JPS6122224A - 静電容量式差圧伝送器の静圧誤差補正方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、静電容量式差圧伝送器の静圧誤差補正方法
に関する。

（ロ）従来の技術 差圧伝送器には、固定電極と固定電極間に設けられる可
動電極で、シリコンオイル等が充填された検出室を２室
に分離し、この２室に圧力を加え、可動電極に加わる差
圧により、可動電極が変位し、再固定電極と可動電極間
の静電容量が変化するのを検出して、差圧を測定する静
電容量式の差圧伝送器がある。

ところで、差圧伝送器において、差圧がＯの場合に、そ
の出力がＯとなるのが理想であるが、現実には静圧が加
えられると出力が０とならない。

すなわち零点がずれているのが通常である。しかも、静
圧が変化すると、零点が変化し、誤差が生じるという問
題があった。

この点に関し、静電容量式の差圧伝送器においては、従
来静圧による零点の変化の補正がなされていなかった。

（ハ）目的 この発明の目的は、上記に鑑み、静電容量式の差圧伝送
器において、静圧による零点変化を補正し得る方法を提
供することである。

（ニ）構成 上記目的を達成するために、この発明は、電歪材料の静
圧による誘電率の変化を利用して、静圧による零点変化
を補正するようにしている。すなわち、この発明の静圧
誤差補正方法は、電歪材料からなり、静電容量Ｃ５Ｐ、
　ＣＤＴが同値の第３、第４のコンデンサを設け、一方
（ＣＳＰ）は差圧検出用の第１と第２のコンデンサ（静
電容量ＣＡ　、ＣＢ）に関連して静圧受応領域に設け、
他方（ＣＤＴ）は静圧の加わらない領域に設けるととも
に、静電容量値Ｃ３Ａ、Ｃ３Ｂが概略等しい第５と第６
のコンデンサを設ける。すなわち、差圧検出用のコンデ
ンサＣ＾、ＣＢの静圧による静電容量の変化をΔＣＡ、
ΔＣＢ、静圧を受ける電歪材料からなるコンデンサＣ８
Ｐの静圧による静電容量の変化をΔＣ３Ｐとするとき、
ΔＣＡとΔＣＢのアンバランス分をΔＣ８Ｐを利用して
補正するようにしている。Ｃ３Ａ５Ｃ３Ｂは補正量を加
減するのに用い、ＣＤＴは回路構成上ｃｓｐと対をなす
位置に入れ、温度による電歪材料の誘電率の変化をキャ
ンセルする働きをしている。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の１実施例を示す静電容量式差圧伝
送器の、検出部の回路図である。

同図において、１１．１２は静電容量がＣＡ、ＣＢであ
る差圧検出用のコンデンサである。このコンデンサ１１
．１２が可動電極と固定電極間に形成される一般によく
知られたものであり、差圧によって静電容量Ｃ＾、ＣＢ
が変化する。このコンデンサ１１には、コンデンサ１３
　（静電容量Ｃ３Ｐ）とコンデンサ１５（静電容量Ｃ３
Ａ）の直列回路が並列接続され、コンデンサ１２にはコ
ンデンす１４（静電容量ＣＤＴ）とコンデンサ１６（静
電容量Ｃ３Ｂ）の直列回路が並列接続されている。

コンデンサ１３及び１４は、電歪材料の薄い板の両面に
電極を設けたものである。コンデンサ１３は静圧受応領
域に設けられ、その誘電率は、静圧によって変化する。

一般に、電歪材料は、誘電率が静圧、及び−軸性の応力
などにより変化する。ここで静圧をＰ、静電容量をＣと
すると、静圧変化による静電容量の変化は １　９Ｃ２Ｍｈ　　　　Ｘｒ ＣθＰ　　　　　ｓｏε　　　３ で表せる。

ここに使用される電歪材料としては無秩序配列複合型強
訪電体で相転移の散漫な材料（例えば、Ｐｂ　（Ｍｇｌ
／３Ｎｂ２／３）０３−ＰｂＴｉＯ３−Ｂａ　　（Ｚｎ
ｌ／３Ｎｂ２／３）０３固熔係）が適している。

前述の如く、コンデンサ１３は、差圧検出用のコンデン
サ１１．１２とともに静圧受応領域ｌ内に設けられる。

これに対し、コンデンサ１４．１５．１６は静圧受応領
域ｌ外に接続される。すなわち外部接続される。コンデ
ンサ１４は電歪材料の温度による誘電率の変化の補正の
目的で、コンデンサ１５．１６は静圧によるゼロ点変化
の補正量の調整用として設けられている。

実施例回路において、ａｃ間の合成静電容量ＣＩ＋は、 で表せ、ｂｃ間の合成静電容量ＣＬは で表せる。

このＣＩ　、ＣＬには、静電容量Ｃ＾、ＣＢを含むので
、このＣＩｌ、ＣＬを検出することにより、差圧が検出
できる。

また、今、差圧０の状態で、静圧がある値から、大なる
方向に変化する場合を想定する。かりに、コンデンサ１
１の静圧による静電容量の変化ΔＣＡの方が、コンデン
サ１２の静圧による静電容量の変化ΔＣＢよりも小であ
り、静圧による静電容量の増加が少ないとした場合、そ
のままでは、静圧変化による零点の変化が生じることに
なる。

しかし、この場合において、直列コンデンサ１３　（Ｃ
３Ｐ）及び１５（Ｃ５八）よりなる回路をコンデンサ１
１（ＣＡ）に並列に接続し、直列コンデンサ１４　　（
ＣＤＴ）及び１６　　（Ｃ５Ｂ）よりなる回路をコンデ
ンサ１２（ＣＢ）に並列に接続し、Ｃ３Ａ。

Ｃ５Ｂの容量を適宜選定すれば、上記合成静電容量ＣＢ
　、ＣＬは、静圧の上昇により静電容量の差が変化しな
いように構成できる。すなわち、静圧により変化した静
電容量をΔＣ■、ΔＣＬとするとき、 とすることはＣ３Ａ、　Ｃ３Ｂの値の調整により（Ｃ５
Ａ＃Ｃ３Ｂ）可能である。ΔＣＢ＞０＞ΔＣ八か０〉Δ
ＣＢ　＞ΔＣＡなどの場合も、同様の方法で補正可能で
ある。０〈ΔＣＢ＜ΔＣＡ、ΔＣＢ＜０＜ＣＡ、ΔＣＢ
＜ΔＣＡ＜０などの場合はコンデンサ１３　（Ｃ３Ｐ）
と１５（Ｃ３八）よりなる直列回路をコンデンサ１２（
ＣＢ）と並列に、コンデンサ１４　（ＣＤＴ）と１６　
（Ｃ３Ｂ）よりなる直列回路をコンデンサ１１（ＣＡ）
と並列に接続し、コンデンサ１５．１６を適宜側節する
ことにより、合成静電容量ＣＩ　、ＣＬの静圧による静
電容量の変化の差を無くすることが可能である。

以上のようにして、静圧による零点変化が補正されるこ
とになる。どの程度の補正を効かすかは、静電容量ＣＳ
＾、Ｃ３Ｂを適宜、選択してやればよいわけであるが、
ＣＳＡ、ＣＳＢを大容量とする程、補正がよく効くこと
になる。

なお、上記実施例では、差圧検出用のコンデンサ１１．
１２に、静圧による零点変化補正用のコンデンサ１３と
１５の直列回路及びコンデンサ１４と１６の直列回路を
、それぞれ並列接続する場合を例に上げて説明したが、
接続方法は、これに限られるものではなく、例えば第２
図に示すように、差圧検出用のコンデンサ２１．２２に
直列に、零点補正用のコンデンサ２３と２５の並列回路
及びコンデンサ２４と２６の並列回路を、それぞれ接続
してもよい。第２図においては、コンデンサ２３．２４
が電歪材料を用いたコンデンサであり、コンデンサ２３
は静圧受応領域１０に設けられ、コンデンサ２４は静圧
の加わらない領域に設けられる。コンデンサ２５．２６
は補正量調整用のコンデンサであり、外部接続される。

（へ）効果 この発明によれば、静電容量式の差圧伝送器においても
静圧による零点変化の補正が可能となり、しかも、電歪
材料よりなる２個のコンデンサを、１つは静圧の加わら
ない領域に、他は静圧受応領域に設けるとともに、外部
に補正量調整用の２個のコンデンサを接続するだけでよ
いので、構造、回路とも簡単となり、低コストで、上記
補正が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例を示す静電容量式差圧伝
送器の検出回路の接続図、第２図はこの発明の他の実施
例を示す静電容量差圧伝送器の検出回路の接続図である
。 ■・ｌＯ：静圧受応領域、 １１・１２・２１・２２：差圧検出用のコンデンサ １３・１４・２３・２４：電歪材料コンデンサ １５・１６・１７・１８：補正量調整用コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）差圧に応じて変化する第１と第２のコンデンサの
   静電容量ＣＡ、ＣＢを検出して、これらコンデンサの静
   電容量ＣＡ、ＣＢより差圧を測定する静電容量式差圧伝
   送器において、 電歪材料からなり、静電容量ＣＳＰ、ＣＤＴが同値の第
   ３、第４のコンデンサを、一方（ＣＳＰ）は第１と第２
   のコンデンサに関連して静圧受応領域に設けるとともに
   、他方（ＣＤＴ）は静圧を受けない領域に設け、また静
   電容量値ＣＳＡ、ＣＳＢが概略等しい第５と第６のコン
   デンサを設け、静圧による第１と第２のコンデンサの静
   電容量の変化ΔＣＡ、ΔＣＢの差を第３のコンデンサの
   静圧による静電容量の変化ΔＣＳＰを利用して無くする
   ようにし、前記第３、第４のコンデンサと第５、第６の
   コンデンサで静圧による零点の変化を補正するようにし
   たことを特徴とする静電容量式差圧伝送器の静圧誤差補
   正方法。