JPS63131071A - Reactance value detector - Google Patents

Reactance value detector

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Publication number
JPS63131071A
JPS63131071A JP27602586A JP27602586A JPS63131071A JP S63131071 A JPS63131071 A JP S63131071A JP 27602586 A JP27602586 A JP 27602586A JP 27602586 A JP27602586 A JP 27602586A JP S63131071 A JPS63131071 A JP S63131071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactance
reactance value
phase difference
value
resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP27602586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunobu Tsuno
津野 勝信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP27602586A priority Critical patent/JPS63131071A/en
Publication of JPS63131071A publication Critical patent/JPS63131071A/en
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  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable detection of a correct reactance value, by setting a reactance value so as to be proportional to a phase difference of a bridge phase difference generator. CONSTITUTION:A reactance value detector is provided with a bridge difference generator 2. Here, when a reactance value of a reactance element 7 is represented by X, a resistance value of a resistance 8 R, a voltage of a sine wave oscillator 1 Ein, an output of division of the voltage Ein by the resistance 8 and the resistance 8 Er and an output of division of the voltage Ein by the element 7 and the resistance 8 E0, Ein=2Emsinomegat (wherein Em is mesial magnitude and omega angular frequency) is given. The output Er and E0 are obtained by Er= Emsinomegat and E0=Emsin(omegat-phi) with phi as phase difference. Moreover, when the requirement of X<R is mset, E0=Emsin(omegat-2X/R) is given and as the phase difference phi is proportional to the reactance value, the reactance value can be detected easily if the phase difference between the outputs Er and E0 is found.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、事務機器、計測機器、通信機器等の電子機器
におけるインダクタンス値、キャパシタンス値およびそ
れらの周波数関数としてのリアクタンス値(以下これら
を総称してリアクタンス値と云う)の検出を行うリアク
タンス値検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to inductance values, capacitance values, and reactance values as functions of their frequencies (hereinafter collectively referred to as these) in electronic equipment such as office equipment, measuring equipment, and communication equipment. This invention relates to a reactance value detection device that detects a reactance value (referred to as a reactance value).

従来の技術 近年、センサー技術の発達は目覚ましく、その検出方法
・電気的処理の重要性は高まる一方である。
Background of the Invention In recent years, sensor technology has made remarkable progress, and the importance of detection methods and electrical processing continues to grow.

従来、リアクタンス値の検出は変換された電圧又は電流
のアナログレベルを測定することにより行われていた。
Traditionally, reactance values have been detected by measuring analog levels of converted voltages or currents.

以下図面を参照しながら上述した従来のリアクタンス値
検出装置の一例について説明する。第4図は従来のリア
クタンス値検出装置のブロック回路図を示し、図におい
て、10は正弦波発振器、11は被測定リアクタンス素
子或いは出力がリアクタンス特性を有するセンサー等の
リアクタンス素子、12は増幅器、13は整流器、14
は直流増幅器、15はレベル変換器、16は人/D変換
器、17はマイクロプロセッサである。
An example of the conventional reactance value detection device mentioned above will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows a block circuit diagram of a conventional reactance value detection device, in which 10 is a sine wave oscillator, 11 is a reactance element such as a reactance element to be measured or a sensor whose output has reactance characteristics, 12 is an amplifier, and 13 is a rectifier, 14
15 is a DC amplifier, 15 is a level converter, 16 is a human/D converter, and 17 is a microprocessor.

以上のように構成されたリアクタンス値検出装置につい
て、以下その動作を説明する。
The operation of the reactance value detection device configured as above will be described below.

まずリアクタンス値に比例して大きくなるリアクタンス
素子11の両端電圧を増幅器12で増幅して適切な振幅
にした後、整流器13で整流して直流信号に変換する。
First, the voltage across the reactance element 11, which increases in proportion to the reactance value, is amplified by the amplifier 12 to an appropriate amplitude, and then rectified by the rectifier 13 and converted into a DC signal.

次ぎに直流増幅器14で直流増幅を行い、レベル変換器
16で電源のレベル変換、整合等を行う。この段階では
信号はまだアナログ信号である。したがって人/D変換
器16でA/D変換してデジタル信号にし、初めてマイ
クロプロセッサ17がこのデジタル信号を受理できるよ
うになっている。
Next, a DC amplifier 14 performs DC amplification, and a level converter 16 performs power level conversion, matching, etc. At this stage the signal is still an analog signal. Therefore, the microprocessor 17 can only accept this digital signal after it is A/D converted into a digital signal by the human/D converter 16.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、リアクタンス値に
関する情報は電圧又は電流に置換したアナログ信号の振
幅に含まれているので電源の安定度が重要となると共に
、マイクロプロセッサ等を用いたデジタル処理をするに
は上記した如きム/D変換器を用いてデジタル信号への
変換を必要とするので複雑な構成となる。また、量子化
誤差を考慮しなければならないと云ったような問題点を
有していた。さらに、リアクタンス素子を複数個用いて
タイムスロット毎に切換えて測定する多重検出において
は、オフセット並びにドリフトの影響を受は易いのでム
/D変換器に入力されるまでの回路構成が複数個必要と
なシ、構成が複雑で装置が大型になると云ったような問
題点をも有していた。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, information regarding the reactance value is included in the amplitude of the analog signal replaced by voltage or current, so the stability of the power supply is important, and the microprocessor etc. In order to perform digital processing using , it is necessary to convert the signal into a digital signal using the above-mentioned MU/D converter, resulting in a complicated configuration. Additionally, there is a problem in that quantization errors must be taken into account. Furthermore, multiplex detection, in which multiple reactance elements are used to switch and measure each time slot, is easily affected by offset and drift, so multiple circuit configurations are required before inputting to the MU/D converter. However, there are also problems in that the structure is complicated and the device becomes large.

本発明は上記問題点に鑑み、リアクタンス値の情報をア
ナログ信号の振幅に含ませるのではなく、リアクタンス
値の情報をパルス信号の位相に含ませて基準信号との位
相差を検出し、その時間を計数することによってリアク
タンス値を検出するようにしたリアクタンス値検出装置
を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention does not include reactance value information in the amplitude of an analog signal, but instead includes reactance value information in the phase of a pulse signal, detects the phase difference with a reference signal, and detects the phase difference between the pulse signal and the reference signal. The present invention provides a reactance value detecting device that detects a reactance value by counting the reactance value.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のリアクタンス値検
出装置は、正弦波発振器と、リアクタンス素子を一辺に
、かつ同値の抵抗を三辺に設けた四辺よりなり前記正弦
波発振器の出力を抵抗と抵抗とで分割した信号と、リア
クタンス素子と抵抗とで分割した信号とを出力とするブ
リッジ位相差発生器と、このブリッジ位相差発生器の出
力の位相差を検出する位相比較器と、判断処理手段とを
具備し、前記リアクタンス素子のリアクタンス値をx、
抵抗をRとしたときに、X<Rの条件を満たすように位
相比較器出力のパルス幅をリアクタンス値に比例させる
ようにし、そのパルス幅を前記判断処理手段で計数して
リアクタンス値を検出するようにした構成を備えたもの
である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the reactance value detection device of the present invention consists of a sine wave oscillator, a reactance element on one side, and a resistor of the same value on three sides. A bridge phase difference generator outputs a signal obtained by dividing the output of a sine wave oscillator between resistors, and a signal obtained by dividing the output of a reactance element and a resistor, and detects the phase difference between the outputs of this bridge phase difference generator. the reactance value of the reactance element is x,
When the resistance is R, the pulse width of the phase comparator output is made proportional to the reactance value so as to satisfy the condition of X<R, and the pulse width is counted by the judgment processing means to detect the reactance value. It is equipped with such a configuration.

作用 本発明は上記した構成によって、リアクタンス値のレベ
ルをブリッジ位相差発生器の位相差に比例するように設
定しであるため、この位相差を検出することでその値に
相当する矩形波パルスのパルス信号として検出でき、マ
イクロプロセッサでの処理が容易となると共に、簡単に
正確なリアクタンス値の検出が可能となる。
Effect of the Invention The present invention uses the above-described configuration to set the level of the reactance value to be proportional to the phase difference of the bridge phase difference generator, so by detecting this phase difference, the square wave pulse corresponding to the value is determined. It can be detected as a pulse signal, which facilitates processing by a microprocessor, and also enables simple and accurate detection of reactance values.

実施例 以下本発明の一実施例のリアクタンス値検出装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiment Hereinafter, a reactance value detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のリアクタンス値検出装置の
ブロック回路図を示し、図において、1はブロッキング
発振器やOR発振器等よりなる正弦波発振器、2はブリ
ッジ位相差発生器、3はエミッタホロワ、カソードホロ
ワ、ボルテージホロワ等よりなる高入力インピーダンス
回路、4は振幅操作並びに波形整形を行う波形整形器、
5は波形整形器4からの二系統の出力の位相差を検出し
てリアクタンス値の情報を含む時間パルスを出力する位
相比較器、6は判断処理手段としてのマイクロプロセッ
サである。ブリッジ位相差発生器2は第2図に示すよう
に、−辺に被測定リアクタンス素子或いは出力がリアク
タンス特性を有するセンサー等のリアクタンス素子7が
、他の三辺には同値の抵抗8が設けられている。
FIG. 1 shows a block circuit diagram of a reactance value detection device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a sine wave oscillator consisting of a blocking oscillator, an OR oscillator, etc., 2 is a bridge phase difference generator, and 3 is an emitter follower. , a high input impedance circuit consisting of a cathode follower, a voltage follower, etc.; 4 a waveform shaper for amplitude manipulation and waveform shaping;
5 is a phase comparator which detects the phase difference between the two outputs from the waveform shaper 4 and outputs a time pulse including reactance value information; 6 is a microprocessor as a judgment processing means. As shown in FIG. 2, the bridge phase difference generator 2 has a reactance element 7 such as a reactance element to be measured or a sensor whose output has reactance characteristics on the - side, and resistors 8 of the same value on the other three sides. ing.

以上のような構成において、いまリアクタンス素子7の
リアクタンス値をx、抵抗8の抵抗値をR1正弦波発振
器1の電圧をKin 、抵抗8と抵抗8とで電圧Kin
を分割した出力をEr、リアクタンス素子7と抵抗8と
で電圧Kinを分割した出力をEOとし、リアクタンス
素子7の極性として誘導性の素子(インピーダンス+j
X)が用いられているとしたときに、 Ein:2 Kz Sinωt           
−(1)(但しEmは正弦波振幅の半値、ωはその角周
波数) とすると電圧Einを分割した出力ErとEOは、ψを
位相差として、 Er= Emsinωt            −(
2)Ko = In (Em 6j  ””−ψゝ〕=
= Emsin (ωを一ψ)        ・−(
3)(但し工mは虚数部を示す) ただし、 X<Rの条件を満たせば ψ=2((x−)−i(五)3+ハx−)5・・・)=
2(淘・・過R3R6RR が得られる。この時出力Eoは、 Eo= Emsin (ωt−2百)      ・・
・(6)となり、位相差ψはリアクタンス値Xに比例す
るので、抵抗と抵抗とで電圧Einを分割した出力Er
とリアクタンス素子と抵抗とで電圧Kinを分割した出
力をEOとの位相差が分かれば容易にリアクタンス値を
検出することができる。
In the above configuration, now the reactance value of the reactance element 7 is x, the resistance value of the resistor 8 is R1, the voltage of the sine wave oscillator 1 is Kin, and the voltage between the resistors 8 and 8 is Kin.
The output obtained by dividing the voltage Kin is set as Er, the output obtained by dividing the voltage Kin by the reactance element 7 and the resistor 8 is set as EO, and the polarity of the reactance element 7 is set as an inductive element (impedance +j
X) is used, Ein:2 Kz Sinωt
−(1) (where Em is the half value of the sine wave amplitude and ω is its angular frequency) Then, the outputs Er and EO obtained by dividing the voltage Ein are as follows, where ψ is the phase difference, Er= Emsinωt −(
2) Ko = In (Em 6j ””−ψゝゝ〕=
= Emsin (ω is one ψ) ・−(
3) (However, m indicates the imaginary part.) However, if the condition of X<R is satisfied, ψ=2((x-)-i(5)3+cx-)5...)=
2 (Tao...Excess R3R6RR is obtained.At this time, the output Eo is Eo=Emsin (ωt-200)...
・(6), and the phase difference ψ is proportional to the reactance value X, so the output Er obtained by dividing the voltage Ein between the resistors
If the phase difference between the output obtained by dividing the voltage Kin and the reactance element and the resistor and EO is known, the reactance value can be easily detected.

一方、リアクタンス素子7の極性として容量性の素子(
インピーダンス−jX)が用いられた場合は式(6)に
対して出力Eoが、 K(1= Emsin (ωt+2π)      ・
・・(i−)となるので、リアクタンス素子7の極性に
対しては位相差の遅進が変化するだけである。すなわち
、リアクタンス素子が誘導性であっても容量性であって
も同じ構成でリアクタンス値を知ることができる。第3
図にこれらの波形を示す。
On the other hand, as the polarity of the reactance element 7, a capacitive element (
When the impedance - j
...(i-), so that only the retardation of the phase difference changes with respect to the polarity of the reactance element 7. That is, whether the reactance element is inductive or capacitive, the reactance value can be determined with the same configuration. Third
These waveforms are shown in the figure.

上記した構成をもとにX<Rの条件を満たす範囲におい
ては、位相比較器の出力の時間幅はリアクタンス値に比
例するのでこの時間幅をマイクロプロセッサで計数すれ
ば容易にリアクタンス値を測定することができる。また
、リアクタンス素子のリアクタンス値が一定となるよう
に制御を行えば広範囲な利用が考えられる。例えば、複
写機の二成分現像剤を用いた現像方式においては、トナ
ーとキャリアの比率を一定にする必要があり、磁性トナ
ーを使用する場合、磁気検出センサーを用いてトナー濃
度に相当するリアクタンス値を検出する方法があるが、
本発明のリアクタンス値検出装置を適用してトナーの過
不足を検出し、トナー供給量を制御すればトナー濃度制
御装置が実現可能となる。なお、本実施例中高入力イン
ピーダンス回路3と波形整形器4は、必要に応じて用い
ればよく、構成上必ず必要とするものではない。
Based on the above configuration, within the range where the condition X<R is satisfied, the time width of the output of the phase comparator is proportional to the reactance value, so the reactance value can be easily measured by counting this time width with a microprocessor. be able to. Furthermore, if the reactance element is controlled so that the reactance value is constant, it can be used in a wide range of applications. For example, in a development method using a two-component developer in a copying machine, it is necessary to maintain a constant ratio of toner and carrier, and when using magnetic toner, a magnetic detection sensor is used to detect a reactance value that corresponds to the toner concentration. There is a way to detect
By applying the reactance value detection device of the present invention to detect excess or deficiency of toner and controlling the toner supply amount, a toner concentration control device can be realized. Note that the medium-high input impedance circuit 3 and the waveform shaper 4 of this embodiment may be used as necessary, and are not necessarily required for the configuration.

発明の効果 以上詳述したごとく本発明によれば、リアクタンス値を
ブリッジ位相差発生器の位相差に比例するように設定し
ているので、この位相差を検出することでリアクタンス
値に相当するパルス幅をもつ矩形波パルスのパルス信号
として検出できる。
Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, the reactance value is set to be proportional to the phase difference of the bridge phase difference generator, so by detecting this phase difference, a pulse corresponding to the reactance value can be generated. It can be detected as a pulse signal of a rectangular wave pulse with a width.

その結果、マイクロプロセッサとのインターフェースが
容易となり正確なリアクタンス値の検出ができる。また
リアクタンス素子が誘導性であっても容量性であっても
同じ構成でリアクタンス値を検出することができる。さ
らに、リアクタンス値の情報をパルス信号の位相に含ま
せているため、電源変動、オフセット、ドリフト等の影
響を受は難い。さらに、リアクタンス素子をタイムスロ
ット毎に切り換えることにより、時分割処理を用いた多
重検出に適する。さらに、予め記憶した基準時間値との
比較を行えばリアクタンス値の過不足量が判別できるか
ら、これからもリアクタンス値の制御を行うことができ
ると云ったような多くの効果が得られる。
As a result, the interface with the microprocessor becomes easy and accurate reactance values can be detected. Furthermore, whether the reactance element is inductive or capacitive, the reactance value can be detected with the same configuration. Furthermore, since reactance value information is included in the phase of the pulse signal, it is less susceptible to power fluctuations, offsets, drifts, and the like. Furthermore, by switching the reactance element for each time slot, it is suitable for multiplexed detection using time division processing. Furthermore, by comparing the reactance value with a reference time value stored in advance, it is possible to determine whether the reactance value is excessive or insufficient, so that many effects such as the ability to continue to control the reactance value can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のリアクタンス値検出装置の
ブロック回路図、第2図はブリッジ位相差発生器の要部
回路図、第3図は同波形図、第4図は従来のリアクタン
ス値検出装置のブロック回路図である。 1・・・・・・正弦波発振器、2・・・・・・ブリッジ
位相差発主船、3・・・・・・高入力インピーダンス回
路、4・・・・・・波形整形器、5・・・・・位相比較
器、6・・・・・・マイクロプロセッサ、7・・・・・
・リアクタンス素子、8°°゛°゛°抵抗。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名t−
−正31疫史語器 外”・5にヤ茫乍券、 S−1fust岬交緯 6−7j’107+口tノケ 第2図 ELn=2EmS4n 1uTz ”      ”     C−1寸    噂−−−
7、J     − 糎
Fig. 1 is a block circuit diagram of a reactance value detection device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a main circuit diagram of a bridge phase difference generator, Fig. 3 is a waveform diagram of the same, and Fig. 4 is a conventional reactance value detection device. FIG. 2 is a block circuit diagram of a value detection device. 1... Sine wave oscillator, 2... Bridge phase difference oscillator, 3... High input impedance circuit, 4... Waveform shaper, 5... ... Phase comparator, 6 ... Microprocessor, 7 ...
・Reactance element, 8°°゛°゛°resistance. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person
- Eishi 31 Epidemic History Words Outside the World"・5 has a yakushu ticket, S-1fust Misaki Interchange 6-7j'107 + Kut Noke 2nd ELn=2EmS4n 1uTz "" C-1 size Rumor ---
7, J-glue

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 正弦波発振器と、リアクタンス素子を一辺に、かつ同値
の抵抗を三辺に設けた四辺よりなり前記正弦波発振器の
出力を抵抗と抵抗とで分割した信号と、リアクタンス素
子と抵抗とで分割した信号とを出力とするブリッジ位相
差発生器と、このブリッジ位相差発生器の出力の位相差
を検出する位相比較器と、判断処理手段とを具備し、前
記リアクタンス素子のリアクタンス値をx、抵抗をRと
したときに、X<Rの条件を満たすように前記位相比較
器の出力のパルス幅を前記リアクタンス値に比例させる
ようにし、そのパルス幅を前記判断処理手段で計数して
リアクタンス値を検出するようにしたことを特徴とする
リアクタンス値検出装置。
Consisting of a sine wave oscillator, a reactance element on one side, and a resistor of the same value on three sides, a signal obtained by dividing the output of the sine wave oscillator between the resistances, and a signal obtained by dividing the output of the sine wave oscillator between the resistors and the reactance element and the resistance. and a phase comparator that detects a phase difference between the outputs of the bridge phase difference generator, and a judgment processing means, the reactance value of the reactance element is x, the resistance is When R, the pulse width of the output of the phase comparator is made proportional to the reactance value so as to satisfy the condition of X<R, and the pulse width is counted by the judgment processing means to detect the reactance value. A reactance value detection device characterized in that:
JP27602586A 1986-11-19 1986-11-19 Reactance value detector Pending JPS63131071A (en)

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JP (1) JPS63131071A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004072665A1 (en) * 2003-02-13 2004-08-26 Oht Inc. Circuit check device, circuit check method, resistance measurement device, and resistance measurement method
JP2009128334A (en) * 2007-11-28 2009-06-11 Mitsutoyo Corp Measuring device and detecting method of impedance

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