JPS63171373A - 非接触電圧測定装置 - Google Patents
非接触電圧測定装置Info
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- JPS63171373A JPS63171373A JP25261787A JP25261787A JPS63171373A JP S63171373 A JPS63171373 A JP S63171373A JP 25261787 A JP25261787 A JP 25261787A JP 25261787 A JP25261787 A JP 25261787A JP S63171373 A JPS63171373 A JP S63171373A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
- H03F3/2171—Class D power amplifiers; Switching amplifiers with field-effect devices
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- H03F3/45928—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit
- H03F3/45968—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit by offset reduction
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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】
〔産業上の利用弁！Ｐ］
本発明は一般にテスト表面の電圧をモニターするための
非接触電圧渕定装ばに閤するもめである。
非接触電圧渕定装ばに閤するもめである。
特に、本発明は改良された高周波数応答性を有する非接
触電圧測定Ｖ＆置に関するものである。
触電圧測定Ｖ＆置に関するものである。
［従来の技術］
この技術において、測定装置と測定されるテスト表面の
間のキャパシタンスを変調するための手段を使用する非
接触電圧測定装置を用いてテスト表面の静電界と電位を
測定することは知られている。このような！ＩＩは、例
えば、本出願人の米国特許３，６１１．１２７号（Ｖ
ｏｓｔｅｅｎ）において知られている。
間のキャパシタンスを変調するための手段を使用する非
接触電圧測定装置を用いてテスト表面の静電界と電位を
測定することは知られている。このような！ＩＩは、例
えば、本出願人の米国特許３，６１１．１２７号（Ｖ
ｏｓｔｅｅｎ）において知られている。
［発明の解決すべき問題点］
このような測定装置が非常に正確で安定しているが、測
定ＩＩＩが効果的に動作する゛周波数範囲または帯域幅
はキャパシタンスが変調される周波数によって制限され
る。
定ＩＩＩが効果的に動作する゛周波数範囲または帯域幅
はキャパシタンスが変調される周波数によって制限され
る。
典型的に、テスト下の表面の交流（ＡＣ＞電位は変調の
周波数の２分の１以上のＡＣ電圧について適切に測定さ
れない可能性がある。例えば、１．０００ヘルツと２０
００ヘルツの間の変調周波数を有する従来の測定装置は
５００ヘルツと１０００ヘルツの間の最大周波数応答を
有する。
周波数の２分の１以上のＡＣ電圧について適切に測定さ
れない可能性がある。例えば、１．０００ヘルツと２０
００ヘルツの間の変調周波数を有する従来の測定装置は
５００ヘルツと１０００ヘルツの間の最大周波数応答を
有する。
様々な技術が従来の技術において電圧測定装置のための
ａｍａｓｓを増加するため用いられた。
ａｍａｓｓを増加するため用いられた。
例えば、幾分高い周波数応答性を有する測定装置として
前置増幅器と高周波数信号のためその間に高周波数反応
路を有する積分器と利用することが知られている。しか
しながら、比較的高い周波数の信号それ自身である変調
周波数信号の積分器への導入は測定ｉｉＷの長期安定性
を限定する。
前置増幅器と高周波数信号のためその間に高周波数反応
路を有する積分器と利用することが知られている。しか
しながら、比較的高い周波数の信号それ自身である変調
周波数信号の積分器への導入は測定ｉｉＷの長期安定性
を限定する。
従って、本発明の目的は、測定装置が改善された高周波
数応答性を有するような、テスト表面の静電界および電
位を測定するための正確で安定した非接触電圧測定装置
を提供することである。
数応答性を有するような、テスト表面の静電界および電
位を測定するための正確で安定した非接触電圧測定装置
を提供することである。
本発明の更なる目的は、改善された雑音余裕度を有する
測定装置を提供することである。
測定装置を提供することである。
本発明のもう１・つの目的は、改善された高電圧測定能
力を有する測定装置を提供する ことである。
力を有する測定装置を提供する ことである。
本発明の付加的な目的および利点は以下に説明され、部
分的に説明から明白であり、あるいは本発明の実施例に
よって学ばれても良い。
分的に説明から明白であり、あるいは本発明の実施例に
よって学ばれても良い。
Ｅ問題点解決のための手段］
前記の目的を達成するため、実施例に示され、ここに広
く記述されるような本発明の目的に従って、本発明は、
テスト表面の電位をモニターするための高速非接触電圧
を提供する。この装置は基準表面と、基準表面に結合さ
れ電極表面と出力端子を有する電極で、この電極表面が
テスト表面に容量的に結合されているような電極と、予
め決められた周波数でテスト表面と電極表面の間の容量
結合を変調するための手段と、電極出力端子上に存在す
る電圧を増幅するための入力および出力を有する増幅手
段と、入力および出力を有する積分器で、この積分器入
力が増幅装置出力の出力へ結合されているような積分器
と、積分器出力へ結合された入力と積分器入力へ結合さ
れた出力とを有する位相検出器から成るフィードバック
回路と、予め決められた周波数を受は取るための変調装
置に結合された基準端子と、および、積分器出力に結合
された入力と基準表面へ接続された出力とを有する高電
圧増幅器とを具備している。
く記述されるような本発明の目的に従って、本発明は、
テスト表面の電位をモニターするための高速非接触電圧
を提供する。この装置は基準表面と、基準表面に結合さ
れ電極表面と出力端子を有する電極で、この電極表面が
テスト表面に容量的に結合されているような電極と、予
め決められた周波数でテスト表面と電極表面の間の容量
結合を変調するための手段と、電極出力端子上に存在す
る電圧を増幅するための入力および出力を有する増幅手
段と、入力および出力を有する積分器で、この積分器入
力が増幅装置出力の出力へ結合されているような積分器
と、積分器出力へ結合された入力と積分器入力へ結合さ
れた出力とを有する位相検出器から成るフィードバック
回路と、予め決められた周波数を受は取るための変調装
置に結合された基準端子と、および、積分器出力に結合
された入力と基準表面へ接続された出力とを有する高電
圧増幅器とを具備している。
添附図面を参照にして本発明の好ましい実施例を説明し
、本発明の詳細な説明する。
、本発明の詳細な説明する。
［実施例の説明］
以下に本発明の好ましい実施例を添附図面によって説明
し、図面において同一の符号は同一の素子を示す。
し、図面において同一の符号は同一の素子を示す。
第１図を参照すると、本発明の技術を取入れた、テスト
表面１２と普遍的基準１３の間の電位をモニターするた
めの非接触電圧測定装置１０が示されている。測定装Ｗ
１１０は局部的基準電位を確立するハウジング１４を含
む。感知電極１６の表面１５がテスト表面１２に容量結
合されるようなテスト表面１２の向こう側に隣接して位
置を定められている感知電極１６はハウジング１４中に
据付けられている。本発明は、予め決められた周波数で
テスト表面と電極表面の間の容量結合を変ＩＦするため
の手段を含む。テスト表面１２と感知電極１６の表面１
５の間の容量結合は１００パーセント以下まで、好まし
くは５０パーセント以下まで変調される。ここで実施さ
れたように、変調装置は、テスト表面１２と感知電極１
６の表面の間の容量結合を機械的に変調する音叉メカニ
ズム１８から成る。記述されたような音叉メカニズムは
米国特許３，９２１．０８７号（Ｖ ０３ｔｅｅｎ）で
明らかにされている。音叉メカニズム１８による感知電
極１６の振動の周波数は音叉メカニズム１８に接続され
ている発振器１９によって制御されている。発振器１９
の周波数は基準周波数として以後参照される。
表面１２と普遍的基準１３の間の電位をモニターするた
めの非接触電圧測定装置１０が示されている。測定装Ｗ
１１０は局部的基準電位を確立するハウジング１４を含
む。感知電極１６の表面１５がテスト表面１２に容量結
合されるようなテスト表面１２の向こう側に隣接して位
置を定められている感知電極１６はハウジング１４中に
据付けられている。本発明は、予め決められた周波数で
テスト表面と電極表面の間の容量結合を変ＩＦするため
の手段を含む。テスト表面１２と感知電極１６の表面１
５の間の容量結合は１００パーセント以下まで、好まし
くは５０パーセント以下まで変調される。ここで実施さ
れたように、変調装置は、テスト表面１２と感知電極１
６の表面の間の容量結合を機械的に変調する音叉メカニ
ズム１８から成る。記述されたような音叉メカニズムは
米国特許３，９２１．０８７号（Ｖ ０３ｔｅｅｎ）で
明らかにされている。音叉メカニズム１８による感知電
極１６の振動の周波数は音叉メカニズム１８に接続され
ている発振器１９によって制御されている。発振器１９
の周波数は基準周波数として以後参照される。
テスト表面１２と感知電極１６の間の容量結合の変調は
感知電極１６の表面１５上へ容量性電圧を誘起し、誘起
された電圧は直流＜ＤＣ）とＡＣ成分を含みテスト表面
１２に存在する電圧に比例している。
感知電極１６の表面１５上へ容量性電圧を誘起し、誘起
された電圧は直流＜ＤＣ）とＡＣ成分を含みテスト表面
１２に存在する電圧に比例している。
面１２と感知電極１６の表面１５の間の容量結合の変調
のためのその他の手段、例えば回転シャッターまたは振
動電極のような手段が設けられてもよい。
のためのその他の手段、例えば回転シャッターまたは振
動電極のような手段が設けられてもよい。
感知電極１６は電極出力端子１７上に存在する電圧を増
幅するための入力および出力を有する増幅手段へ結合さ
れる出力端子１７を有する。好ましくは、電極出力端子
１１は増幅手段の第１段を構成する前置増幅器の入力端
子へ結合される。前置増幅器２０の出力は、好ましくは
増幅手段の第２段を構成する高利得広帯域増幅器２２へ
接続される。感知電極１６の表面１５上に誘起された電
圧が典型的に小さな（ピコファラド程度の）キャパシタ
ンス変化によって誘起されるので、感知電極電圧を保つ
ことにおいて感知電圧１６上の容量負荷を最少にするこ
とは必要である。従って、前置増幅器２０は極めて高い
入力抵抗と低い入力キャパシタンスを有する広帯域演算
増幅器から成る。高利得演算増幅器２２はさらに、例え
ば２０の゛利得によって感知電極１６からの信号を増幅
する。増幅器２０と高利得演算増幅器２２の両方は高周
波数信号および低周波数信号に応じる広帯域増幅器であ
る。
幅するための入力および出力を有する増幅手段へ結合さ
れる出力端子１７を有する。好ましくは、電極出力端子
１１は増幅手段の第１段を構成する前置増幅器の入力端
子へ結合される。前置増幅器２０の出力は、好ましくは
増幅手段の第２段を構成する高利得広帯域増幅器２２へ
接続される。感知電極１６の表面１５上に誘起された電
圧が典型的に小さな（ピコファラド程度の）キャパシタ
ンス変化によって誘起されるので、感知電極電圧を保つ
ことにおいて感知電圧１６上の容量負荷を最少にするこ
とは必要である。従って、前置増幅器２０は極めて高い
入力抵抗と低い入力キャパシタンスを有する広帯域演算
増幅器から成る。高利得演算増幅器２２はさらに、例え
ば２０の゛利得によって感知電極１６からの信号を増幅
する。増幅器２０と高利得演算増幅器２２の両方は高周
波数信号および低周波数信号に応じる広帯域増幅器であ
る。
高利得演算増幅器２２の出力は積分器２４の一方の入力
２３へ結合され、その他方の入力２５は回路共通部２６
によりハウジング１４に接続される。積分器２４の出力
は基準表面に接続された出力を有する高電圧増幅器３０
へ結合される。高電圧増幅器３０の入力は積分器２４の
出力へ結合される。積分器２４の出力は位相検出８３２
の入力へ結合される。位相検出器３２の出力は積分器２
４の入力２３へ接続される。位相検出器３２は基準発振
器１９へ結合された基準端子３４を含み、積分器２４か
ら受取られた入力を１ｍｌするため発振器１９によって
基準端子３４へ供給された信号を利用する。積分器２４
から受取られた入力は比例する振幅とテスト表面１２と
同じ極性を有する信号を含む。感知電極１６上に誘起さ
れた電圧が発振器２４の周波数に従って音叉メカニズム
１８によって誘起されるので、積分器１９の出力は発振
器１９の周波数に等しい周波数の成分を有する信号であ
る。
２３へ結合され、その他方の入力２５は回路共通部２６
によりハウジング１４に接続される。積分器２４の出力
は基準表面に接続された出力を有する高電圧増幅器３０
へ結合される。高電圧増幅器３０の入力は積分器２４の
出力へ結合される。積分器２４の出力は位相検出８３２
の入力へ結合される。位相検出器３２の出力は積分器２
４の入力２３へ接続される。位相検出器３２は基準発振
器１９へ結合された基準端子３４を含み、積分器２４か
ら受取られた入力を１ｍｌするため発振器１９によって
基準端子３４へ供給された信号を利用する。積分器２４
から受取られた入力は比例する振幅とテスト表面１２と
同じ極性を有する信号を含む。感知電極１６上に誘起さ
れた電圧が発振器２４の周波数に従って音叉メカニズム
１８によって誘起されるので、積分器１９の出力は発振
器１９の周波数に等しい周波数の成分を有する信号であ
る。
位相検出器３２は、電圧誘起振動の影響を無くすため積
分器２４ヘフイードバツクされる９Ｃ出力を生じるため
、基準端子３４の発振器信号を積分器２４からの入力信
号と比較する。従って、位相検出器３２の出力はその上
の電圧に影響を及ぼすことなくテスト表面と接触するこ
とのできる理想的な不変電圧検出器によって測定される
ようなテスト表面１２の振幅と極性を示す信号である。
分器２４ヘフイードバツクされる９Ｃ出力を生じるため
、基準端子３４の発振器信号を積分器２４からの入力信
号と比較する。従って、位相検出器３２の出力はその上
の電圧に影響を及ぼすことなくテスト表面と接触するこ
とのできる理想的な不変電圧検出器によって測定される
ようなテスト表面１２の振幅と極性を示す信号である。
基準周波数が位相検出器３２によって積分器２４の出力
からＩ［ｆｉｌされ、（従来の技術におけるように）回
路共通部へ進まないので、電圧測定装ｗ１１０の長期安
定性は高められる。
からＩ［ｆｉｌされ、（従来の技術におけるように）回
路共通部へ進まないので、電圧測定装ｗ１１０の長期安
定性は高められる。
積分器２４の出力は、高電圧出力を生じるため高電圧演
算増幅器３０の入力へ結合される。高電圧増幅Ｂ３０へ
の入力は、例えば０乃至５ボルトの程度で良く、その出
力は例えばＯ乃至２００ボルト程度で良い。
算増幅器３０の入力へ結合される。高電圧増幅Ｂ３０へ
の入力は、例えば０乃至５ボルトの程度で良く、その出
力は例えばＯ乃至２００ボルト程度で良い。
電圧測定装置の出力はテスト表面１２の電位と共通する
回路を駆動するため用いられる。回路共通一部２６はテ
スト表面電位に接近し、感知電極１６上に誘起される電
圧はゼロへ接近し、電極出力端子１７上の電位は回路共
通部２６とテスト表面電位の間の電位の測定である。テ
スト表面電位は、それ故ハウジング１４の回路共通部２
６と真のグランドの間の電位の測定によって得られる。
回路を駆動するため用いられる。回路共通一部２６はテ
スト表面電位に接近し、感知電極１６上に誘起される電
圧はゼロへ接近し、電極出力端子１７上の電位は回路共
通部２６とテスト表面電位の間の電位の測定である。テ
スト表面電位は、それ故ハウジング１４の回路共通部２
６と真のグランドの間の電位の測定によって得られる。
従って装置１０は、高周波数応答性が発振器１９の周波
数によってではなく前置増幅器２０、増幅器２２、積分
器２４、および増幅器３０の帯域幅によってのみ限定さ
れるような非常に安定した正確な電圧測定装置を提供す
る。
数によってではなく前置増幅器２０、増幅器２２、積分
器２４、および増幅器３０の帯域幅によってのみ限定さ
れるような非常に安定した正確な電圧測定装置を提供す
る。
第２図は本発明の別の実施例を構成する電圧測定装置１
１３８を示す。装置１０に関して記述された構成要素に
加えて、この実施例は増幅手段出力で過渡信号の発生の
ときにフィードバック回路を無能にするための手段を含
む。ここで実施されたように、不能化手段はバンドパス
増幅器（フィルタ）４０、雑音検出回路５２と、サンプ
ル化および保持（以下ＳＨという）回路５４を含む。バ
ンドパス増幅器４０は積分器２４の出力に接続された入
力４２を有する。
１３８を示す。装置１０に関して記述された構成要素に
加えて、この実施例は増幅手段出力で過渡信号の発生の
ときにフィードバック回路を無能にするための手段を含
む。ここで実施されたように、不能化手段はバンドパス
増幅器（フィルタ）４０、雑音検出回路５２と、サンプ
ル化および保持（以下ＳＨという）回路５４を含む。バ
ンドパス増幅器４０は積分器２４の出力に接続された入
力４２を有する。
バンドパス増幅器４０は位相検出器３２の入力に接続さ
れた出力４４と雑音検出回路５０の出力４８へ接続され
た不能化端子４６を有する。雑音検出回路５０は増幅器
２２の出力に接続された入力５２を有する。
れた出力４４と雑音検出回路５０の出力４８へ接続され
た不能化端子４６を有する。雑音検出回路５０は増幅器
２２の出力に接続された入力５２を有する。
測定装置３８はまた位相検出器３２の出力へν接続され
た入力５６と積分器２４の入力２３へ接続された出力５
８を有するＳＨ回路５４を含む。ＳＨ回路５４はまた雑
音検出器５０の出力４８へ接続された可能化端子６０を
含む。バンドパス増幅器４０とＳＨ回路５４は積分器２
４の出力から積分器２４の入力へのフィードバック回路
の一部を構成する。
た入力５６と積分器２４の入力２３へ接続された出力５
８を有するＳＨ回路５４を含む。ＳＨ回路５４はまた雑
音検出器５０の出力４８へ接続された可能化端子６０を
含む。バンドパス増幅器４０とＳＨ回路５４は積分器２
４の出力から積分器２４の入力へのフィードバック回路
の一部を構成する。
バンドパス増幅器４０は発振器１９によって生成された
基準周波数の範囲ではない周波数をフィードバック回路
信号からフィルターして除去する。例えば１０００ヘル
ツの基準信号について８００−１２００ヘルツの基準周
波数の範囲の周波数を有する信号は、基準信号が基準周
波数から復調された信号、即ちテスト表面１２の振幅と
位相だけを反映する電圧を有し、基準信号上に重畳され
ない信号を生じるため入力信号と比較されるために位相
検出器３２を通過される。この方法で、基準信号は高電
圧出力３０への入力から除去され、それ故、基準周波数
信号が感知電極１６上に誘起された電圧を消さないよう
に回路共通電圧から除去され、この感知電極上の電圧は
基準周波数に従って誘起されている。
基準周波数の範囲ではない周波数をフィードバック回路
信号からフィルターして除去する。例えば１０００ヘル
ツの基準信号について８００−１２００ヘルツの基準周
波数の範囲の周波数を有する信号は、基準信号が基準周
波数から復調された信号、即ちテスト表面１２の振幅と
位相だけを反映する電圧を有し、基準信号上に重畳され
ない信号を生じるため入力信号と比較されるために位相
検出器３２を通過される。この方法で、基準信号は高電
圧出力３０への入力から除去され、それ故、基準周波数
信号が感知電極１６上に誘起された電圧を消さないよう
に回路共通電圧から除去され、この感知電極上の電圧は
基準周波数に従って誘起されている。
雑音検出回路５０は、位相検出器３２を含むフィードバ
ック回路によって積分器２４へ供給された信号を歪ませ
ることによって装置３８中で不正確さを生じる電位を有
する高振幅過渡信号の存在を検出する。過渡信号が発生
すると、信号はバンドパス増幅器４０を不能にする入力
４６とＳＨ回路５４を可能にする入力６０に供給される
。ＳＨ回路５４はそれから、ＳＨ回路５４が不能にされ
バンドパス増幅器４０の正常な動作がもとに戻されるよ
うな過渡状態の衰える時まで積分器２４の入力′２３へ
一定の信号を供給する。
ック回路によって積分器２４へ供給された信号を歪ませ
ることによって装置３８中で不正確さを生じる電位を有
する高振幅過渡信号の存在を検出する。過渡信号が発生
すると、信号はバンドパス増幅器４０を不能にする入力
４６とＳＨ回路５４を可能にする入力６０に供給される
。ＳＨ回路５４はそれから、ＳＨ回路５４が不能にされ
バンドパス増幅器４０の正常な動作がもとに戻されるよ
うな過渡状態の衰える時まで積分器２４の入力′２３へ
一定の信号を供給する。
第３図を参照すると、広帯域前置増幅器２０は演算増幅
器６０を含む。感知電極１６の出力端子１７は抵抗ｎ６
４を経て演算増幅器６０の入力６２へ結合される。
器６０を含む。感知電極１６の出力端子１７は抵抗ｎ６
４を経て演算増幅器６０の入力６２へ結合される。
演算増幅器６０の他方の入力６６は演算増幅器６０の出
力６８へ結合される。演算増幅器６０の人力６２はまた
前置増幅器安定装置７０の出力へ結合される。前置増幅
器安定装置７０はキャパシタ７８を介するへカフ４と出
カフ８との間のフィードバック回路を備えた積分器であ
る。入カフ４はまた抵抗器７５を経て演算増幅器６０の
出力６８へ接続される。演算増幅器１２の他方の入力８
０は回路共通部へ、即ち抵抗器８４とキャパシタ８６を
備えた抵抗−キャパシタ回路８２を経てハウジング１４
へ結合される。前置増幅器安定装置１０はまたキャパシ
タ８８を含む。
力６８へ結合される。演算増幅器６０の人力６２はまた
前置増幅器安定装置７０の出力へ結合される。前置増幅
器安定装置７０はキャパシタ７８を介するへカフ４と出
カフ８との間のフィードバック回路を備えた積分器であ
る。入カフ４はまた抵抗器７５を経て演算増幅器６０の
出力６８へ接続される。演算増幅器１２の他方の入力８
０は回路共通部へ、即ち抵抗器８４とキャパシタ８６を
備えた抵抗−キャパシタ回路８２を経てハウジング１４
へ結合される。前置増幅器安定装置１０はまたキャパシ
タ８８を含む。
前置増幅器入力装Ｍ７０の出カフ６は抵抗器７７を経て
前置増幅器入力６２へ接続される。従ってこの実施例は
前置増幅器２０の出力を安定させるための手段を含む。
前置増幅器入力６２へ接続される。従ってこの実施例は
前置増幅器２０の出力を安定させるための手段を含む。
ここで実施されるように、安定化手段は前置増幅器安定
装置ｔ７０から成る。゛好ましい実施例では、演算増幅
器６０と７２は各々市販されている（ Ｎ ａｔｉｏｎ
ａｌ Ｓ ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃ０ｒｌ）Ｏｒ
ａｔｉｏｎ）モデルＬ Ｆ ３５６とＬ Ｍ ３０８装
置から成る。
装置ｔ７０から成る。゛好ましい実施例では、演算増幅
器６０と７２は各々市販されている（ Ｎ ａｔｉｏｎ
ａｌ Ｓ ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃ０ｒｌ）Ｏｒ
ａｔｉｏｎ）モデルＬ Ｆ ３５６とＬ Ｍ ３０８装
置から成る。
第４図を参照すると、広帯域演算増幅器２２の構造がよ
り詳細に示°されている。増幅器２２は、例えば市販さ
れティる（ Ｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍ＋ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＣｏｒｐｏｒａｔｔｏｎ）タイプしＦ３５６装
置のような演貴増幅器９０を含む。演算増幅器９０の１
つの入力９２はキャパシタ９２と９４および抵抗器９６
を経て前置増幅器２０の出力６８へ結合され、システム
利得の調節のため回路共通部へ可変抵抗器９７を経て結
合される。
り詳細に示°されている。増幅器２２は、例えば市販さ
れティる（ Ｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍ＋ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＣｏｒｐｏｒａｔｔｏｎ）タイプしＦ３５６装
置のような演貴増幅器９０を含む。演算増幅器９０の１
つの入力９２はキャパシタ９２と９４および抵抗器９６
を経て前置増幅器２０の出力６８へ結合され、システム
利得の調節のため回路共通部へ可変抵抗器９７を経て結
合される。
演算増幅器９０の他方の入力９８は抵抗器１０２を経て
演算増幅器９０の出力１００へ接続される。演算増幅器
出力１００は可変抵抗器１０６を経て積分器２４０入力
２３へ接続される。演算増幅器人力９２は回路共通部へ
、即ち抵抗器１０４を経てハウジング１４へ結合される
。
演算増幅器９０の出力１００へ接続される。演算増幅器
出力１００は可変抵抗器１０６を経て積分器２４０入力
２３へ接続される。演算増幅器人力９２は回路共通部へ
、即ち抵抗器１０４を経てハウジング１４へ結合される
。
積分器２４は第５図により詳細に示されている。
積分器入力２５はハウジング１４へ接続され、キャパシ
タ１１２と抵抗器１１４から成る回路１１０を含む。
タ１１２と抵抗器１１４から成る回路１１０を含む。
積分器人力２３はまた電圧制限器１１８へ接続される。
電圧制限器１１８はシステム機能を不能にする積分器飽
和を阻止する“ソフトクランピング（ｓｏｔｔ−ｃｌａ
ｍｐｌｎｃｌ）”のため用いられる。また計器ゼロ制御
のためゼロ電圧基準１２８が積分器入力２３へ接続され
る。可変抵抗器１３０はゼロ電圧基準１２８と入力２３
の間に挿入される。
和を阻止する“ソフトクランピング（ｓｏｔｔ−ｃｌａ
ｍｐｌｎｃｌ）”のため用いられる。また計器ゼロ制御
のためゼロ電圧基準１２８が積分器入力２３へ接続され
る。可変抵抗器１３０はゼロ電圧基準１２８と入力２３
の間に挿入される。
例えば市販されている （Ｎ ａｔｉｏｎａｌＳ ｅｓ
ｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）タ
イプＬＦ３５３装置のような積分器２４の演算増幅器２
６はフィード＋ド輪亀 バック回路によって入力２３へ接続される出力１４０を
有する。フィードバック回路は出力１４０に抵抗器１４
２が接続され、入力２３にキャパシタ２８が接続された
キャパシタ２８と抵抗器１４２の直列回路を含む。電圧
制限器１１８もまた出力１４０へ接続される。
ｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）タ
イプＬＦ３５３装置のような積分器２４の演算増幅器２
６はフィード＋ド輪亀 バック回路によって入力２３へ接続される出力１４０を
有する。フィードバック回路は出力１４０に抵抗器１４
２が接続され、入力２３にキャパシタ２８が接続された
キャパシタ２８と抵抗器１４２の直列回路を含む。電圧
制限器１１８もまた出力１４０へ接続される。
積分器２４は高利得演算増幅器出力１００からの信号を
積分し、テスト表面１２の極性を保ち、テスト表面１２
に存在する電圧へ向かう高電圧増幅器３０の出力３６を
駆動する。
積分し、テスト表面１２の極性を保ち、テスト表面１２
に存在する電圧へ向かう高電圧増幅器３０の出力３６を
駆動する。
高電圧増幅器３０は、積分器出力１４０から例えば０乃
至５ポルトのような振幅を有する信号を受信し、そして
例えばＯ乃至２０００のような数千ボルトの出力を有す
る。高電圧増幅器３０はテスト表面１２の電圧に比例す
る入力信号をテスト表面１２゛に存在する電圧と同じ程
度の電圧へ増加させる。回路共通部２６は、ハウジンク
１４の形で高電圧増幅器３０の出力３６によりて現実の
テスト表面電圧へ駆動され、回路共通部２６とテスト表
面１２の闇の電圧をゼロへ接近させる。
至５ポルトのような振幅を有する信号を受信し、そして
例えばＯ乃至２０００のような数千ボルトの出力を有す
る。高電圧増幅器３０はテスト表面１２の電圧に比例す
る入力信号をテスト表面１２゛に存在する電圧と同じ程
度の電圧へ増加させる。回路共通部２６は、ハウジンク
１４の形で高電圧増幅器３０の出力３６によりて現実の
テスト表面電圧へ駆動され、回路共通部２６とテスト表
面１２の闇の電圧をゼロへ接近させる。
感知電極１６の振動の周波数を制御し位相検出器３２の
端子３４へｉ単周波数を供給する発振器１９は電−圧測
定装置に一般的に用いられるタイプであり、通常当業者
にとって既知である。
端子３４へｉ単周波数を供給する発振器１９は電−圧測
定装置に一般的に用いられるタイプであり、通常当業者
にとって既知である。
位相検出器３２は第６図に詳細に示されている。
位相検出器３２は測定装置１１０中の積分器出力１４０
および測定袋Ｍ３８中のバンドパス増幅器出力４４へ接
続される入力゛１５０を備えている。人力１５０はキャ
パシタ１５２と抵抗器１５４を経て、例えば市販されテ
ィる（、 Ｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｓ ｅｍ＋ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＣ０ｒＥＩＯｒａｔｉＯｎ）タイプＬ Ｍ ３
０８装置のような演算増幅器１５８の入力１５６へ接続
される。出力１６０は抵抗器１６４から成るフィードバ
ック回路１６２を経て入力１５６へ接続される。演算増
幅器１５８の入力１６６はハウジング１４へ接続され、
並列のキャバシタ１６８と抵抗器１７０から成る回路を
含む。出力１６０は抵抗器１７２を経て基準端子３４へ
接続される。
および測定袋Ｍ３８中のバンドパス増幅器出力４４へ接
続される入力゛１５０を備えている。人力１５０はキャ
パシタ１５２と抵抗器１５４を経て、例えば市販されテ
ィる（、 Ｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｓ ｅｍ＋ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＣ０ｒＥＩＯｒａｔｉＯｎ）タイプＬ Ｍ ３
０８装置のような演算増幅器１５８の入力１５６へ接続
される。出力１６０は抵抗器１６４から成るフィードバ
ック回路１６２を経て入力１５６へ接続される。演算増
幅器１５８の入力１６６はハウジング１４へ接続され、
並列のキャバシタ１６８と抵抗器１７０から成る回路を
含む。出力１６０は抵抗器１７２を経て基準端子３４へ
接続される。
基準端子３４はまた抵抗器１７４の一端へ接続される。
抵抗器１７４の他端に存在する信号は位相検出器３２の
出力１７６を構成する。発振器制御されたゲート１７５
は基準端子３４へ基準周波数を進めるため用いられる。
出力１７６を構成する。発振器制御されたゲート１７５
は基準端子３４へ基準周波数を進めるため用いられる。
出力１７６はキャパシタ１５２と抵抗器１５４の間のノ
ードヘフイー゛ドフォワード回路によって接続される。
ードヘフイー゛ドフォワード回路によって接続される。
出力１１６はまた測定装置１０中の積分器入力２３へ接
続され、測定装置３８中のＳＨ回路入力５６へ接続され
る。
続され、測定装置３８中のＳＨ回路入力５６へ接続され
る。
第７図を参照すると、高電圧増幅器３０は直列抵抗−キ
ャパシタ分圧器制御形態の多数のＴ−ＭＯ８電力電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む、、ＦＥＴのゲートと
直列の抵抗器２０２は、並列のキャパシター抵抗器回路
の両端間のＦ Ｅ Ｔ ２００の回転速度を制御する電
圧中の疑似（スプリアス）振動を阻止する。ツェナーダ
イオード２０４はダメージが起こるより下の電圧のため
のゲートを横切るＦＥＴソース電圧をクランプするため
用いられる。ラインＡＡと８８は、回路形態が所望され
た＾電圧出力レベルを達成するため漠然と繰返されると
いう事実を説明するものである。
ャパシタ分圧器制御形態の多数のＴ−ＭＯ８電力電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む、、ＦＥＴのゲートと
直列の抵抗器２０２は、並列のキャパシター抵抗器回路
の両端間のＦ Ｅ Ｔ ２００の回転速度を制御する電
圧中の疑似（スプリアス）振動を阻止する。ツェナーダ
イオード２０４はダメージが起こるより下の電圧のため
のゲートを横切るＦＥＴソース電圧をクランプするため
用いられる。ラインＡＡと８８は、回路形態が所望され
た＾電圧出力レベルを達成するため漠然と繰返されると
いう事実を説明するものである。
先に記述されたように、バンドパス増幅器４０は、高振
幅過渡信号が検出されなかったときに基準周波数の範囲
で作動するよう設計されている。雑音検出器ユニット１
０は、高利得演箆・増幅器２２の出力に接続される入力
５２を有する雑音検出器ユニット５０が高振幅過渡信号
を検出するときは必ずバンドパス増幅器４０を不能にす
る。バンドパス増幅器４０が不能にされるとき、ＳＨ回
路５４は可能化端子６０を経て雑音検出器ユニット５０
によって動作可能にされる。ＳＨ回路５４は、高振幅過
渡信号が検出されなかった時間の間に入力５６で位相検
出器３２から出力信号を受信する。ＳＨ回路５４は（例
えば３ ｉ １ ｉ（！０ｎｉＸ Ｑ ０ｒｐＯｒａ
ｔｉＯｎから市販されているＪ１７７ＦＥＴを備えたＮ
ａｔｔｏｎａｔ Ｓ ｅｌｌｌｌｏＯＴｌｌｊｕｃｔ
ｏｒＣｏｒｐｏｒａｔｔｏｎから市販されているタイプ
Ｌ Ｍ ３０８集積回路装置のような）高利得演算増幅
器２２の出力が高振幅過渡信号を含み、一定の信号を過
渡信号の存在においてさえ電圧測定の長期安定性を保つ
積分器２４の入力２３へ供給するときに使用するために
入力５Ｂにおける信号を保持する。
幅過渡信号が検出されなかったときに基準周波数の範囲
で作動するよう設計されている。雑音検出器ユニット１
０は、高利得演箆・増幅器２２の出力に接続される入力
５２を有する雑音検出器ユニット５０が高振幅過渡信号
を検出するときは必ずバンドパス増幅器４０を不能にす
る。バンドパス増幅器４０が不能にされるとき、ＳＨ回
路５４は可能化端子６０を経て雑音検出器ユニット５０
によって動作可能にされる。ＳＨ回路５４は、高振幅過
渡信号が検出されなかった時間の間に入力５６で位相検
出器３２から出力信号を受信する。ＳＨ回路５４は（例
えば３ ｉ １ ｉ（！０ｎｉＸ Ｑ ０ｒｐＯｒａ
ｔｉＯｎから市販されているＪ１７７ＦＥＴを備えたＮ
ａｔｔｏｎａｔ Ｓ ｅｌｌｌｌｏＯＴｌｌｊｕｃｔ
ｏｒＣｏｒｐｏｒａｔｔｏｎから市販されているタイプ
Ｌ Ｍ ３０８集積回路装置のような）高利得演算増幅
器２２の出力が高振幅過渡信号を含み、一定の信号を過
渡信号の存在においてさえ電圧測定の長期安定性を保つ
積分器２４の入力２３へ供給するときに使用するために
入力５Ｂにおける信号を保持する。
種々の修正が本発明の技術的範囲から外れることなく本
発明の電圧測定装置に対して成されるということは当業
者にとっては明らかである。従って、もしそれらが添付
された特許請求の範囲の技術的範囲およびそれらの等価
な範囲のものであれば、これらの修正および変化は本発
明の技術的範囲に含まれるものである。
発明の電圧測定装置に対して成されるということは当業
者にとっては明らかである。従って、もしそれらが添付
された特許請求の範囲の技術的範囲およびそれらの等価
な範囲のものであれば、これらの修正および変化は本発
明の技術的範囲に含まれるものである。
第１図は本発明の好ましい実施例のブロック図である。
第２図は本発明の別の実施例のブロック図である。
第３図は第１図および第２図に示された前置増幅器の電
気的概略図である。 第４図は第１図および第２図に示された高利得演算増幅
器の電気的概略図である。 第５図は第１図おより第２図に示された積分器の電気的
概略図である。 第６図は第１図および第２図に示された位相検出器の電
気的概略図である。 第７図は第１図および第２図に示された高電圧増幅器の
電気的概略図である。 １０・・・非接触電圧測定装置、１２・・・テスト表面
、１３・・・普遍的基準、１４・・・ハウジング、１５
・・・感知電極表面、１６・・・感知電極、１１・・・
電極出力端子、１８・・・音叉メカニズム、１９・・・
基準発振器、２０・・・前置増幅器、２２・・・高利得
広帯域増幅器、２３．２５．４２．５２．５Ｂ。 ６２、６６、７４．８０．９８．１５０ 、１５６ 、
１６６・・・入力、２４・・・積分器、２６・・・回路
共有結合、３０・・・高電圧増幅器、３２・・・位相検
出器、３４・・・基準端子、３８・・・電圧測定装置、
４０・・・バンドパス増幅器、４６・・・不能端子、４
８、５８．６８．７６、１００ 、１４０ 、１６０
、１７６・・・出力、５０・・・ノイズ検出回路、５４
・・・サンプル化および保持（ＳＨ）回路、６０．９０
．１５８・・・演算増幅器、６５゜７５、７７、８４．
９６．１０２ 、１０４ 、１１４ 、１４２ 、１５
４ 。 １６４ 、１７０ 、１７２ 、１７４ 、２０２・・
・抵抗器、７０・・・前置増幅器安定装置、７８．８６
．８８．９２．９４．１１２ 。 １５２・・・キャパシタ、８２・・・抵抗器−キャパシ
タ回路、９７．１０６ 、１３０・・・可変抵抗器、１
１０・・・回路、１１８・・・電圧限定器、１２８・・
・電圧基準、１６２・・・フィードバック回路、１７５
・・・ゲート、１０４・・・ツェナーダイオード。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第４図 Ｒ 第６ 図 手続補正書（方式） 昭和６３年１月２６日 １、事件の表示 特願昭６２−２５２６１７号 ２、発明の名称 非接触電圧測定装置 ３、補正をする者 本件との関係 特許出願人 名称 モンロー・エレクトロニクス・インコーホレー
テッド ４、代理人 住所 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ＵＢＥビ
ル昭和６２年１２月２２日 ６、補正の対象 適正な願書（代表者の氏名）、委任状およびその訳文、
図面 ７、補正の内容 別紙の通り
気的概略図である。 第４図は第１図および第２図に示された高利得演算増幅
器の電気的概略図である。 第５図は第１図おより第２図に示された積分器の電気的
概略図である。 第６図は第１図および第２図に示された位相検出器の電
気的概略図である。 第７図は第１図および第２図に示された高電圧増幅器の
電気的概略図である。 １０・・・非接触電圧測定装置、１２・・・テスト表面
、１３・・・普遍的基準、１４・・・ハウジング、１５
・・・感知電極表面、１６・・・感知電極、１１・・・
電極出力端子、１８・・・音叉メカニズム、１９・・・
基準発振器、２０・・・前置増幅器、２２・・・高利得
広帯域増幅器、２３．２５．４２．５２．５Ｂ。 ６２、６６、７４．８０．９８．１５０ 、１５６ 、
１６６・・・入力、２４・・・積分器、２６・・・回路
共有結合、３０・・・高電圧増幅器、３２・・・位相検
出器、３４・・・基準端子、３８・・・電圧測定装置、
４０・・・バンドパス増幅器、４６・・・不能端子、４
８、５８．６８．７６、１００ 、１４０ 、１６０
、１７６・・・出力、５０・・・ノイズ検出回路、５４
・・・サンプル化および保持（ＳＨ）回路、６０．９０
．１５８・・・演算増幅器、６５゜７５、７７、８４．
９６．１０２ 、１０４ 、１１４ 、１４２ 、１５
４ 。 １６４ 、１７０ 、１７２ 、１７４ 、２０２・・
・抵抗器、７０・・・前置増幅器安定装置、７８．８６
．８８．９２．９４．１１２ 。 １５２・・・キャパシタ、８２・・・抵抗器−キャパシ
タ回路、９７．１０６ 、１３０・・・可変抵抗器、１
１０・・・回路、１１８・・・電圧限定器、１２８・・
・電圧基準、１６２・・・フィードバック回路、１７５
・・・ゲート、１０４・・・ツェナーダイオード。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第４図 Ｒ 第６ 図 手続補正書（方式） 昭和６３年１月２６日 １、事件の表示 特願昭６２−２５２６１７号 ２、発明の名称 非接触電圧測定装置 ３、補正をする者 本件との関係 特許出願人 名称 モンロー・エレクトロニクス・インコーホレー
テッド ４、代理人 住所 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ＵＢＥビ
ル昭和６２年１２月２２日 ６、補正の対象 適正な願書（代表者の氏名）、委任状およびその訳文、
図面 ７、補正の内容 別紙の通り
Claims (8)
- （１）測定装置が、 局部的基準表面と、 前記基準表面に結合され、電極表面と出力端子を有して
おり、前記電極表面がテスト表面に容量結合されている
電極と、 予め決められた周波数で前記テスト表面と前記電極表面
の間の容量結合を変調する手段と、前記電極出力端子上
に存在する電圧を増幅するための入力および出力を有す
る増幅手段と、前記増幅手段出力に結合されている入力
と、出力とを有する積分器と、 前記積分器出力に結合された入力と前記積分器入力に結
合された出力とを有する位相検出器と、前記予め決めら
れた周波数を受取るための前記変調手段に結合された基
準端子を具備するフィードバック回路と、 前記積分器出力に結合された入力と、普遍的基準に結合
された出力を有する高電圧増幅器とを具備することを特
徴とする、テスト表面と普遍的基準の間の電位をモニタ
ーするための非接触電圧測定装置。 - （２）前記測定装置が、 前記電極出力端子に結合された入力と、出力とを有する
広帯域前置増幅器と、 前記前置増幅器出力に結合された入力と前記積分器に結
合された出力とを有する広帯域演算増幅器とを具備して
いる特許請求の範囲第１項記載の電圧測定装置。 - （３）前記前置増幅器が前記前置増幅器の前記出力を安
定させるための手段を含む特許請求の範囲第２項記載の
電圧測定装置。 - （４）容量結合を変調するための前記手段が、前記予め
決められた周波数で前記テスト表面と前記電極表面の間
に挿入された音叉の歯を振動させる手段を含む特許請求
の範囲第１項記載の電圧測定装置。 - （５）容量結合を変調するための前記手段が５０％以下
で容量結合を変調する手段を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の電圧測定装置。 - （６）前記フィードバック回路を選択的に不能化する手
段を含む特許請求の範囲第１項記載の電圧測定装置。 - （７）前記不能化手段が、前記増幅手段出力で過渡信号
の発生したとき前記フィードバック回路を不能化する手
段を含む特許請求の範囲第６項記載の電圧測定 装置。 - （８）前記不能化手段が、 前記積分器出力に接続された入力と、前記位相検出器入
力に結合された出力と、および不能化端子とを有するバ
ンドパス増幅器と、 前記位相検出器出力に接続された入力と、前記積分器入
力に接続された出力と、および可能化端子とを有するサ
ンプル化および保持回路と、前記増幅手段出力に接続さ
れた入力と、前記バンドパス増幅器不能化端子および前
記サンプル化および保持回路可能化端子に接続され前記
サンプル化および保持回路を動作可能にし、前記増幅器
手段出力で前記過渡信号が発生したとき前記バンドパス
増幅器を不能にする出力とを有する雑音検出回路とを含
む特許請求の範囲第７項記載の電圧測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US91714486A | 1986-10-09 | 1986-10-09 | |
| US917,144 | 1986-10-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171373A true JPS63171373A (ja) | 1988-07-15 |
Family
ID=25438397
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25261787A Pending JPS63171373A (ja) | 1986-10-09 | 1987-10-08 | 非接触電圧測定装置 |
| JP50687887A Pending JPH02503252A (ja) | 1986-10-09 | 1987-10-09 | 高電圧増幅器 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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