JPS62144019A - 容量式変位変換装置 - Google Patents
容量式変位変換装置Info
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- JPS62144019A JPS62144019A JP28529085A JP28529085A JPS62144019A JP S62144019 A JPS62144019 A JP S62144019A JP 28529085 A JP28529085 A JP 28529085A JP 28529085 A JP28529085 A JP 28529085A JP S62144019 A JPS62144019 A JP S62144019A
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、変位を静電容量を介して電気信号に変換する
容量式変位変換装置に係り、特ＶＣ益度および静圧の影
響を補正した容量式変位変換装置に関する。
容量式変位変換装置に係り、特ＶＣ益度および静圧の影
響を補正した容量式変位変換装置に関する。
〈従来の技術〉
第６図は従来の容量式変位変換装置の１例を示すプロ、
り図である。
り図である。
測定すべき変位に対応して移動する共通電極Ｅ Ｄ３に
対向して固定？Ｉ！ｔ？ ＥＤＩ 、ＥＤ２が設けられ
これ等の間には封液が満され静電容ｔｎ、’ Ｃ１ｒ
Ｃ２がそれぞれ形成されている。この静電容量ｃ １．
Ｃ２には１次巻線ｎと２次巻線ｎ ｎを有するトラ
ンスＴ１を介して発振器Ｏ８Ｃの発振出力が与えられて
いる。
対向して固定？Ｉ！ｔ？ ＥＤＩ 、ＥＤ２が設けられ
これ等の間には封液が満され静電容ｔｎ、’ Ｃ１ｒ
Ｃ２がそれぞれ形成されている。この静電容量ｃ １．
Ｃ２には１次巻線ｎと２次巻線ｎ ｎを有するトラ
ンスＴ１を介して発振器Ｏ８Ｃの発振出力が与えられて
いる。
共通電極ＥＤ３はアースに接続され、アースと共通電位
点ＣＯＭとの間には固定容量Ｃ６が挿入され直流的には
絶縁を保ちながら交流的には短絡状態としている。
点ＣＯＭとの間には固定容量Ｃ６が挿入され直流的には
絶縁を保ちながら交流的には短絡状態としている。
ＣＯＮ 、 ＣＯＮ、、は各々電流／電圧変換器である
。
。
ＣＯＮは演算増幅器ＯＰ１とその帰還回路に接続された
抵抗Ｒとからなり、その入力にダーイオードＤ２゜Ｄを
介して与えられる静電容量Ｃ１，Ｃ２の差に応じた平均
電流Ｉ。を出力電圧Ｅ。（＝ −ＩｏＩｔｏ）に変換す
る。ＣＯＮ２は演算部１陽器ＯＰ２とその帰還回路に接
続された抵抗Ｒ１とからなり、その入力にダイオードＤ
を介して与えられる静電界ｆＢｃ２に応じた平均室流■
２をＩ２Ｒ１なる電圧Ｅ１に変換する。 ＩＮＴは積分
器で、演算増幅器ＯＰ３とその帰還回路に接続された静
電容量Ｃ１とからなり、その人力にはダイオードＤを介
して静電界）ｉｃｌに対応した平均室ｆｉ１１が与えら
れると共にＣＯＮ２の出力Ｅ１が抵抗Ｒｚを介して与え
られ、かつ負の基準電圧−Ｅｒが抵抗Ｒ３を介して与え
られている。また、積分器ＩＮＴの出力は発振器Ｏ８Ｃ
に与えられ、その大きさに応じて発橡器ゆ二 ＯＳＣの例えば電源電圧を制御するようになってる。
抵抗Ｒとからなり、その入力にダーイオードＤ２゜Ｄを
介して与えられる静電容量Ｃ１，Ｃ２の差に応じた平均
電流Ｉ。を出力電圧Ｅ。（＝ −ＩｏＩｔｏ）に変換す
る。ＣＯＮ２は演算部１陽器ＯＰ２とその帰還回路に接
続された抵抗Ｒ１とからなり、その入力にダイオードＤ
を介して与えられる静電界ｆＢｃ２に応じた平均室流■
２をＩ２Ｒ１なる電圧Ｅ１に変換する。 ＩＮＴは積分
器で、演算増幅器ＯＰ３とその帰還回路に接続された静
電容量Ｃ１とからなり、その人力にはダイオードＤを介
して静電界）ｉｃｌに対応した平均室ｆｉ１１が与えら
れると共にＣＯＮ２の出力Ｅ１が抵抗Ｒｚを介して与え
られ、かつ負の基準電圧−Ｅｒが抵抗Ｒ３を介して与え
られている。また、積分器ＩＮＴの出力は発振器Ｏ８Ｃ
に与えられ、その大きさに応じて発橡器ゆ二 ＯＳＣの例えば電源電圧を制御するようになってる。
積分器ＩＮＴは、静電容量Ｃに応じた平均電流１１と電
圧／Ｔ！Ｌ流変換語変換器２の出力Ｅ１に応じたＥ１／
Ｒ２になる電流Ｉおよび基準電圧Ｅｒに応じたＥｒ／Ｒ
３なる基準電流Ｉｒとを加算積分する。そして抵抗Ｒ１
とＲ２の値を等しく選べば、電流■３は静電容量Ｃ２に
応じた平均電流■２を反転した電流となり１図示の如＜
１１と同極性でかつ基準電流Ｘｒとは逆極性になる。
圧／Ｔ！Ｌ流変換語変換器２の出力Ｅ１に応じたＥ１／
Ｒ２になる電流Ｉおよび基準電圧Ｅｒに応じたＥｒ／Ｒ
３なる基準電流Ｉｒとを加算積分する。そして抵抗Ｒ１
とＲ２の値を等しく選べば、電流■３は静電容量Ｃ２に
応じた平均電流■２を反転した電流となり１図示の如＜
１１と同極性でかつ基準電流Ｘｒとは逆極性になる。
すなわち積分器ＩＮＴは静電界′ｒｉＣ１，Ｃ２の容量
の和に応じた平均電流（１１＋工２）と基準電流Ｉｒと
の差を積分し、（１１＋Ｉ２）がＩ、と等しくなるよう
に発振器ＯＳＣを制御して、静電容量Ｃ１，Ｃ２の差に
対応した平均電流！。を共通電極ＥＤ３の変位に対応さ
せている。平均電流■は演算増幅器ＯＰ１を用いた電流
／電圧変換器ＣＯＮで出力電圧Ｅ。Ｋ変換して検出され
る。なお、各演算増＠器ｏＰ 〜ＯＰ３の入力端に挿
入されている静電界ｆ；ｋＣ０ｏ、ｆ１．Ｃ４２は高調
波電圧を除去するためのものである。
の和に応じた平均電流（１１＋工２）と基準電流Ｉｒと
の差を積分し、（１１＋Ｉ２）がＩ、と等しくなるよう
に発振器ＯＳＣを制御して、静電容量Ｃ１，Ｃ２の差に
対応した平均電流！。を共通電極ＥＤ３の変位に対応さ
せている。平均電流■は演算増幅器ＯＰ１を用いた電流
／電圧変換器ＣＯＮで出力電圧Ｅ。Ｋ変換して検出され
る。なお、各演算増＠器ｏＰ 〜ＯＰ３の入力端に挿
入されている静電界ｆ；ｋＣ０ｏ、ｆ１．Ｃ４２は高調
波電圧を除去するためのものである。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、この様な従来の容量式変位変換装置は、
封液に加わる静圧あるいは温度々どによリセンサ部が変
形し出力誤差を生ずる点については考慮されておらず、
その演算もアナログ的に実行しているので高精度化でき
ないという問題がある。
封液に加わる静圧あるいは温度々どによリセンサ部が変
形し出力誤差を生ずる点については考慮されておらず、
その演算もアナログ的に実行しているので高精度化でき
ないという問題がある。
〈問題点を解決するための手段〉
この発明は１以上の問題点を解決するため、接地された
共通電極に対して第１電極と第２電極が対向して設けら
れこれ等の間に封液が満されて検出すべき変位に応じて
差動的に変化する第１および第２静電容量を形成するセ
ンサ部と、トランスを介して前記第１および第２１！啄
に交流電圧が印加され共通電位点と共通電極とを固定容
量で接続し流れる電流を整流して第１および第２静電容
量に対応した第１および第２信号に変換する容量変換手
段と、センサ部に埋め込まれセンサ部の温度を対応する
温度信号に変換する温度変換手段と。
共通電極に対して第１電極と第２電極が対向して設けら
れこれ等の間に封液が満されて検出すべき変位に応じて
差動的に変化する第１および第２静電容量を形成するセ
ンサ部と、トランスを介して前記第１および第２１！啄
に交流電圧が印加され共通電位点と共通電極とを固定容
量で接続し流れる電流を整流して第１および第２静電容
量に対応した第１および第２信号に変換する容量変換手
段と、センサ部に埋め込まれセンサ部の温度を対応する
温度信号に変換する温度変換手段と。
第１および第２静電容影の和分の差を演算して変位に対
応した変位信号を得る変位前１７手段と第１および第２
静電容−〃−の和分の債を演算して封液の誘電率を得る
：ｇｊ［率演算手段とこの誘電率と温度信号を用いて静
圧信号を得る静圧演算手段と変位信号に対して温度信号
と静圧信号を用いて補正演算を行ない補正変位信号を得
る補正手段とをマイクロプロセ、すで形成するデンタル
演算手段とを具備する構成としたものである。
応した変位信号を得る変位前１７手段と第１および第２
静電容−〃−の和分の債を演算して封液の誘電率を得る
：ｇｊ［率演算手段とこの誘電率と温度信号を用いて静
圧信号を得る静圧演算手段と変位信号に対して温度信号
と静圧信号を用いて補正演算を行ない補正変位信号を得
る補正手段とをマイクロプロセ、すで形成するデンタル
演算手段とを具備する構成としたものである。
〈実施例〉
以下１本発明の実施例について図面に基づき説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
ＳＮＳはセンサ部、 ＣＣＶは容量変換部、ＤＡＤはデ
ジタル演算部、 ｏｐｃは出力部である。
ジタル演算部、 ｏｐｃは出力部である。
センサ部ＳＮＳは接地された共通！！葎ＥＤ３に対向し
た固定電極ｇＤ１． ＥＤ２で静電容量ＣＨ１ＣＬが形
成されておりこれ等の間には封液が満されている。
た固定電極ｇＤ１． ＥＤ２で静電容量ＣＨ１ＣＬが形
成されておりこれ等の間には封液が満されている。
また、センサ部ＳＮＳのボディあるいは封液の温度を測
定する温度センサＴ１□がセンサ部ＳＮＳに挿入されて
いる。温度センナＴＨは１例えばトランジスタのベース
・エミ、り間の電圧ｖｂｅが温度依存性を有することを
利用して測定する。
定する温度センサＴ１□がセンサ部ＳＮＳに挿入されて
いる。温度センナＴＨは１例えばトランジスタのベース
・エミ、り間の電圧ｖｂｅが温度依存性を有することを
利用して測定する。
容量変換部ＣＣＶは静電容滑Ｃ□、丸をアナログの電圧
に変換する容量変換回路ＣＡＶとこの電圧と温度センサ
ＴＨからの電圧とをそれぞれデジタル信号に変換するア
ナログ／デジタル変換回路ＡＤＣ１，ＡＤＣ２とを有し
ている。
に変換する容量変換回路ＣＡＶとこの電圧と温度センサ
ＴＨからの電圧とをそれぞれデジタル信号に変換するア
ナログ／デジタル変換回路ＡＤＣ１，ＡＤＣ２とを有し
ている。
デジタル演算部ＤＡＤけランダムアクセスメモリＲＡＭ
、リードオンリーメモリＲＯＭを有し、これ等のアド
レス指定はブロモ、すＣＰＵから７（スＢＵＳ １う、
チ・デコーダＬＡＤを介してなされる。ＢＵＳ２はデー
タバスである。アナログ／デジタル変換回路ＡＤＣ１，
ＡＤＣ２からの出力データはランダムアクセスメモリＲ
ＡＭに格納される。リードオンリーメモリＲＯＭ Ｋは
所定の演算プログラムが格納されており。
、リードオンリーメモリＲＯＭを有し、これ等のアド
レス指定はブロモ、すＣＰＵから７（スＢＵＳ １う、
チ・デコーダＬＡＤを介してなされる。ＢＵＳ２はデー
タバスである。アナログ／デジタル変換回路ＡＤＣ１，
ＡＤＣ２からの出力データはランダムアクセスメモリＲ
ＡＭに格納される。リードオンリーメモリＲＯＭ Ｋは
所定の演算プログラムが格納されており。
プロセッサＣＰＵの制御のもとにリードオンリーメモＩ
Ｊ ＲＯＭに格納された演算手順にしたがって演算され
た結果はランダムアクセスメモリＲＡＭに格納サレる。
Ｊ ＲＯＭに格納された演算手順にしたがって演算され
た結果はランダムアクセスメモリＲＡＭに格納サレる。
なお、コントロール／（スの図示は省略しである。
最終の演算結果は、カウンタＣＴＨによりデーティ信号
に変換され、デーティ信号は出力回路ＯＰＣで例えば４
〜２０ ｍＡの電流に変換されて負荷に供給される。
に変換され、デーティ信号は出力回路ＯＰＣで例えば４
〜２０ ｍＡの電流に変換されて負荷に供給される。
第２図は第１図における容量変換回路ＣＡＶの構成を具
体的に示すプロ、り図である。第６図と同一の機能を有
する部分には同一の符号を付し適宜に説明を省略する。
体的に示すプロ、り図である。第６図と同一の機能を有
する部分には同一の符号を付し適宜に説明を省略する。
トランスＴ２は２次巻線ｎ２＋１３１ｎ４を有しており
、それぞれその一端は固定電極ＥＤ 、 ＥＤ およ
び基準容量ＣＲに接続きれている。
、それぞれその一端は固定電極ＥＤ 、 ＥＤ およ
び基準容量ＣＲに接続きれている。
基準容９ｃｃＲは温度に対して安定なものが使用される
。２次巻線ｎｎｎの他端はダイオードＤ１゜２’
３’ ４ Ｄ３． Ｄｓのアノードに、そのカソードは共通電位点
ＣＯＭにそれぞれ接続されている。また、２次巻線ｎ３
の他端にはダイオードＤ３とは逆極性にダイオードＤ４
が接続されている。電流／１１！圧変換器Ｃ０Ｎ４は演
算増幅器ＯＰ４とその帰還抵抗Ｒ４からなりダイオード
Ｄ４を介して与えられる静電容量ＣＬ Ｋ応じた平均［
流Ｉ４を出力電圧Ｅ。Ｌ（＝ｋＣＬ、には定数）に変換
する。ｔ７’ｃ、 ２次巻線ｎ２の他端にはダイオー
ドＤとは逆極性にダイオードＤ２が接続されている、電
流／電圧変換器Ｃ０Ｎ３は演算増幅器ＯＰ５とその帰還
抵抗Ｒ５からなりダイオードＤ２を介して与えられる静
電容量ＣＨに応じた平均電流■５を出力電圧Ｅ。Ｈ（＝
ｋＣＬ）Ｋ変換する。更に、２次巻線ｎ４の他端には
ダイオードＤ５とは逆極性にダイオードＤ６が接読され
ている。電流／１！圧変換器Ｃ０Ｎ６は演算増幅器ＯＰ
６とその帰還抵抗Ｒ６からなりダイオードＤ６を介して
与えられる静電容量ＣＲに応じた平均電流工。
。２次巻線ｎｎｎの他端はダイオードＤ１゜２’
３’ ４ Ｄ３． Ｄｓのアノードに、そのカソードは共通電位点
ＣＯＭにそれぞれ接続されている。また、２次巻線ｎ３
の他端にはダイオードＤ３とは逆極性にダイオードＤ４
が接続されている。電流／１１！圧変換器Ｃ０Ｎ４は演
算増幅器ＯＰ４とその帰還抵抗Ｒ４からなりダイオード
Ｄ４を介して与えられる静電容量ＣＬ Ｋ応じた平均［
流Ｉ４を出力電圧Ｅ。Ｌ（＝ｋＣＬ、には定数）に変換
する。ｔ７’ｃ、 ２次巻線ｎ２の他端にはダイオー
ドＤとは逆極性にダイオードＤ２が接続されている、電
流／電圧変換器Ｃ０Ｎ３は演算増幅器ＯＰ５とその帰還
抵抗Ｒ５からなりダイオードＤ２を介して与えられる静
電容量ＣＨに応じた平均電流■５を出力電圧Ｅ。Ｈ（＝
ｋＣＬ）Ｋ変換する。更に、２次巻線ｎ４の他端には
ダイオードＤ５とは逆極性にダイオードＤ６が接読され
ている。電流／１！圧変換器Ｃ０Ｎ６は演算増幅器ＯＰ
６とその帰還抵抗Ｒ６からなりダイオードＤ６を介して
与えられる静電容量ＣＲに応じた平均電流工。
を出力電圧Ｅ。Ｒ（−ｋＣＲ）に変換する。なお、各宿
算増幅器ＯＰ４．ＯＰ５．ＯＰ６の入力端間に挿入され
た静１π容量Ｃｆ４１ ｆ５．Ｃｆ６は高周波雑音除
去用に用いられる。これ等のうち、出力電圧ＥＣＲを発
生させる回路は必ずしも必要ではないが説明の便宜上、
併せて説明しである。
算増幅器ＯＰ４．ＯＰ５．ＯＰ６の入力端間に挿入され
た静１π容量Ｃｆ４１ ｆ５．Ｃｆ６は高周波雑音除
去用に用いられる。これ等のうち、出力電圧ＥＣＲを発
生させる回路は必ずしも必要ではないが説明の便宜上、
併せて説明しである。
この様にして、静電容量“ＣＨｌＣＬに対応した出力電
圧Ｅ。Ｌ””Ｃ□が得られる。得られた出力１を圧ＥＣ
Ｌ 、ＥＣＨはアナログ／デジタル変換器ＡＤＣ１によ
りデジタル値に変換され、また温度センサＴＨからの？
に圧はアナログ／デジタルＫ ｉ％器ＡＤＣ２でデジタ
ル値に変換さｎる。
圧Ｅ。Ｌ””Ｃ□が得られる。得られた出力１を圧ＥＣ
Ｌ 、ＥＣＨはアナログ／デジタル変換器ＡＤＣ１によ
りデジタル値に変換され、また温度センサＴＨからの？
に圧はアナログ／デジタルＫ ｉ％器ＡＤＣ２でデジタ
ル値に変換さｎる。
次に１以上の如くして静電容量１″Ｃ，，ＣＬおよび温
度センサＴＨから得られたデジタル信号を用いて第１図
に示すプロセッサＣＰＵにより演算を実行する手順につ
いて第３図に示すフロー図を用いて説明する。
度センサＴＨから得られたデジタル信号を用いて第１図
に示すプロセッサＣＰＵにより演算を実行する手順につ
いて第３図に示すフロー図を用いて説明する。
先ず、静電容量ＣＨ”Ｌと共通電極ＥＤ３の補正前の変
位Ｘなどとの関係について説明する。変位Ｘがゼロのと
きの共通電極ＥＤ３ど固定′Ｊｉ極ＥＤ１． ＥＤ２と
の間隔をｄ、固定￥！Ｌ極ＥＤ１． ＥＤ２ρ電極面積
をＡ、封液の誘電率をξとすれば、静電容量Ｃ１□、Ｃ
Ｌは。
位Ｘなどとの関係について説明する。変位Ｘがゼロのと
きの共通電極ＥＤ３ど固定′Ｊｉ極ＥＤ１． ＥＤ２と
の間隔をｄ、固定￥！Ｌ極ＥＤ１． ＥＤ２ρ電極面積
をＡ、封液の誘電率をξとすれば、静電容量Ｃ１□、Ｃ
Ｌは。
Ｌｄ−ｘ （２）となる。
（１） 、 （２）式から変位Ｘを求めるととなる。こ
こで、 ＣＬ、 ＣＨは電流／電圧変換器Ｃ０Ｎ４゜Ｃ
０Ｎ３により既述のごと＜ＥｃＬ＝ｋＣＬ、ＥＣ１（＝
ｋＣ１１にｆ換されるので、（３）式は として現わされる。
こで、 ＣＬ、 ＣＨは電流／電圧変換器Ｃ０Ｎ４゜Ｃ
０Ｎ３により既述のごと＜ＥｃＬ＝ｋＣＬ、ＥＣ１（＝
ｋＣ１１にｆ換されるので、（３）式は として現わされる。
次に、封液の誘電率εと静圧Ｐとの関係について説明す
る。（１） （２）式を用いると封液の誘′Ｋｉ率感は
次式の様になる。
る。（１） （２）式を用いると封液の誘′Ｋｉ率感は
次式の様になる。
温度Ｔが上昇すると封液の誘電率εは減少し、静圧Ｐが
増加すると誘ｉＩｔ率εが減少する関係にあるので、
ａＴを温度係数ｓ ａｐを圧力係数、 Ｔｏ、Ｐｏを
それぞれ基準温度、基準圧力、基準温度で基鬼圧力の状
態における誘電率を８゜とすれば、 ｇｉｌｌｔ率εは
次式で現わし得る。
増加すると誘ｉＩｔ率εが減少する関係にあるので、
ａＴを温度係数ｓ ａｐを圧力係数、 Ｔｏ、Ｐｏを
それぞれ基準温度、基準圧力、基準温度で基鬼圧力の状
態における誘電率を８゜とすれば、 ｇｉｌｌｔ率εは
次式で現わし得る。
６＝ε０（１−ａＴ（Ｔ−Ｔ□）ｌ（１＋ａｐ（Ｐ、−
Ｐｏ））従って、静圧Ｐは となる。ただし、温度センサＴＴ（のペース・エミ。
Ｐｏ））従って、静圧Ｐは となる。ただし、温度センサＴＴ（のペース・エミ。
り間の電圧をＶ、Ｔ＝Ｏのときの温度センサ部ｅ
の出力電圧をＶａを定数とすると
Ｏ−
Ｖ ＝Ｖ −ａＴ
ｂｅ ｇ。
となり、Ｔは
として求められる。
更に、変位Ｘに対して静圧Ｐおよび温度の補正をする場
合について説明する。変位Ｘに対する温度補正係数をｂ
Ｔ、静圧補正係数をす９．変位Ｘにおいても温度あるい
は静圧の影響を受けてセンサ部ＳＮＳが変形するのでそ
の補正係数をＣＴ、Ｃ，とすると、真の変位Ｘは次式で
表わせる。
合について説明する。変位Ｘに対する温度補正係数をｂ
Ｔ、静圧補正係数をす９．変位Ｘにおいても温度あるい
は静圧の影響を受けてセンサ部ＳＮＳが変形するのでそ
の補正係数をＣＴ、Ｃ，とすると、真の変位Ｘは次式で
表わせる。
ｘ＝（ｔ＋ｂＴ（Ｔ−ＴＯ））（１＋ｂｐ（ｐ、−ｐｏ
））ｘ＋ ＣＴ（Ｔ−Ｔｏ）＋Ｃ，（Ｐ、−Ｐｏ）
（８）デジタル演算部ＤＡＤは以上の点を
考慮して演算される。演算に先立って、リードオンリー
メモリＲＯＭ Ｋは（４） 、 （５） 、 （６）
、 （７）および（８）式の演算手順などが格納される
。第３図のステ、プ■において。
））ｘ＋ ＣＴ（Ｔ−Ｔｏ）＋Ｃ，（Ｐ、−Ｐｏ）
（８）デジタル演算部ＤＡＤは以上の点を
考慮して演算される。演算に先立って、リードオンリー
メモリＲＯＭ Ｋは（４） 、 （５） 、 （６）
、 （７）および（８）式の演算手順などが格納される
。第３図のステ、プ■において。
ランダムアクセスメモリＲＡＭには係数ａ ｐ ＬａＴ
１ ｂ ｐ ｇｂＴＩ Ｃｐ Ｉ ＣＴ ＋ ａなどが
設定され、更にｄ＋Ａ＋’Ｑ＋ｖｇｏ”０１ ＰＯなど
の物性値も設定される。
１ ｂ ｐ ｇｂＴＩ Ｃｐ Ｉ ＣＴ ＋ ａなどが
設定され、更にｄ＋Ａ＋’Ｑ＋ｖｇｏ”０１ ＰＯなど
の物性値も設定される。
以上の状態において、プロセ、すＣＰＨの制御のもとに
センサ部ＳＮＳより容ｉｔ換部ＣＣＶを介して静電容′
ｆｉＣＬ、ＣＨに対応した電圧ＥＣＬ’ ＥＣＨがステ
、プ■により読込まれランダムアクセスメモリＲＡＭに
格納される。格納されたデータを用いてリードオンリー
メモＩＪ ＲＯＭに格納されている演算プログラムによ
り（４）弐に示す補正前の変位Ｘの演算を実行しランダ
ムアクセスメモリＲＡＭに格納する（ステ、プ■）。
センサ部ＳＮＳより容ｉｔ換部ＣＣＶを介して静電容′
ｆｉＣＬ、ＣＨに対応した電圧ＥＣＬ’ ＥＣＨがステ
、プ■により読込まれランダムアクセスメモリＲＡＭに
格納される。格納されたデータを用いてリードオンリー
メモＩＪ ＲＯＭに格納されている演算プログラムによ
り（４）弐に示す補正前の変位Ｘの演算を実行しランダ
ムアクセスメモリＲＡＭに格納する（ステ、プ■）。
以上の演算の後ステ、プ■に移行してステ、プＣ）で読
込んだ”ＣＬ ’ ”ＣＨを用いて（５）式で示す３Ｊ
１！率１の演算を実行し、ランダムアクセスメモリＲＡ
Ｍに格納する。
込んだ”ＣＬ ’ ”ＣＨを用いて（５）式で示す３Ｊ
１！率１の演算を実行し、ランダムアクセスメモリＲＡ
Ｍに格納する。
次にステップ■に移行し％偏度セッサＴＨよりペース・
エミッタ間の電圧ｖｂｅを読込み、（７）式で示す演算
を実行し１温度Ｔを算出する（ステ、プ■）。
エミッタ間の電圧ｖｂｅを読込み、（７）式で示す演算
を実行し１温度Ｔを算出する（ステ、プ■）。
ステップ■では、ステップ■で得た誘電率８とステ、プ
■で得た温度Ｔを用いて（６）式で示す静圧Ｐ。
■で得た温度Ｔを用いて（６）式で示す静圧Ｐ。
を演算し、これ等を用いて（８）式に示す真の変位Ｘを
算出する。これ等の演算結果はランダムアクセスメモリ
ＲＡＭに格納され、ステ、プ■に戻る。以下、同様にし
て繰返す。
算出する。これ等の演算結果はランダムアクセスメモリ
ＲＡＭに格納され、ステ、プ■に戻る。以下、同様にし
て繰返す。
第４図は本発明における容量変換回路の他の実施例を示
すプロ、り図である。第２図に、示す実施例でけセンサ
部ＳＮＳと容ｉ１変換部ＣＣＶとの間の距離が長くなる
と、固定電極ｇＤｉ 、 ＥＤ２とアース間圧ケーブル
の容量が、また、トランスで２の２次巻＠ｎ ０間の浮
遊容量が並列に挿入される、この２’ ３ 結果、静電容量ＣＬ、ＣＨに並列に固定容量が入り誤差
を生じやすいが、第４図に示す容量変換部ＣＣＶではこ
の影響が軽減される。
すプロ、り図である。第２図に、示す実施例でけセンサ
部ＳＮＳと容ｉ１変換部ＣＣＶとの間の距離が長くなる
と、固定電極ｇＤｉ 、 ＥＤ２とアース間圧ケーブル
の容量が、また、トランスで２の２次巻＠ｎ ０間の浮
遊容量が並列に挿入される、この２’ ３ 結果、静電容量ＣＬ、ＣＨに並列に固定容量が入り誤差
を生じやすいが、第４図に示す容量変換部ＣＣＶではこ
の影響が軽減される。
第４図における構成は第２図における構成に対してダイ
オードＤ１〜Ｄ４を固定Ｍ１極ＥＤ１． ＥＤ２！１１
１１に近接し、センサ部ＳＮＳ内に配（ａしたものであ
る。
オードＤ１〜Ｄ４を固定Ｍ１極ＥＤ１． ＥＤ２！１１
１１に近接し、センサ部ＳＮＳ内に配（ａしたものであ
る。
この様な構成にすると、トランスＴの２次１…２゜ｎに
は半波整流された平均電流Ｉ Ｚ ｒ４／が流れるので
、２次巻線ｎｎとアース間の浮遊容量のＩ ３ 影１を軽減できる。また、静電容量ＣＬ、ＣＨに充電さ
れた電荷はダイオードＤ３とＤｌを介して放電されるの
で、固定電極ＥＤ２． ＥＤｌとダイオードＤ３． Ｄ
４゜ＤＩ、 Ｄ２間には交流電流が流れるが、この間の
距離はセンサ部ＳＮＳ内であり小さく、その浮遊容量の
影響は無視できる。
は半波整流された平均電流Ｉ Ｚ ｒ４／が流れるので
、２次巻線ｎｎとアース間の浮遊容量のＩ ３ 影１を軽減できる。また、静電容量ＣＬ、ＣＨに充電さ
れた電荷はダイオードＤ３とＤｌを介して放電されるの
で、固定電極ＥＤ２． ＥＤｌとダイオードＤ３． Ｄ
４゜ＤＩ、 Ｄ２間には交流電流が流れるが、この間の
距離はセンサ部ＳＮＳ内であり小さく、その浮遊容量の
影響は無視できる。
なお、１！流／電圧変換器Ｃ０Ｎ６の回路部分は第２図
に対応して設けてあり、必ずしも必要ではない。
に対応して設けてあり、必ずしも必要ではない。
第５図は本発明における容量変換回路の更に他の実施例
を示すブロック図である。第４図に示す実施例に対して
静電容量ＣＬ、ＣＨを流れる電流の和の電流を積分器Ｉ
ＮＴを介して電圧に変換し発振器Ｏ８Ｃの電源電圧を制
御するようＫしたものである。
を示すブロック図である。第４図に示す実施例に対して
静電容量ＣＬ、ＣＨを流れる電流の和の電流を積分器Ｉ
ＮＴを介して電圧に変換し発振器Ｏ８Ｃの電源電圧を制
御するようＫしたものである。
従って、例えば静電容量ＣＬに犬１福な変化があっても
電圧Ｅ。Ｌの範囲が規正されるためアナログ／デジタル
変換器ＡＤＣ１が、精度の良い範囲で使用できる。
電圧Ｅ。Ｌの範囲が規正されるためアナログ／デジタル
変換器ＡＤＣ１が、精度の良い範囲で使用できる。
なお、静電容量ＣＬを知る場合ＫＥｏＬ＝ｋＣＬなる例
えば第２図に示す電流／電圧変換器Ｃ０Ｎ４の出力を使
用しても良いが、第２図における基準容量ＣＲの出力Ｅ
ｃＲを用いて”Ｌ ＝ ”ＲＥｃｔ／”ｃｍなる演算を
デジタル、ｊｒｎ部ＤＡＤで実行して求めても良い。こ
の演算によると、ｋの中に含まれる発振器Ｏ８Ｃの闇波
数変化などの影響が除き得る。Ｃに対してはＣ７（＝Ｃ
ＲＥＣＨ／ＥｏＲなる関係より求め得る。
えば第２図に示す電流／電圧変換器Ｃ０Ｎ４の出力を使
用しても良いが、第２図における基準容量ＣＲの出力Ｅ
ｃＲを用いて”Ｌ ＝ ”ＲＥｃｔ／”ｃｍなる演算を
デジタル、ｊｒｎ部ＤＡＤで実行して求めても良い。こ
の演算によると、ｋの中に含まれる発振器Ｏ８Ｃの闇波
数変化などの影響が除き得る。Ｃに対してはＣ７（＝Ｃ
ＲＥＣＨ／ＥｏＲなる関係より求め得る。
また− ＥＣｌ”’ （１−ＥＣＬ）であるのでＥＣＬ
を求め、演算によりＥ。Ｈを求めても良い。更に、温度
センサＴＨはトランジスタを複数個直列接続して発生す
る温度信号を大きくできる。アナログ／デジタル変換回
路をＡＤＣとＡＤＣ２との２つ設けたが、これは切換え
て使用でき１つのアナログ／デジタル変換回路とするこ
とができる。
を求め、演算によりＥ。Ｈを求めても良い。更に、温度
センサＴＨはトランジスタを複数個直列接続して発生す
る温度信号を大きくできる。アナログ／デジタル変換回
路をＡＤＣとＡＤＣ２との２つ設けたが、これは切換え
て使用でき１つのアナログ／デジタル変換回路とするこ
とができる。
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば、封液に加わる静圧あるいは温度々どによりセン
サ部が変形しても静圧、温度による補正演算をデジタル
的に実行するようにしたので高精度の容量式変位変換装
置を実現することができる。
よれば、封液に加わる静圧あるいは温度々どによりセン
サ部が変形しても静圧、温度による補正演算をデジタル
的に実行するようにしたので高精度の容量式変位変換装
置を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図。
第２図は第１図における容量変換回路の構成を示すプロ
、り図、第３図は第１図における演算手順を示すフロー
図、第４図は第１図における容量変換回路の他の構成を
示すブロック図、第５図は第１図における容量変換回路
の更に他の構成を示すプロ、り図、第６図は従来の容量
式変位変換装置の構成を示すプロ、り図である。 ＳＮＳ・・・センサ部、 ＣＣＶ・・・容量変換部、Ｄ
ＡＤ・・・デジタル演算部、ＣＡｖ・・・容量変換回路
、 ＡＤＣｌ、 ＡＤＣ２・・・アナログ／デジタル変
換回路、 ＣＴＲ・・・カウンタ。 ＯＰＣ・・・出力回路、 ＣＯＮ −Ｃ０Ｎ６・・・電
流／電圧変換器。 ＥＤｌ、 ＥＤ２・・・固定電極、ＥＤ３・・・共通電
極、 ＩＮＴ・・・積分器、 Ｔｔ ｒ ７２・・・
トランス。 代理人 弁理士 小 沢 信 助 。 嶌３図
、り図、第３図は第１図における演算手順を示すフロー
図、第４図は第１図における容量変換回路の他の構成を
示すブロック図、第５図は第１図における容量変換回路
の更に他の構成を示すプロ、り図、第６図は従来の容量
式変位変換装置の構成を示すプロ、り図である。 ＳＮＳ・・・センサ部、 ＣＣＶ・・・容量変換部、Ｄ
ＡＤ・・・デジタル演算部、ＣＡｖ・・・容量変換回路
、 ＡＤＣｌ、 ＡＤＣ２・・・アナログ／デジタル変
換回路、 ＣＴＲ・・・カウンタ。 ＯＰＣ・・・出力回路、 ＣＯＮ −Ｃ０Ｎ６・・・電
流／電圧変換器。 ＥＤｌ、 ＥＤ２・・・固定電極、ＥＤ３・・・共通電
極、 ＩＮＴ・・・積分器、 Ｔｔ ｒ ７２・・・
トランス。 代理人 弁理士 小 沢 信 助 。 嶌３図
Claims (1)
- 接地された共通電極に対して第１電極と第２電極が対向
して設けられこれ等の間に封液が満されて検出すべき変
位に応じて差動的に変化する第１および第２静電容量を
形成するセンサ部と、トランスを介して前記第１および
第２電極に交流電圧が印加され共通電位点と前記共通電
極とを固定容量で接続し流れる電流を整流して前記第１
および第２静電容量に対応した第１および第２信号に変
換する容量変換手段と、前記センサ部に埋め込まれ前記
センサ部の温度を対応する温度信号に変換する温度変換
手段と、前記第１および第２静電容量の和分の差を演算
して前記変位に対応した変位信号を得る変位演算手段と
前記第１および第２静電容量の和分の積を演算して前記
封液の誘電率を得る誘電率演算手段とこの誘電率と前記
温度信号を用いて静圧信号を得る静圧演算手段と前記変
位信号に対して前記温度信号と前記静圧信号を用いて補
正演算を行ない補正変位信号を得る補正手段とをマイク
ロプロセッサで形成するデジタル演算手段とを具備する
容量式変位変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28529085A JPS62144019A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 容量式変位変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28529085A JPS62144019A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 容量式変位変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144019A true JPS62144019A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0431326B2 JPH0431326B2 (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17689603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28529085A Granted JPS62144019A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 容量式変位変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62144019A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012504760A (ja) * | 2008-10-02 | 2012-02-23 | セルノボ リミテッド | 変位センサ |
| JP2012182781A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-09-20 | Rohm Co Ltd | 容量電圧変換回路、それを用いた入力装置、電子機器、ならびに容量電圧変換方法 |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP28529085A patent/JPS62144019A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012504760A (ja) * | 2008-10-02 | 2012-02-23 | セルノボ リミテッド | 変位センサ |
| JP2012182781A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-09-20 | Rohm Co Ltd | 容量電圧変換回路、それを用いた入力装置、電子機器、ならびに容量電圧変換方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431326B2 (ja) | 1992-05-26 |
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