JPS6027928B2 - 静電形変位振動計 - Google Patents
静電形変位振動計Info
- Publication number
- JPS6027928B2 JPS6027928B2 JP2237277A JP2237277A JPS6027928B2 JP S6027928 B2 JPS6027928 B2 JP S6027928B2 JP 2237277 A JP2237277 A JP 2237277A JP 2237277 A JP2237277 A JP 2237277A JP S6027928 B2 JPS6027928 B2 JP S6027928B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- electrode
- measured
- shielding
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は導電性被測定面の微小変位や振動をキャパシタ
ンスの変化を利用して計測せんとする静電形変位振動計
に関するものである。
ンスの変化を利用して計測せんとする静電形変位振動計
に関するものである。
軸を回転させたとき、その軸の偏心に基く半径方向の微
小変位や振動の振中を測定するには、非測定面である所
の軸の周面にセンサーを当てることが考えられる。
小変位や振動の振中を測定するには、非測定面である所
の軸の周面にセンサーを当てることが考えられる。
しかし、センサーと被測定面との間に摺動摩擦が生じて
いるので、軸を高速で回転させるのは好ましくない。こ
の発明は、このような問題点を解決するため、導電性被
測定面に対し、非接触状態で微小変位や振動を測定する
ことが出来るようにしたものである。
いるので、軸を高速で回転させるのは好ましくない。こ
の発明は、このような問題点を解決するため、導電性被
測定面に対し、非接触状態で微小変位や振動を測定する
ことが出来るようにしたものである。
図面について、本発明の実施例を説明する。
第１図においてＤｐは左右に微小量変位する導電性の板
状被測定面で、大地Ｇに容量Ｃｄを介して接地したり或
いは直接接地したりされている。Ｍｃは測定間隙ｄを隔
てて被測定面Ｄｐに対向させた円板状の測定電極面で、
その中心に導電体支持軸Ａｘを有している。ＳＲは測定
電極面Ｍｃと同心の遮蔽電極で、測定電極面Ｍｃとは間
隙ｇを隔てている。また導電体支持軸Ａｘは同軸遮蔽管
ＳＴにより静電遮蔽されている。ＩＲおよびＩＴは絶縁
碍子で、遮蔽電極ＳＲ、測定電極面Ｍｃ、導電体支持軸
Ａｘを互に絶縁支持する役目を果している。ＰＢは金属
円筒形で、絶縁碍子ＩＲに接合されると共にねじＳＦを
介して固定体Ｂに取付けられている。而して固定体Ｂは
大地Ｇに接地されている。遮蔽電極ＳＲと大地Ｇとの間
に周波数ｗの高周波電圧ｅ。を加えた場合を考える。被
測定面Ｄｐと測定電極面Ｍｃとの間はキャパシタンスＣ
ｘが存在し、キャパシタンスＣｘは測定間隙ｄ及び電極
面積、その間の誘電率によって変化する。また測定電極
面Ｍｃと遮蔽電極きＲとの間にはキャパシタンスＣＳが
存在するが、その値は測定電極面Ｍｃと遮蔽電極ＳＲと
の間隙ｇ及び結合面積、誘電率によって決定し、測定間
隙ｄの影響を受けない。遮蔽電極ＳＲと大地電位にある
被測定面○ｐ、金属円筒形ＰＢ間にはキャパシタンスＣ
。が存在するが、キャバシタンスＣ。は電源の負荷にな
るだけで測定には関与しない。この時測定電極Ｍｃには
、遮蔽電極ＳＲと測定電極ＮＬ間の容量と被測定面Ｄｐ
と測定電極Ｍｃ間の容量ＣＸとの比で定まる電圧が発生
する。
状被測定面で、大地Ｇに容量Ｃｄを介して接地したり或
いは直接接地したりされている。Ｍｃは測定間隙ｄを隔
てて被測定面Ｄｐに対向させた円板状の測定電極面で、
その中心に導電体支持軸Ａｘを有している。ＳＲは測定
電極面Ｍｃと同心の遮蔽電極で、測定電極面Ｍｃとは間
隙ｇを隔てている。また導電体支持軸Ａｘは同軸遮蔽管
ＳＴにより静電遮蔽されている。ＩＲおよびＩＴは絶縁
碍子で、遮蔽電極ＳＲ、測定電極面Ｍｃ、導電体支持軸
Ａｘを互に絶縁支持する役目を果している。ＰＢは金属
円筒形で、絶縁碍子ＩＲに接合されると共にねじＳＦを
介して固定体Ｂに取付けられている。而して固定体Ｂは
大地Ｇに接地されている。遮蔽電極ＳＲと大地Ｇとの間
に周波数ｗの高周波電圧ｅ。を加えた場合を考える。被
測定面Ｄｐと測定電極面Ｍｃとの間はキャパシタンスＣ
ｘが存在し、キャパシタンスＣｘは測定間隙ｄ及び電極
面積、その間の誘電率によって変化する。また測定電極
面Ｍｃと遮蔽電極きＲとの間にはキャパシタンスＣＳが
存在するが、その値は測定電極面Ｍｃと遮蔽電極ＳＲと
の間隙ｇ及び結合面積、誘電率によって決定し、測定間
隙ｄの影響を受けない。遮蔽電極ＳＲと大地電位にある
被測定面○ｐ、金属円筒形ＰＢ間にはキャパシタンスＣ
。が存在するが、キャバシタンスＣ。は電源の負荷にな
るだけで測定には関与しない。この時測定電極Ｍｃには
、遮蔽電極ＳＲと測定電極ＮＬ間の容量と被測定面Ｄｐ
と測定電極Ｍｃ間の容量ＣＸとの比で定まる電圧が発生
する。
この電圧を測定電極Ｍｃに接続した導軍体支持軸Ａｘに
より取出す。この場合支持軸Ａｘ及びこれに接続する電
線には、遮蔽電極ＳＲ、絶縁碍子ＩＲの結合容量、金属
円筒プローブＰＢ及びアース等からの浮遊容量Ｃ′ｓ，
Ｃ′ｘの結合がある。このＣ′ｓ，Ｃ′ｘが変化すると
誤差となるのでこの影響を除去する必要がある。このた
め導電体支持軸Ａｘと遮蔽電極ＳＲ間の遮蔽管ＳＴを設
け、絶縁碍子ＩＴで同軸構造する。又支持軸Ａｘより引
出す電線を同軸シールド線としシールド端を遮蔽管ＳＴ
に接続する。測定電極Ｍｃの電圧信号は、支持軸Ａｘ、
同軸シールド線の中心導体を経由して増幅器ＩＣの非反
転入力３に接続する。増幅器ＩＣの出力６は、高周波電
圧計Ｍ及び増幅器ＩＣの反転入力２に接続することによ
り増幅器ＩＣは、ボルテージフオロワとして作動し、入
力電圧と同電圧、位相の出力をする。この出力６を前記
同軸シールド線のシールド及び遮蔽管に接続することに
より測定電極Ｍｃの信号と同一となるので、有害な結合
容量浮遊容量を除去することが出来る。同様に抵抗Ｒの
周辺を導電体で囲み出力６に接続することにより同様の
効果がある。十Ｅ，一Ｅは増幅器ＩＣの駆動用直流電源
である。増幅器ＩＣの出力６に接続した高周波電圧計は
、測定雰囲気での遮蔽電極ＳＲと測定電極Ｍｃ間の容量
を基準とした測定電極Ｍｃと被測定面Ｄｐ間の間隔によ
る容量の比を指示する。第１図について詳述した電気回
路の等価回路は第２図の如くである。第２図において支
持軸Ａｘの高周波電圧と同軸遮蔽管ＳＴの高周波電圧と
は殆んど等しいから、支持軸Ａｘと同軸遮蔽管ＳＴとの
間のキヤパシタンスは無視出来る。また周波数のの高周
波電圧ｅ。によりキャパシタンスＣｓ′に流れる電流は
、非反転増中回路にの出力インピーダンスがキヤ／ぐシ
タンスＣｓ′のインピーダンスに比べ極めて小さいから
無視することが出来る。従って支持軸Ａｘの電圧すなわ
ち高周波電圧計Ｍにかかる電圧ｅは下式によって表わす
ことが出来る。然るに ＣＸ＝を ……■ （ｋは常数） （２’式をｍ式に代入すると キヤパシタンスＣｅは一定であるから、Ｃａ＝ｎとおく
と‘３拭によりｅとｄとの関係を曲線に面〈と第３図の
如くである。
より取出す。この場合支持軸Ａｘ及びこれに接続する電
線には、遮蔽電極ＳＲ、絶縁碍子ＩＲの結合容量、金属
円筒プローブＰＢ及びアース等からの浮遊容量Ｃ′ｓ，
Ｃ′ｘの結合がある。このＣ′ｓ，Ｃ′ｘが変化すると
誤差となるのでこの影響を除去する必要がある。このた
め導電体支持軸Ａｘと遮蔽電極ＳＲ間の遮蔽管ＳＴを設
け、絶縁碍子ＩＴで同軸構造する。又支持軸Ａｘより引
出す電線を同軸シールド線としシールド端を遮蔽管ＳＴ
に接続する。測定電極Ｍｃの電圧信号は、支持軸Ａｘ、
同軸シールド線の中心導体を経由して増幅器ＩＣの非反
転入力３に接続する。増幅器ＩＣの出力６は、高周波電
圧計Ｍ及び増幅器ＩＣの反転入力２に接続することによ
り増幅器ＩＣは、ボルテージフオロワとして作動し、入
力電圧と同電圧、位相の出力をする。この出力６を前記
同軸シールド線のシールド及び遮蔽管に接続することに
より測定電極Ｍｃの信号と同一となるので、有害な結合
容量浮遊容量を除去することが出来る。同様に抵抗Ｒの
周辺を導電体で囲み出力６に接続することにより同様の
効果がある。十Ｅ，一Ｅは増幅器ＩＣの駆動用直流電源
である。増幅器ＩＣの出力６に接続した高周波電圧計は
、測定雰囲気での遮蔽電極ＳＲと測定電極Ｍｃ間の容量
を基準とした測定電極Ｍｃと被測定面Ｄｐ間の間隔によ
る容量の比を指示する。第１図について詳述した電気回
路の等価回路は第２図の如くである。第２図において支
持軸Ａｘの高周波電圧と同軸遮蔽管ＳＴの高周波電圧と
は殆んど等しいから、支持軸Ａｘと同軸遮蔽管ＳＴとの
間のキヤパシタンスは無視出来る。また周波数のの高周
波電圧ｅ。によりキャパシタンスＣｓ′に流れる電流は
、非反転増中回路にの出力インピーダンスがキヤ／ぐシ
タンスＣｓ′のインピーダンスに比べ極めて小さいから
無視することが出来る。従って支持軸Ａｘの電圧すなわ
ち高周波電圧計Ｍにかかる電圧ｅは下式によって表わす
ことが出来る。然るに ＣＸ＝を ……■ （ｋは常数） （２’式をｍ式に代入すると キヤパシタンスＣｅは一定であるから、Ｃａ＝ｎとおく
と‘３拭によりｅとｄとの関係を曲線に面〈と第３図の
如くである。
すなわち、本発明に係る静電形変位振動計は微小変位ま
たは振動を測定せんとする所の容量Ｃｄを介して接地ま
たは直接接地した導電性被測定面Ｄｐに対向して測定間
隙ｄを隔てて測定電極面Ｍｃを設けこの測定電極面ＮＬ
と一定間隙ｇを隔てて該測定電極面ＮＬを取り囲んだ同
心の遮蔽電極ＳＲを設け、この遮蔽電極ＳＲと大地Ｇと
の間に一定高周波電圧ｅ。
たは振動を測定せんとする所の容量Ｃｄを介して接地ま
たは直接接地した導電性被測定面Ｄｐに対向して測定間
隙ｄを隔てて測定電極面Ｍｃを設けこの測定電極面ＮＬ
と一定間隙ｇを隔てて該測定電極面ＮＬを取り囲んだ同
心の遮蔽電極ＳＲを設け、この遮蔽電極ＳＲと大地Ｇと
の間に一定高周波電圧ｅ。
を加えたときＣＳ，Ｃｘの比で定まる測定電極面ＮＬ‘
こ誘起する電圧ｅを遮蔽電極ＳＲ内に設けた非反転増中
回路ＩＣに加え、その出力電圧を非反転増中回路ＩＣの
他の入力および測定電極面Ｍｃの支持軸Ａｘの周囲に設
けた同軸遮蔽管ＳＴに加えたときの非反転増中回路ＩＣ
の出力電圧により被測定面Ｄｐと測定電極面Ｍｃとの測
定間隙ｇの変化に基〈キャパシタンスの変化を検知し、
この出力電圧により被測定面Ｄｐの微小変位または振動
を測定するように構成したもので、測定に有害な浮遊キ
ャパシタンスの影響を除き、安定且つ高感度の微小変位
や振動の測定を行うことが可能である。高周波電圧ｅ。
こ誘起する電圧ｅを遮蔽電極ＳＲ内に設けた非反転増中
回路ＩＣに加え、その出力電圧を非反転増中回路ＩＣの
他の入力および測定電極面Ｍｃの支持軸Ａｘの周囲に設
けた同軸遮蔽管ＳＴに加えたときの非反転増中回路ＩＣ
の出力電圧により被測定面Ｄｐと測定電極面Ｍｃとの測
定間隙ｇの変化に基〈キャパシタンスの変化を検知し、
この出力電圧により被測定面Ｄｐの微小変位または振動
を測定するように構成したもので、測定に有害な浮遊キ
ャパシタンスの影響を除き、安定且つ高感度の微小変位
や振動の測定を行うことが可能である。高周波電圧ｅ。
の周波数のとしてＩＭＨＺを選んだとすると１００ｋＨ
Ｚまでの変位振動や波形を側定することは容易である。
測定間隙ｄと支持軸Ａｘすなわち高周波電圧計Ｍに掛る
電圧ｅの関係は第３図に示すように非直線的であるが、
必要に応じ直線化回路または増幅器を附加するものであ
る。図面の簡単な説頚 第１図はこの発明の静電形変位振動計の実施例を示す説
明図、第２図は第１図の等価回路図、第３図は被測定面
までの間隙と電圧との関係を示すグラフである。
Ｚまでの変位振動や波形を側定することは容易である。
測定間隙ｄと支持軸Ａｘすなわち高周波電圧計Ｍに掛る
電圧ｅの関係は第３図に示すように非直線的であるが、
必要に応じ直線化回路または増幅器を附加するものであ
る。図面の簡単な説頚 第１図はこの発明の静電形変位振動計の実施例を示す説
明図、第２図は第１図の等価回路図、第３図は被測定面
までの間隙と電圧との関係を示すグラフである。
ｄ・・・・・・測定間隙、Ｄｐ・・・・・・被測定面、
ｅ。
ｅ。
・・・・・・高周波電圧、ｇ・・・・・・間隙、Ｇ・・
・・・・大地、ＩＣ・・・・・・非反転増中回路、ＮＬ
・・・・・・測定電極面、ＳＲ・・・・・・遮蔽電極、
ＳＴ…・・・同軸遮蔽管。第１図 第２図 第３図
・・・・大地、ＩＣ・・・・・・非反転増中回路、ＮＬ
・・・・・・測定電極面、ＳＲ・・・・・・遮蔽電極、
ＳＴ…・・・同軸遮蔽管。第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微小変位または振動を測定せんとする所の容量を介
して接地または直接接地した導電性被測定面に対向して
測定間隙を隔てて測定電極面を設け、この測定電極面と
一定間隙を隔てて該測定電極面を取り囲んだ同心の遮蔽
電極を設け、この遮蔽電極と大地との間に一定高周波電
圧を加えたときの測定電極面に誘起する電圧を遮蔽電極
内に設けた非反転増巾回路ＩＣに加え、その出力電圧を
非反転増巾回路ＩＣの他の入力および測定電極面の支持
軸の周囲に設けた同軸遮蔽管に加えたときの非反転増巾
回路ＩＣの出力電圧により被測定面と測定電極面との測
定間隙の変化に基くキヤパシタンスの変化を検知し、こ
の出力電圧により被測定面の微小変位や振動を測定する
ことを特徴とする静電形変位振動計。 ２ 測定電極面が円板であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の静電形変位振動計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2237277A JPS6027928B2 (ja) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | 静電形変位振動計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2237277A JPS6027928B2 (ja) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | 静電形変位振動計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53107354A JPS53107354A (en) | 1978-09-19 |
| JPS6027928B2 true JPS6027928B2 (ja) | 1985-07-02 |
Family
ID=12080793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2237277A Expired JPS6027928B2 (ja) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | 静電形変位振動計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027928B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113551U (ja) * | 1986-01-06 | 1987-07-20 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289592A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 | Nippon Metsusaa Guriisuhaimu Kk | 金属被加工材とレ−ザ加工ヘツド先端との間の間隔測定装置 |
| JP3892249B2 (ja) * | 2001-06-14 | 2007-03-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 加圧超流動クライオスタットの安全弁 |
| DE502004005511D1 (de) * | 2004-09-20 | 2007-12-27 | Mueller Martini Holding Ag | Verfahren und Einrichtung zum Messen der Dicke von in einem Förderstrom in bestimmten Abständen eine Messeinrichtung durchlaufenden Druckprodukten |
-
1977
- 1977-02-28 JP JP2237277A patent/JPS6027928B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113551U (ja) * | 1986-01-06 | 1987-07-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53107354A (en) | 1978-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU729354B2 (en) | Impedance-to-voltage converter | |
| US3928796A (en) | Capacitive displacement transducer | |
| JPH09280806A (ja) | 静電容量式変位計 | |
| US4067225A (en) | Capacitance type non-contact displacement and vibration measuring device and method of maintaining calibration | |
| US4467271A (en) | Test apparatus for determination of vibration characteristics of piezoelectric transducers | |
| JPH04231804A (ja) | 容量式位置発信器 | |
| JP4488400B2 (ja) | インピーダンス検出回路 | |
| JP3158063B2 (ja) | 非接触電圧計測方法及び装置 | |
| JPH0315122B2 (ja) | ||
| JP3474111B2 (ja) | 微小容量測定システム及びプロービングシステム | |
| JP3469586B2 (ja) | インピーダンス−電圧変換装置及び変換方法 | |
| JPS6027928B2 (ja) | 静電形変位振動計 | |
| JP2002022786A (ja) | インピーダンス検出回路及びインピーダンス検出方法 | |
| JPH09211046A (ja) | 非接触電位検出方法とその装置 | |
| JP4562551B2 (ja) | インピーダンス検出装置 | |
| JP4072030B2 (ja) | センサ容量検出装置及びセンサ容量検出方法 | |
| JP3454426B2 (ja) | インピーダンス検出回路及びインピーダンス検出方法 | |
| JP3356029B2 (ja) | 電気量検出回路 | |
| JP3506243B2 (ja) | プロービングシステム及び容量測定方法 | |
| JPH0568663B2 (ja) | ||
| JP4676643B2 (ja) | 電位固定装置および容量測定装置 | |
| JP2003065815A (ja) | 容量式電磁流量計 | |
| JPS6211281B2 (ja) | ||
| JP2729321B2 (ja) | 静電容量型測長器 | |
| JPS58155302A (ja) | 静電容量式変位計 |