JPS5957172A - 電気容量値を電圧値に変換する方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 定の関係のもとに電圧値に変換する方式に関するも９で
ある。

従来コンデンサー等の電気容量値（以下容量という）を
直接的に電圧値（以下電圧という）に変換、計測する場
合、コンデンサーの充電電圧とそのとき光電された電荷
を計測することによって容量と電圧の関係を知るという
方式が基本となる。即ちコンデンサー等の容ｆｉｔ　全
Ｃ１そのコンデンサーの両端の電圧全Ｖ、コンデンサー
に蓄えられた電荷６Ｑ、とすると、ｖ　ｘ　＜：　＝、
　Ｑ・・・・・・・・・（１）なる関係がある。

従って電圧■と電荷Ｑを計測することにより容ｉｉ；、
　（：と電圧Ｖとの量的関係を確定することができる。

ところが電荷Ｑは例えば伸動検流計等によりコンデンサ
ーの放電過程において旧測されるため、コンデンサーの
容量Ｃが連続的に変化するような場合には電圧Ｖと容量
Ｃとの量的関係全連続的に確定することができない。現
在、コンデンサー等の容量を固定的或は連続的に電圧に
変換する方式としては容量Ｃと一定のインダクタンスし
、或は容量Ｃと一定の抵抗１ｔ、とを組合せＬ　、　Ｃ
或ハ１（。

・Ｃなる時定数回路全構成し容量Ｃと一定関係にある周
波数に変換し、さらにこの周波数を一定関係を有する電
圧に変換するという二重変換方式が行なわれている。こ
の方式は容１ｉｔ−＞周波数−）電圧という間接的変換
方式であるため、回路が煩雑となり外部のノイズや温度
、湿度等の影響をうけやすく、かつ高価である。

本発明は容量が固定されている場合でも、連続的に変化
する場合でも、常に一定関係を有する電圧に直接的に変
換し得る安価にして実用−］二有益なる変換方式を提供
するものである。

第１図は本発明による変換方式の原理説明図である。第
１図において１．はコンデンサー、２はコンデンサー、
３．は浮遊容量等を等制約に示すコンデンサー、４．は
一定電圧発生器、５は演算増幅器、６．は演算増幅器の
反転入力端子、７．は演算増幅器の出力端子を示す。一
定電圧発生器４の電圧を１？Ｊ、コンデンサーｌ。

（１’）　容Ｍ＝　ｔ　Ｃｑ、コンデンサー１．に発生
する電荷をＱ、とすると Ｑｌ−１！Ｉ　ｘ輪　・・・・・・・・・・・・・・・
（２）なる関係が成立する。コンデンサー１．に発生し
た電荷＜４ｕコンデンサー２．とコンデンサー３、にた
くわえられるので、コンデンサー２．にたくわえられた
電荷をＣ２、コンデンサ−３，にたくわえｂれた電荷を
（之１３、とするとＱｌ−（之２−ＩＱ：＋・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）となる
。演算増幅器５．の反転入力端子６８とアース間の電圧
をｅｌ、演算増幅器５．の増幅率を一へ、出力端子７、
とアース間の電圧ｋｅｏとすると Ｃ６−−−Ａ−ｅ、　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（４１なる関係があり、これらの
式を変形すると、となる。演算増幅器５、の増幅率１−
Ａ１が、ｌに比して充分大なるときは式（７）、（８）
、（９）はＱ、：　０　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・００）（ご−・：
　０　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・Ｑｌ＋となり式（３）はＱ、　−＝
、　Ｃ２・・・・・・・・・・・・・・・０３）となる
。従って弐Ｏ２、弐０３）より なる関係が求められる。ところが一定電圧発生器４．０
存在及びコンデンサー１．との関係より、式（２）、弐
０４）から となる。１シはあらかじめ定められた一定値であるので
、演算増幅器５．の出力電圧Ｃ８はコンデンサ−１の容
量ＣＩとコンデンサー２．０容量Ｃ２、との比によって
のみ決定される。

本発明の実施例、（→として、コンデンサー１．１−短
鎖とし、コンデンサー２に相当する容量ｔ　ｉ’Ｔ変容
量コンデンサー８．とした場合の基本回路を第２図に示
す。この場合、式θつは（但し、Ｅ−Ｃ＝一定、Ｃ８：
コンデンサー８．０容量）となり、出力電圧〜は容ＩＴ
ｔ　Ｃ８に逆比例して変化する。又、実施例のりとして
コンデンサー、１に相当する容量ｆｆｉ　’ＯＴ変容量
コンデンサー９゜とじてコンデンサー２を一定値とした
場合の基本回路を第７１図に示す。この場合、式（１９
に１となり出力電圧Ｃ６は容量Ｃ０に正比例して変化す
る。その容置−電圧変換特性を第５図に示す。以上、説
明の如く本発明による変換方式は回路が非常に簡単とな
り、安価にして信頼性の高い実用北有効なる方式である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は原理説明図、第２・図は実施例（−）の基本回
路図、第３図は実施例（刊における容η１−−電圧変換
特性図、第４図は実施例（−）の基本回路図、第５図は
実施例（ニ）における容量−′重圧変換特性図である。 Ｉ・・・・・・コンデンサー、２・・・・・・コンデン
サー、；３・・・・・・コンデンサー、４・・・・・・
一定電圧発生器、５・・・・・・演算増幅器、６・・・
・・・演算増幅器の反転入力端子、７・・・・・・演算
増幅器の出力端子、８・・・・・・可変容量コンデンサ
ー、９・・・・・・町変容：１１．コンデンサー 弗　１１０ ヤ　３　回 →コンテ゛ンサー８．昨容量　（げ〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　演算増幅器、電気容量可変装置、一定容量コ
   ンデンサー、及び−足電圧発生器によって構成される電
   気回路において、一定容量コンデンサーの一つの端を演
   算増幅器の反転入力端子へ接続し、このコンデンサーの
   他の端へ一定電圧発生器より一定電圧を加え、さらにこ
   の演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に電気容量
   可変装置を接続し、この電気容１升可変装置の電気容量
   値を変化せしめるときその変化量と近似的に逆比例の関
   係を有する電圧値を演算増幅器の出力端子からとり出す
   ことを特徴とする電気容量ｆｆｉを′電圧値に変換する
   方式。 （２１特許請求の範囲第（１）項記載の電気容量値を電
   圧値に変換する方式と同一の部品、機器、装置によって
   構成される電気回路において、電気容量可変装置の一つ
   の端を演算増幅器の反転入力端子へ接続し、この電気容
   量可変装置の他の端へ一定電圧発生器より一定電圧を加
   え、さらにこの演算増幅器の反転入力端子と出力端子の
   間に一定容量コンデンサーを接続し、電気容量可変装置
   の電気容量値を変化せしめるとき、その変化量と近似的
   に正比例の関係を有する電圧値を演算増幅器の出力端子
   からとり出すことを特徴とする電気容量饋全電圧値に変
   換する方式。