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
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- 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
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- 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 |
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