンサ電極に電気的に結合
されたコイルを備えた信号検出用電気回路とによってセ
ンサ電極部を形成し、このセンサ電極部に一定周波数の
基準信号を印加して得られる出力電圧を増幅し表示する
測定器本体を設け、前記センサ電極部を測定器本体に対
し信号ケーブルを介して着脱自在に装着すると共に、こ
のセンサ電極部に、被測定物に対応して前記信号検出用
電気回路の共振点をずらすための微調整部を設けるとい
う構成を採用したので、とくに被測定物の厚さおよび形
状が異なる多種類の被測定物に対しても常に最適の測定
条件をごく容易に設定することができ、従って測定値の
信頼性を著しく向上せしめることができるという従来に
ない優れた厚さ測定装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the sensor electrode portion is formed by the sensor electrode disposed facing the object to be measured and the signal detection electric circuit including the coil electrically coupled to the sensor electrode. A measuring device body is provided which amplifies and displays an output voltage obtained by applying a reference signal of a constant frequency to the sensor electrode portion, and the sensor electrode portion is detachably attached to the measuring device body via a signal cable. At the same time, we have adopted a configuration in which the sensor electrode section is provided with a fine adjustment section for shifting the resonance point of the signal detection electric circuit in accordance with the object to be measured. This is an unprecedented and excellent thickness measuring device that allows you to easily set the optimal measurement conditions even for many different types of objects to be measured, and therefore significantly improves the reliability of measured values. can be provided.

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

第1図は厚さ測定装置の実施例を示すブロック図、第2
図は本発明に係る厚さ測定装置の実施例を示す信号検出
装置の回路図、第3図は第2図におけるセンサ電極の電
極面積を変えた場合に変動する信号検出回路の出力電圧
の変化を示す説明図、第4図乃至第6図は各々他の実施
例を示す信号検出装置の回路図、第1図はさらに他の実
施例を示す回路図、第8図ないし第15図は被測定物側
からみたセンサ電極の形状を特定する場合の例示で、第
8図は円状の、第9図は円環状の、第10図は角状の、
第11図は中空角状のものを各々示し、第12図以降は
電極を複数個設けた場合の例示で、第12図は円形状の
、第13図は四角状の、第14図は二つの小円形を離し
たもの、第15図は二つの短形状の電極を離して設けた
ものを名々示す。 笛1餌 2.2A、2B、51・・・・・・センサ電極部、3゜
4.33,34,56,57・・・・・・センサ電極、
3A、4A、33A、34A・・・・・・電極部、5・
・・・・・被測定物、9・・・・・・測定器本体、13
,30,41゜53.70・・・・・・信号検出用電気
回路のコイル、14.32,43,55.71・・・・
・・微調整部としてのコンデンサ。
Figure 1 is a block diagram showing an embodiment of the thickness measuring device;
The figure is a circuit diagram of a signal detection device showing an embodiment of the thickness measuring device according to the present invention, and FIG. 3 is a change in the output voltage of the signal detection circuit that changes when the electrode area of the sensor electrode in FIG. 2 is changed. FIGS. 4 to 6 are circuit diagrams of signal detection devices showing other embodiments, FIG. 1 is a circuit diagram showing still other embodiments, and FIGS. Examples of specifying the shape of the sensor electrode as seen from the measurement object side are shown in Fig. 8 for a circular shape, Fig. 9 for an annular shape, and Fig. 10 for an angular shape.
Fig. 11 shows hollow square electrodes, and Fig. 12 and subsequent figures show examples of cases in which a plurality of electrodes are provided. FIG. 15 shows two small circular electrodes separated from each other, and FIG. 15 shows two rectangular electrodes separated from each other. Whistle 1 Bait 2.2A, 2B, 51... Sensor electrode part, 3°4.33, 34, 56, 57... Sensor electrode,
3A, 4A, 33A, 34A... Electrode part, 5.
...Object to be measured, 9...Measuring instrument body, 13
,30,41゜53.70... Coil of electric circuit for signal detection, 14.32,43,55.71...
...Capacitor as a fine adjustment part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 被測定物に対向して配置されるセンサ電極と、との
センサ電極に電気的に結合されたコイルを備えた信号検
出用電気回路とによってセンサ電極部を形成し、このセ
ンサ電極部に一定周波数の基準信号を印加して得られる
出力電圧を増幅し表示する測定器本体を設け、前記セン
サ電極部を測定器本体に対し信号ケーブルを介して着脱
自在に装着すると共に、このセンサ電極部に、被測定物
に対応して前記信号検出用電気回路の共振点をずらす機
能を備えた微調整部を設けたことを特徴とする厚さ測定
装置。
1. A sensor electrode section is formed by a sensor electrode disposed facing the object to be measured, and a signal detection electric circuit including a coil electrically coupled to the sensor electrode, and a constant A measuring instrument body is provided which amplifies and displays an output voltage obtained by applying a frequency reference signal, and the sensor electrode portion is detachably attached to the measuring instrument body via a signal cable, and the sensor electrode portion is attached to the measuring instrument body via a signal cable. 1. A thickness measuring device, comprising: a fine adjustment section having a function of shifting the resonance point of the signal detection electric circuit in accordance with the object to be measured.
JP1461376A 1976-02-13 1976-02-13 thickness measuring device Expired JPS5846681B2 (en)

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