JPS6232372A - 容量測定用回路 - Google Patents
容量測定用回路Info
- Publication number
- JPS6232372A JPS6232372A JP17223285A JP17223285A JPS6232372A JP S6232372 A JPS6232372 A JP S6232372A JP 17223285 A JP17223285 A JP 17223285A JP 17223285 A JP17223285 A JP 17223285A JP S6232372 A JPS6232372 A JP S6232372A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- switch
- charge
- voltage
- capacity
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2605—Measuring capacitance
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、キャパシタの容量値を測定する方法に関する
。
。
容量測定には、例えば電子通信ハンドブック（電子通信
学会編、オーム社１９７９年）１１７〜１２０頁に示さ
れているように、変成器ブリッヂやシエリング・ブリッ
ヂ等の交流ブリッヂ法、被測定キャパシタの電圧・電流
を検出して容量値を算出する四端子ブリッヂ法等が従来
一般に用いられている。
学会編、オーム社１９７９年）１１７〜１２０頁に示さ
れているように、変成器ブリッヂやシエリング・ブリッ
ヂ等の交流ブリッヂ法、被測定キャパシタの電圧・電流
を検出して容量値を算出する四端子ブリッヂ法等が従来
一般に用いられている。
交流ブリッヂ法によれば、広範囲の容量値が精度ｔ ｐ
ｐｍで測定でき、又、四端子法では高精度自動測定が可
能である。しかし、これらの測定方法には高安定正弦波
発振器、低雑音増幅器、検波器等が必要なため、装置が
複雑で高価となる。発振器方法はより簡便であるが、周
波数選択回路として一般にはインダクタンスを用いるの
で、ブリッヂ方法と同様に、測定回路を集積化すること
が困難である。
ｐｍで測定でき、又、四端子法では高精度自動測定が可
能である。しかし、これらの測定方法には高安定正弦波
発振器、低雑音増幅器、検波器等が必要なため、装置が
複雑で高価となる。発振器方法はより簡便であるが、周
波数選択回路として一般にはインダクタンスを用いるの
で、ブリッヂ方法と同様に、測定回路を集積化すること
が困難である。
本発明はこのような点にかんがみて創案されたもので、
測定回路が集積化できる、簡便な容量測定方法を提供す
ることを目的としている。
測定回路が集積化できる、簡便な容量測定方法を提供す
ることを目的としている。
第１図は本発明の容量測定方法を示すブロック図であっ
て、ｌは未知容量の被測定キャパシタ、２は既知容量の
基準キャパシタ、３と４は直流電圧源、５は入力インピ
ーダンス零の電荷検出回路、１６〜１９及びＩＡ、１′
Ｂはスイッチである。
て、ｌは未知容量の被測定キャパシタ、２は既知容量の
基準キャパシタ、３と４は直流電圧源、５は入力インピ
ーダンス零の電荷検出回路、１６〜１９及びＩＡ、１′
Ｂはスイッチである。
スイッチ１６と１８を閉じて未知容量１を電圧Ｅｒに充
電し、スイッチＩＡとＩＢを閉じて基準容量２を放電さ
せておく。次に、スイッチ１７を閉じて未知容量１を放
電すると共に、スイッチ１９を閉じて基準容量２を電圧
Ｅｓに充電する。この時、放電電荷Ｑｘ＝ＣｘＥｒは図
示とは逆の方向に流れ、充電電荷Ｑｓ＝ＣｓＥｓは図示
の方向に流れる。これら充放電電荷の差ΔＱ、＝Ｑｓ
−Ｑｘ＝ＣｓＥｓ−ＣｘＥｒを電荷検出Ｓ５で検出し、
その量を測定する。基準容量Ｃｓ、電圧ＥｒとＥｓは既
知とすれば、ΔＱを知ることによって未知容量Ｃｘが求
められる。
電し、スイッチＩＡとＩＢを閉じて基準容量２を放電さ
せておく。次に、スイッチ１７を閉じて未知容量１を放
電すると共に、スイッチ１９を閉じて基準容量２を電圧
Ｅｓに充電する。この時、放電電荷Ｑｘ＝ＣｘＥｒは図
示とは逆の方向に流れ、充電電荷Ｑｓ＝ＣｓＥｓは図示
の方向に流れる。これら充放電電荷の差ΔＱ、＝Ｑｓ
−Ｑｘ＝ＣｓＥｓ−ＣｘＥｒを電荷検出Ｓ５で検出し、
その量を測定する。基準容量Ｃｓ、電圧ＥｒとＥｓは既
知とすれば、ΔＱを知ることによって未知容量Ｃｘが求
められる。
なお、既知基準容量２の放電電荷と未知容量１の充電電
荷の差を検出することによっても上記測定が行えること
は、第１図の回路で未知容量１と基準容量２は置換可能
であることから、明らかである。
荷の差を検出することによっても上記測定が行えること
は、第１図の回路で未知容量１と基準容量２は置換可能
であることから、明らかである。
第２図は本発明の第１の実施例を示す回路図であって、
電荷検出回路５は、非反転入力端子が接地された演算増
幅器２５１と積分用キャパシタ２５２と３つのスイッチ
２５３，２５４，２５５で構成されている。又、第１図
の２つの電圧源３と５は第２図では１つの電圧源３で共
用されている。
電荷検出回路５は、非反転入力端子が接地された演算増
幅器２５１と積分用キャパシタ２５２と３つのスイッチ
２５３，２５４，２５５で構成されている。又、第１図
の２つの電圧源３と５は第２図では１つの電圧源３で共
用されている。
第２図では次の手順で測定を行・う。先ず、スイッチ２
５３と２５４を閉じて積分用キャパシタ２５２を放電さ
せておく。次にスイッチ２６．２９゜２５３を閉じるこ
とによって、被測定キャパシタ１を電圧Ｅｒに充電し、
基準容量２を放電させる。
５３と２５４を閉じて積分用キャパシタ２５２を放電さ
せておく。次にスイッチ２６．２９゜２５３を閉じるこ
とによって、被測定キャパシタ１を電圧Ｅｒに充電し、
基準容量２を放電させる。
この後、スイッチ２７を閉じて被測定キャパシタ１を放
電させ、スイッチ２８を閉じて基準容量２を電圧Ｅｒに
充電させる。同時にスイッチ２５５を閉じて充放電電荷
をキャパシタ２５２に蓄えれば、電荷検出器５の出力電
圧Ｖｏは Ｖｏ＝ （Ｃｘ−Ｃｓ）Ｅｒ／Ｃｐ ・・・・・
（ｌ）となる。こ＼で、Ｃｐは積分用キャパシタ２５２
の容量値である。第＋１１式の出力は直流電圧であるの
で、電圧計でこの値を読めば、未知容ＱＣｘが求められ
る。又、上記作用をｎ回繰り返せば、第（１１式のｎ倍
の電圧出力が得られるので、第２図の電荷検出Ｓ５は電
荷検出と同時に増幅作用も行う。
電させ、スイッチ２８を閉じて基準容量２を電圧Ｅｒに
充電させる。同時にスイッチ２５５を閉じて充放電電荷
をキャパシタ２５２に蓄えれば、電荷検出器５の出力電
圧Ｖｏは Ｖｏ＝ （Ｃｘ−Ｃｓ）Ｅｒ／Ｃｐ ・・・・・
（ｌ）となる。こ＼で、Ｃｐは積分用キャパシタ２５２
の容量値である。第＋１１式の出力は直流電圧であるの
で、電圧計でこの値を読めば、未知容ＱＣｘが求められ
る。又、上記作用をｎ回繰り返せば、第（１１式のｎ倍
の電圧出力が得られるので、第２図の電荷検出Ｓ５は電
荷検出と同時に増幅作用も行う。
第３図は本発明の第２の実施例を示す回路図であって、
電荷検出器５は第２図の電荷検出器の回路に電圧ホール
ド用キャパシタ３５８と電圧をサンプルするためのスイ
ッチ３５６と３５７が追加されたサンプル・ホールド型
検出器となっている。
電荷検出器５は第２図の電荷検出器の回路に電圧ホール
ド用キャパシタ３５８と電圧をサンプルするためのスイ
ッチ３５６と３５７が追加されたサンプル・ホールド型
検出器となっている。
本実施例では、先ずスイッチ３６，３９，３５３゜３５
４、そして３５６を閉じて回路を初期化する。
４、そして３５６を閉じて回路を初期化する。
次にスイッチ３７．３８．３５５を閉じて被測定キャパ
シタ１の放電と既知基準キャパシタの充電を行えば、こ
の時の充放電電荷の差が帰還キャパシタ３５２に蓄えら
れて、出力電圧ＶｏはＶｏ＝ （ＣｘＥｒ−ＣｓＥｓ）
／’ｃＦ ＋・＋−（２１となる。同時に、スイッチ３
５４を閉じてホールド用キャパシタ３５８を電圧Ｖｏに
充電する。次にスイッチ３６，３９，３５４．３５６を
閉じて、未知容量１の充電と基準容量２と帰遷容量３５
２の放電を行えば、充放電電荷は全てホールドキャパシ
タ３５８に蓄えられ、ホールドキャパシタの蓄積電ｒ：
ＩＱＨは ＱＨ＝ＣＨＶ ｏ ＋Ｃｐ Ｖ ｏ ＣｘＢｒ Ｃ
ｓＥｓ”ＣＨＶｏ ・・・・・
・（３）となるので、第（２）式のＶａが保持された状
態で、被測定キャパシタと基準キャパシタの充放電サイ
クルを繰り返すことができる。今、出力電圧Ｖ。
シタ１の放電と既知基準キャパシタの充電を行えば、こ
の時の充放電電荷の差が帰還キャパシタ３５２に蓄えら
れて、出力電圧ＶｏはＶｏ＝ （ＣｘＥｒ−ＣｓＥｓ）
／’ｃＦ ＋・＋−（２１となる。同時に、スイッチ３
５４を閉じてホールド用キャパシタ３５８を電圧Ｖｏに
充電する。次にスイッチ３６，３９，３５４．３５６を
閉じて、未知容量１の充電と基準容量２と帰遷容量３５
２の放電を行えば、充放電電荷は全てホールドキャパシ
タ３５８に蓄えられ、ホールドキャパシタの蓄積電ｒ：
ＩＱＨは ＱＨ＝ＣＨＶ ｏ ＋Ｃｐ Ｖ ｏ ＣｘＢｒ Ｃ
ｓＥｓ”ＣＨＶｏ ・・・・・
・（３）となるので、第（２）式のＶａが保持された状
態で、被測定キャパシタと基準キャパシタの充放電サイ
クルを繰り返すことができる。今、出力電圧Ｖ。
が零となるように電圧源４を調整すれば、Ｃｘ＝Ｃ５＝
Ｅｓ／Ｅｒ −（４）となり、未知容Ｑ
Ｃｘを電圧測定によって測定できる。
Ｅｓ／Ｅｒ −（４）となり、未知容Ｑ
Ｃｘを電圧測定によって測定できる。
以上述べてきたように、本発明によれば、極めて簡単に
容量測定を行うことができる。又、実施例に見られるよ
うに、本測定法は集積回路で実現できるので、容量型セ
ンサの信号処理に極めて有用である。
容量測定を行うことができる。又、実施例に見られるよ
うに、本測定法は集積回路で実現できるので、容量型セ
ンサの信号処理に極めて有用である。
第１図は本発明の容量測定方法を示−すブロック図、第
２図と第３図は本発明の第１および第２の実施例を示す
回路図である。 第１図、第２図、第３図において、１は被測定キャパシ
タ、２は基準キャパシタ、３と４は直流電圧源、５は電
荷検出器である。 出 願 人 新日本１１鐵株式会社（ほか１名）代理
人弁理士 青 柳 稔第１図 手続補正書（自発） 昭和６０年゛・′）月 日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１７２２３２号 ２発明の名称 容量測定方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目６番３号名称 （
６６５）新日本！Ｒ鐵株式会社（はが１名）代表者 武
１） 豊 ４、代理人 〒１０１ ５、補正命令の日付 な し ６、補正により増加する発明の数 な し７、補正の
対象 明祠誓の発明の詳細な説明の欄丁へ８、補正の内
容 （１）明細書第３頁５行の「次に、」の後に「スイッチ
１６．１８を開き、」を挿入し、同頁６行の「すると共
に、」の後へ「スイッチＬＡ、ＩＢを開き、」を挿入す
る。 （２）同第４頁９行の「を放電」の後へ次の文を挿入す
る。 「（演算増幅器２５１の一入力端子は十入力端子と同じ
０電位であるから）」 （３）同第４頁１２〜１６行の記載を次のように補正す
る。 「この後、スイッチ２６を開き、スイッチ２７を閉じて
被測定キャパシタｌを放電させ、またスイッチ２９を開
き、スイッチ２８を閉じて基準容量２を電圧Ｅｒに充電
させ、同時にスイッチ２５５を閉じ、スイッチ２５４を
用いて放電電荷をキャパシタ２５２に蓄えれば、放電経
路は２７．２５１の出力端子、２５５．２５２、充電経
路は２８．２．２５２．２５５．２５１の出力端子であ
るから、電荷検出器５の出力電圧Ｖｏは」
２図と第３図は本発明の第１および第２の実施例を示す
回路図である。 第１図、第２図、第３図において、１は被測定キャパシ
タ、２は基準キャパシタ、３と４は直流電圧源、５は電
荷検出器である。 出 願 人 新日本１１鐵株式会社（ほか１名）代理
人弁理士 青 柳 稔第１図 手続補正書（自発） 昭和６０年゛・′）月 日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１７２２３２号 ２発明の名称 容量測定方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目６番３号名称 （
６６５）新日本！Ｒ鐵株式会社（はが１名）代表者 武
１） 豊 ４、代理人 〒１０１ ５、補正命令の日付 な し ６、補正により増加する発明の数 な し７、補正の
対象 明祠誓の発明の詳細な説明の欄丁へ８、補正の内
容 （１）明細書第３頁５行の「次に、」の後に「スイッチ
１６．１８を開き、」を挿入し、同頁６行の「すると共
に、」の後へ「スイッチＬＡ、ＩＢを開き、」を挿入す
る。 （２）同第４頁９行の「を放電」の後へ次の文を挿入す
る。 「（演算増幅器２５１の一入力端子は十入力端子と同じ
０電位であるから）」 （３）同第４頁１２〜１６行の記載を次のように補正す
る。 「この後、スイッチ２６を開き、スイッチ２７を閉じて
被測定キャパシタｌを放電させ、またスイッチ２９を開
き、スイッチ２８を閉じて基準容量２を電圧Ｅｒに充電
させ、同時にスイッチ２５５を閉じ、スイッチ２５４を
用いて放電電荷をキャパシタ２５２に蓄えれば、放電経
路は２７．２５１の出力端子、２５５．２５２、充電経
路は２８．２．２５２．２５５．２５１の出力端子であ
るから、電荷検出器５の出力電圧Ｖｏは」
Claims (1)
- 未知容量の被測定キャパシタと既知容量の基準キャパシ
タのいずれかをあらかじめ一定の電圧に充電しておき、
これを放電すると共に他方のキャパシタを一定の電圧に
充電し、この時に流れる放電電荷と充電電荷の差を検出
することによって被測定キャパシタの容量を測定する容
量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17223285A JPH0638088B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 容量測定用回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17223285A JPH0638088B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 容量測定用回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232372A true JPS6232372A (ja) | 1987-02-12 |
| JPH0638088B2 JPH0638088B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15938052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17223285A Expired - Lifetime JPH0638088B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 容量測定用回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638088B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343157A (en) * | 1991-04-18 | 1994-08-30 | Marelli Autronica | Method and apparatus for measuring an unknown capacitance using a known reference capacitance |
| JP2005286734A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 静電容量変化検出装置 |
| JP2006207269A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 静電容量検出装置 |
| JP2006526164A (ja) * | 2003-04-12 | 2006-11-16 | エフ ホフマン−ラ ロッシュ アクチェン ゲゼルシャフト | Ｌｃｄディスプレイの機能検査のためのコントロールシステムおよびコントロール方法 |
| JP2008196958A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Aisin Seiki Co Ltd | 静電容量検出装置 |
| JP2011100450A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-19 | Orise Technology Co Ltd | タッチパネル検出回路 |
| KR20200101435A (ko) * | 2018-01-24 | 2020-08-27 | 선전 구딕스 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 | 커패시턴스 검출 회로, 터치 장치와 단말 장치 |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP17223285A patent/JPH0638088B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343157A (en) * | 1991-04-18 | 1994-08-30 | Marelli Autronica | Method and apparatus for measuring an unknown capacitance using a known reference capacitance |
| JP2006526164A (ja) * | 2003-04-12 | 2006-11-16 | エフ ホフマン−ラ ロッシュ アクチェン ゲゼルシャフト | Ｌｃｄディスプレイの機能検査のためのコントロールシステムおよびコントロール方法 |
| JP2005286734A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 静電容量変化検出装置 |
| JP2006207269A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 静電容量検出装置 |
| JP4604739B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2011-01-05 | アイシン精機株式会社 | 静電容量検出装置 |
| JP2008196958A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Aisin Seiki Co Ltd | 静電容量検出装置 |
| JP2011100450A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-19 | Orise Technology Co Ltd | タッチパネル検出回路 |
| KR20200101435A (ko) * | 2018-01-24 | 2020-08-27 | 선전 구딕스 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 | 커패시턴스 검출 회로, 터치 장치와 단말 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638088B2 (ja) | 1994-05-18 |
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