TW591235B - Electrical potential fixing apparatus and potential fixing method - Google Patents

Description

2 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 591235 B7 ι > ： . . _ 五、發明説明（！） (技術領域） 本發明是關於一種測定隨著所受物理量使靜電電容變 化的電容性感測器的電容値所用電容測定裝置，更具體而 言，是關於一種具備固定電容測定裝置的信號線電位，並 刪除電容性感測器的基準電容的電位固定/基準電容刪除 電路的電容測定裝置。 (背景技術） 習知，眾知測定隨著所受物理量（加速度，壓力，氣 體，光線，音波等使靜電電容變化的電容器微音器等的電 容性感測器的電容値的電容測定裝置。第1圖是表示習知 的電容測定裝置1 0 0。如第1圖所示，習知的電容測定 裝置1 0 0是具備：運算放大器〇P，交流電壓發生器 〇S C，及電容性感測器C s，反饋阻抗的電阻R i。交流 電壓發生裝置◦ s C是在測定電容時，發生被施加於電容 性感測器C s的動作信號V i n。電容性感測器c s與運算放 大器Ο P的反轉輸入端子是被信號線L連接。電阻R 1是被 連接在信號線L與運算放大器Ο P之間。又，電容性感測 器C s是被連接在運算放大器◦ P的反轉輸入端子與交流電 壓發生器〇S C之間。交流電壓發生器〇S C的一端是被 連接於基準電位。 作爲表示於第1圖的習知的電容測定裝置1 0 0的動 作，當供給來自交流電壓發生器〇s C的電壓V , n，則交 流電流流在電容性感測器c s。此時，運算放大器0 P的輸 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -4 - 乃 1235 A7 B7 五、發明説明（2 ) 入阻抗是理想爲無限大之故，因而流在電容性感測器C S的 電流是均流在電阻R :。 電容測定裝置的輸出V。u 1是以如下方法可導出° 將動作信號的振幅作爲v，將動作信號的角速度作爲 ω i n，將電容性感測器的基準電容作爲C d，將電容性感測 器C s的變化電容的振幅作爲C，將電容變化的角速度作爲 〇。時，則動作信號V i „及電容性感測器的電容c s ’是以

U -1( II by ^ I爹所 ί·提 。之 V . Π =： v s i η ω i n t CA=Cd + Cs i n〇Jct 表示。 流在電容性感測器的電流 1 (C8V；n)/dt 表不，輸出V GUt是以 是以 (2 衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T

V R r (4 ) 經濟部智.%財產局員工消費合作社印製 表示之故，因而由式（1)至（4)導出 V c u t = — R f {(Cd-fC· s i ηωεί)-ωίη· cosWlnt + C.o;c.cosa；ct.sinajint}V (5) 由該式（5 )可知，輸出是具有電容變化的角 速度ω s成爲係數的項。此乃在反饋阻抗爲電阻時，電容性 感測器的電容以頻率ω。變化時，則依存於其頻率的輸出 V。u t成爲被輸出（具有頻率依存性）。因此，在反饋阻抗 爲電阻時，在後段必須構成未具有頻率特性的處理電路，而 本纸裱尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） - 5-

591235 五、發明説明（3 ) 使電路規模變大的問題點。 如此提案一種不是以電阻而是藉由電容構成反饋阻抗 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的技術。第2圖是表示以電容C ί構成反饋阻抗的電容測定 裝置1 0 1。此時，由於被儲存電容性感測器C s的電荷與 被儲在反饋電容C s的電荷。因此成立 — (6) 而輸出V ^ u t是以 V 0 u t — (Cd + Cs i η ω c t ) / C f - V s i Π ω ； Λ (7) 2 βΊ -:7.--'· 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 表示。由該式也可知，在輸出電壓V。u t，未包含比例於 角速度ω。的項。此乃若以電容器構成反饋阻抗時’則被夾 在兩個電容器的信號線L的電荷被保持在一定所致。 如此地在電路輸出未出現比例於電容變化頻率的項’而 在後段不必重新地設置處理電路。結果，可防止電路規模 變大。 但是，在藉由電容c ί構成反饋阻抗時，則C f與連接 電容性感測器的信號線L是成爲電氣式地浮動狀態。所以 ，信號線L的電位變成不穩定，電路輸出在電源電壓產生 飽和等，而在電路動作上產生異常。 如第2圖所示，爲了防止此種電路異常’在信號線L 與接地之間連接電阻R g，就可固定信號線L的電位。 但是，藉由電阻R g固定電位之情形，在測定電容時’ 有電位差發生在電阻R ε的兩端，而電流流在電阻D g之情 形。在此時，信號線L的電荷量會增減，有使得電容測定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297.公釐） -6- 591235 修正補充 A7 B7 ΐί明示V年2_月_/日旧邊之 經濟部智慈財產局®工消费合作社印製 五、發明説明（4) 裝置1 0 1的感度降低的問題。 因此，期盼提案一種不變更信號線L的電荷量，能_ 定信號線L的電位的手段。 又，電容性感測器C s的基準電容C d比電容變化c栋 大時，有在輸出V。u t無法充分地反映電容變化的缺點問 題。 因此，在基準電容C d比電容變化C極大時，也可得SJ 充分感度的電路。 本發明是爲了解決上述課題所創作者，本發明的g @ 是提供一種具備不變化電容測定裝置的信號線的電荷ft _ 固定信號線的電位位準的電位固定手段，及刪除電容性胃 測器的基準（固定）電容及於電路輸出的影響的基準電@ 刪除手段的電容測定裝置。 (發明之槪要） 本發明的一局面的電位固定裝置，包含連接於第1電 容，及其接地連接於上述第1電容的第2電容的電容間的 連接線的電位固定裝置，其特徵爲具備：連接於上述連接 線的輸出端子，及藉由將電壓從上述輸出端子供給於上述 連接線，一面保持上述第1電容與上述第2電容的合計總 電荷量，一面將上述兩個電容間的連接線的電位維持在一 定的電位供給手段；上述電壓供給手段是包含：包含第1 高電阻，及直接地連接於上述第1高電阻的第第2高電阻 ，並將藉由上述第1高電阻與上述第2高電阻所分壓的電 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} •裝' 591235 A7 B7 五、發明説明（5 ) k fci出至上述輸出端子的電壓分壓手段，及並聯地連接於 至少上述第1高電阻或上述第2高電阻的任一方的第3電 容。在此，第1高電阻與第2高電阻是串聯地連接較理想 。又，本發明的高電阻是藉由二極體的逆偏壓特性，或使 用電晶體的斷開斷狀態也可實現。 本發明的另一局面的電位固定裝置，包含連接於第1 電容，及直接地連接於上述第1電容的第2電容的兩個電 谷間的連接線的電位固定裝置，其特徵爲具備：連接於上 述連接線的輸出端子，及將與施加於上述連接線的動作信 號的電位相等電位從上述輸出端子輸出至上述連接線的電 壓供給手段；上述電壓供給手段是包含：包含第1高電阻 ’及直接地連接於上述第1高電阻的第第2高電阻，並將 藉由上述第1高電阻與上述第2高電阻所分壓的電位輸出 至上述輸出端子的電壓分壓手段，及並聯地連接於至少上 述第1高電阻或上述第2高電阻的任一方的第3電容。藉 此，在上述連接線不會進出來自第1高電阻與第2高電阻的 電流之故，因而可保持連接線的電荷量。如此地，保持有 連接線的電荷重之故，因而例如在電容測定裝置中，即使 固定第1電容與第2電容的連接線的電位時，也不會降低 電容測定裝置的感度。結果可正確地電容測定。又藉適當 地選擇第1高電阻，第2高電阻的電阻値，可容易地調整 電壓供給手段的輸出電位。又，串聯地連接第1高電阻與 第2高電阻較理想。在此所謂高電阻是指與上述第1電容 及弟2電容的阻抗成分相比較，具有充分大的相對地局電 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 591235

五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 阻値的電阻。又，從另一方面觀看高電阻，乃從連接線觀 看的電位固定部的輸入阻抗，具有比對於包含從連接線觀 看的第1電容或第2電容的任一方的電容的電路的輸入阻 抗變大的性質者。 又，上述一局面或另一局面的電位固定裝置中，較理 想爲上述電壓供給手段是又包含放大器，及所定電壓施加 手段；在上述放大器連接有上述第1高電阻的其中一方端 ;連接有上述第1高電阻的另一方端與上述第2高電阻的 其中一方端；在上述第1高電阻的另一方端與上述第2高 電阻的其中一方端之間，連接有上述輸出端子；連接有上 述第2高電阻的另一方端與上述所定電壓施加手段。 經濟部智魅財產局員工消費合作社印製 依照如此地構成，藉由決定放大器的放大度，及第i 固定電阻，及第2固定電阻的電阻値，及所定電位施加手 段的電壓値，可將電壓供給手段的輸出端子的電位，可容 易地控制成與施加於第1電容與第2電容之間的連接線的 動作信號的電位相等的電位。又，藉由決放大器的放大率 ’及基準電容刪除用電容的電容値，可容易地控制來自流 在第1電容的電流中的基準電容刪除用電容的供給量。 上述一局面或另一局面的上述電位固定裝置，是又包 含第1運算放大器；上述第1電容是被測定電容；上述兩 個電容間的連接線是信號線；在上述信號線連接有上述第 1運算放大器的輸入端子。 又’上述一局面或另一局面的上述電位固定裝置，是 又包含第2運算放大器；上述第2運算放大器的輸出端子 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公楚） 591235 09 月曰 修正 充 A7 B7 煩請4丨：切示P年：一月4日所提之 >£ ·νά.Λ..^.·: :m,r、fr3、.I?v、v-?>cr:'卜!1卜之rlj 5 五、發明説明（） 7 ，是連接於上述第2電容。 本發明的一局面的電位固疋方法，包含固定第1電容 ’及直接地連接於上述第1電容的第2電容的兩個電容間 的連接線的電位所用的電位固定方法，其特徵爲包含：將 包含至少在一方具備放大器與第3電容的電壓分壓的至少 兩個局阻抗的電壓供給手段的輸出施加於上述兩個電容間的 連接線的步驟，及藉由調整上述放大器的放大度與上述第3 電容的電容値來決定連接線的固定電位的步驟。高阻抗與高 電阻是相同功能。 又，本發明的另一局面的電位固定方法，包含固定第 1電谷’及直接地連接於上述第1電容的第2電容的兩個 電容間的連接線的電位所用的電位固定方法，其特徵爲包 含：將包含放大器，及第1高電阻與第2高電阻，及並聯 地連接於至少上述第1高電阻或上述第2高電阻的任一方 第3電容的電壓供給手段的藉由上述第1高電阻與上述第 2高電阻所分壓的電壓輸出於上述兩個電容間的連接線的 步驟，藉由調整上述放大器的放大度與上述兩個高電阻値 及第3電容値，設定使得施加於上述兩個電容間的連接線 的動作信號的電位與上述電壓供給手段的輸出電位變成相 等的步驟。 本發明的一局面及另一局面的電位固定方法，是較理 想爲’在上述電壓供給手段的第1高電阻或第2高電阻的 任一方的端部，又具備所定電壓供給手段；藉由調上述所 定電壓施加手段的施加電壓，設定使得施加於上述兩個電 本紙張尺度適用中酬家標準（CNS ) A4規格（21GX297公麓) ~ -- -in - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智態財產局8工消費合作社印製 591235 -··1·. · p hr 1广 1 h 、-'·'·'·,'Τ^Γ、1ν!‘:7\''>::-'/·-Λ7。;^.·'*-VISA 二〆？ ；"--乂、·/ A7 B7 五、發明説明（8 ) 容間的連接線的動作信號的電位與上述電壓供給手段的輸 出的電位變成相等。 又，上述一局面及另一局面的電位固定方法，又將上 述第1電容及上述第2電容中的任一方使用作爲被測定電 容。 (實施發明所用的最佳形態） 第3圖是表示包含依本發明的第1實施形態的電位固 定裝置的電容測定裝置的電路圖。 首先，參照第3圖，說明包含第1實施形態的電位固 定裝置的電容測定裝置的構成。在該第1實施形態具備： 成爲用以得到增益的電流源的運算放大電路1 1 ，處在虛 短路狀態的運算放大器1 2 ，及交流電壓發生器1 3 ，及 被測定電容1 4 ，及反饋電容1 5。又，運算放大器1 2 是本發明的「第1運算放大器」的一例，而運算放大器 1 1是本發明的「第2運算放大器」的一例。又，被測定 電容1 4是本發明的「第1電容」或「第2電容」的一例 。該電容値C a是基準電容C d與變化電容C s i η ω ε t的 相加値，亦即以C a = C d + C s i η ω。t表示。基準電容 是指固有地具有第1 、第2電容的電容，爲施加外力之前 的固定電容値。反饋電容1 5是本發明的「第1電容」或 「第2電容」的一例。被測定電容1 4與反饋電容1 5是 藉由信號線1 7被連接。該信號線1 7是本發明的「連接 線」的一例。未連接於被測定電容1 4的信號線的端，是 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】OX 297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 -11 - 591235 A7 B7 五、發明説明（9 ) 浮動狀態也可以，惟連接於所定電位者可進行高精度的測 定。信號線1 7是被連接於運算放大器1 2的其中一方的 輸入端子。又，交流電壓發生器1 3 ，是連接於運算放大 器1 2的另一方的輸入端子。

J 在第1實施形態，使用具備電力供給電1的電位固定 裝置固定信號線1 7的電位。又，電壓供給電路1是本發 明的「電壓供給手段」的一例。電壓供給電路1是包含具 有放大度A的放大器2，及具有R a 1電阻値的第1高電阻 3 ，及具有Ra2電阻値的第2高電阻4及具有Ce電容値 的基準電容刪除用電容8。第1高電阻3的Ral及第2高 電阻4的R « 2，是與由一起被使用的頻率與檢測電容所求 出的大約特性阻抗値相比較，具有相對地充分高値的電阻 値就可以。又，在本發明以A倍等所表示的變數a是均表 示零（0 )以外的實數。 經濟部智M財產局員工消費合作社印製 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，在放大器2的輸入側，連接有與交流電壓發生器 1 3不同的交流電壓發生器（其他的電極）7。在放大器 2的輸出側，連接有第1高電阻3的其中一方端。在第1 闻電阻3的另一方贿與萊T 2局電阻4的其中一*方端之間， 連接有輸出端子5。該電壓供給電路1的輸出端子5是在 點P，連接於信號線1 7。在第2高電阻4的另一方端設 有端子6。在端子5施加有所定電位v s。該端子6是本發 明的「所定電壓施加手段」的一例。又，自輸出端子5是 輸出依第1高電阻3及第2高電阻4的電阻分割所分壓的 電壓V a。 本紙尜尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2I0X297公楚） -12 - 5912351Ε1Σ2 6 ;&本有無變更實質内容是否准予修； 經濟部智慈財產局g(工消費合作社印紫 A7 B7 五、發明説明（10) 又，放大器2是具有如第4圖所示的構成。亦即，放 大器2是包含運算放大器2 1 ，及具有R 1電阻値的電阻 2 2，及具有R 2電阻値的電阻2 3。在運算放大器2 1的 非反轉輸入端子，連接有交流電壓發生器7 (參照第3圖 )。又，在運算放大電路2 1的輸出端子與反轉輸入端子 之間，連接有電阻2 2。又，在運算放大電路2 1的反轉 輸入端子與G N D之間，連接有電阻2 3。如此地構成， 則可容易地得到放大度A = ( R ! + R 2 ) / R 2的放大器 2。 作爲依第1實施形態的電容測定裝置的電位固定方法 ’是使得流在信號線1 7的動作信號的電壓V 1 n，與電壓 供給電路1的輸出端子5的電壓V a相等地決定放大器2的 放大器A，第1高電阻3的電阻値R a】，第2高電阻4的 電阻値R a 2及端子6的電壓V s ;能供給流在被測定電容 1 4的電流的至少一部分地決定作爲第3電容的基準電容 刪除用電容8的電容値C。，放大器2的放大度A。 作爲表示於第3圖的第1實施形態的電容測定裝置的 電容測定動作，運算放大器1 2在虛短路之狀態之故，因 而來自交流電壓發生器1 3的電壓V ln (動作信號）有關 於信號線1 7。由此，在被測定電容1 4的兩端流動施加 有電壓的電流。如此，對應於被測定電容1 4的靜電電容 C s的輸出V。u t從信號輸出端子1 8輸出。藉由在該輸出 電壓V。u 1施以各種信號處理，可得到被測定電容1 4的 靜電電容C S。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） .(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -13_ 591235 A7 -—_ 五、發明説明（U) 如上所述，在第1實施形態，是在連接被測定電容 1 4與固定電容1 5的信號線1 7 ，連接施加爲了電位固 #與基準電容刪除的交流電壓的電壓供給電路1 ，將以第 '-Sr ] /IG-·—-1---}) 是否;11子修正 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1高電阻3與第2高電阻4分壓放大器2的輸出所決定的 胃« 11供給電路1的輸出端子5的電位，與施加於信號線 1 7的動作信號的電位v 1 „相等地藉由設定放大器2的放 大度A，Ral，Ra2，避免來自第1高電阻3與第2高電 P且4的電流進出於信號線1 7 ，而防止信號線1 7的電荷 胃有所變化。又，在電壓供給電路1 ,藉由包含具有高阻 ?充値的第1高電阻3及第2高電阻4，可有效地防止流在 信號線1 7的電流一部分流在電壓供給電路1側。由此， 也可防止信號線1 7的電荷量有所變化。還有將流在被測 定電容1 4的電流的至少一部分，經由基準電容刪除用電 谷8 ’錯由從放大益2供給’並從運算放大器1 1經由反 饋電容1 5 ，減低供給於被測定電容的基準電容的電流， 俾在輸出V。u t充分反映被測定電容中的電容變化分量。 又’從放大器2經由基準電容刪除用電容，藉將電流供給 於被測定電容，能減低流在反饋電容1 5的電流，換言之 ，減低流動反饋電容1 5的電流的反饋分量之故，因而可 提高在C ]決定的電容測定裝置的增益。 結果，在第1實施形態的電容測定裝置，是在固定連 接被測定電容1 4與固定電容1 5的信號線1 7的電位時 ，也不會降低電容測定裝置電容測定裝置的感度之故因而 可正確地進行電容測定。 Y紙張尺度適用中國國家標準i CNS ) A4規格（2]0X 297公^ ' -- " -14 ^ 591235 A7 B7 五、發明説明（u) 以下使用式說明第1實施形態。 首先，電壓供給電路的輸出v a是以(a v 0 - v J / ( R …+ R “）

表示 R a 2 之故 V 在此，爲了簡化，作成A二2 ’ v 此時，設成v a = ，η ( a與V 因而作成 (8) 二 〇，R a 1 二 u爲相同電位） (9 ) 也可以。因此，流動基準電容刪除用電容C ^的電流 是以 表示 交流 線1 td (Cc (AV。一 V;rJ)/dt = d (CtV;n)/dt > 〇 ) Ο 之後，運算放大器1 2在虛短路之狀態之故’因而從 電壓發生器1 3有電壓V , η (動作信號）施加於信號 7。由此，電流流在被測定電容1 4。該電流I 3是以 (CeV;J / dt (CdWific〇s〇Jint+C〇)cc〇sujet，s i ω (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) .装· ,ιτ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C ω ω

V 表示 式中，c d是被測定電容1 4的基準電容値，c是被 測定電容丨4的變化電容的振幅，q。是電容變化的角頻率 V是動作信號的振幅， 又， 】η是動作 流動反饋電容C f的電流J f d icf (Vout-Vin)) / dt 信號的角頻率 是以 2 ) 中國國家標準（CNS )六4規格（2IOX 297公釐 ^ 15 591235 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13) 表示。在此，運算放大器1 2的輸入阻抗是充分地較高， 又，設定成爲V a = V , η，或R a 1及R a 2是作成充分地較 高的電阻値之故，因而在R a !及R a 2不會流動電流之故， 因而Ic，Is，If是如下關係。 , (13) 1 r = 1 1 c d ( C f (v 0 υ v ., n)) κ d t (C,V；J/dt-d (Ccvin)/dt U4) 因此，信號輸出端子1 8的輸出V。u t是成爲 …=i”（C* 一 Cc) / c，} vin =(l^(Cd-fCs i nO)ct— Ct)/C,} Vs i nwint (1 5 ) 在該條件下（A = 2，V s = 0，R a ! = R a 2 )，將 C c 作成與C d相等，可排除被測定電容1 4對於基準電容的電 路輸出的影響。換言之，在電路輸出僅輸出對應於被測定 電容1 4中對應於變化電容的信號。亦即，在此時，電路 輸出是以 ▽,··,、== (1+Csin〇)ct/C,) Vsin〇jir>t (16) 表示之故，因而基準電容是不會影響到電路輸出，因此成 爲以高感度正確地可測定電容變化C。 以上著重於電流加以說明，以下著重於電壓加以說明 〇 運算放大器1 2的輸入阻抗是充分較高，又設定成爲 V a = V 1 ”，又R U及R a 2是作成充分較高電阻値，而在 R a 1及R a 2未流動電流之故，因而信號線的電荷量是一定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2j〇X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

*1T -16- 591235

lvi示 S-心變更:J>-il 丄 iJt 經濟部智慧財產局Μ工涓費合作社印製 五、發明説明（14) 。因此 CcV；n^C, (Voul~VIn) = cev；n [1+ (Cs-Cc) / C,) 二[1+ (Cd + Cs i nCJct—Cc) / cj Vs i na);"t (18) 此與上述V。u t之式相同。因此，在表示於第3圖的實施 形態中，在上述條件，可正確地進行電容測定。 第5圖是表示具備包含依本發明的第2實施形態的電 壓供給電路的電位固定/基準電容刪除手段的電容測定裝 置的電路圖。在該第2實施形態的電壓供給電路1中，於 上述第1實施形態的構成的放大器2的輸入側，代替交流 電壓發生器7 ，有施加動作信號V , η所用的交流電壓發生 器1 3連接於信號線1 7。又，第2實施形態的其他構成 ，是與第1實施形態同樣。 在第2實施形態中，如上述地，於放大器2的輸入側 ，藉由將施加動作信號V , η所用的交流電壓發生器1 3連 接於信號線1 ，可省略第1實施形態的交流電壓發生器7 之故，因而與第1實施形態相比較可簡化電路構成。 又，在第2實施形態中，與上述第1實施形態同樣’ 藉由調整放大器2的放大度A，第1高電阻3的電阻値 R a 1，第2高電阻4的電阻値R a 2及端子6的電壓V 5， 可將電壓供給電路1的輸出端子6的電壓V a設定成與信號 線1 7的動作信號的電壓V i η相等’又藉由調整放大器2 的放大度Α及基準電容刪除用電容的電容値C ^，可設定被 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -17 - 591235 产浐修正 A7 B7 >__ 補充 五、發明説明（15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 測定電容的刪除量。具體而言’如第4圖所示’藉由將放 大器2的電阻2 2，2 3的電阻値作成R 1二R 2 ’俾將放 大器2的放大度A作成A二2，而藉由作成V a = 〇 V， 2 經濟部智慈財產局員工涓費合作社印製 R aR a 2，可將電壓供給電路1的輸出端子5的電壓 V a容易地作成與信號線1 7的動作信號的電壓V，n相同 電位。又，將被測定電容1 4的基準電容作成C。二C a ’ 並將放大器2的放大度如上述地作成A = 2 ’被測定電容 中流在基準電容的電流，是均由基準電容刪除電容所供給 ，在反饋電容1 5，僅流動流在變化電容成分的電流之故 ，因而基準電容値是不會影響到輸出V。u t。 又，這次所揭示的實施形態’是所有處加以例示而並 不加以限制者。本發明的範圍並不是上述的實施形態的說 明而藉由申請專利範圍所表示，又也包含申請專利範圍與 均等意思及範圍內的所有變更。 例如，在上述實施形態，作爲如申請專利範園1的高 阻抗使用第1高電阻3及第2高電阻4，惟本發明是並不 被限定於此，而作爲高阻抗，利用例如二極體的逆偏壓特 性也可以，也可使用電晶體的斷開狀態等。亦即，作爲高 阻抗與高電阻是作爲電阻成分所作用的功能相同。 在第3圖及第5圖是以兩種運算放大器所構成。惟如 第6圖所示作成一個也可以。又，以運算放大器構成1 2 ，·惟以阻抗變換器構成也可以。 又’在上述實施形態中，說明具有表示於第3圖及第 5圖的電路構成的電容測定裝置，惟本發明是並不被限定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） -18- 591235 A7 B7 五、發明説明（16) 於此，也可同樣地適用在具有其他電路構成的電容測定裝 置。 又，在上述實施形態中，說明固定連接電容測定裝置 的被測定電容1 4與固定電容1 5的信號線1 7的電位的 1青形，惟本發明是並不被限定於此，也可廣泛地適用於固 定包含第1電容與第2電容直接地連接的電路構成的電容 測定裝置以外的裝置的電位的情形。 如上所述地，依照本發明，固定第1電容與第2電容 之間的連接線的電位時，可防止第1電容與第2電容之間 的連接線的電荷量有所變化。又可將流在被測定電容的電 流的至少一部分，經由基準電容刪除用電容進行供給之故 ，因而可充分地瀰補發生在輸出V。U 1的電容變化。結果 ，例如在電容測定裝置，即使固定第1電容與第2電容之 間的連接線的電位時，電容測定裝置的感度也不會降低之 故，因而在高感度可正確地進行電容測定。 (產業上的利用可能性） 本發明的電位固定裝置，是隨著所受到的物理量作爲 測定靜電電容變化電容性感測器的電容値所用的電容測定 裝置或電容檢測裝置，特別是，可利用作爲具備刪除電容 性感測器的基準電容的電位固定/基準電容刪除電路的電 容測定裝置或具備於手機等的小型，輕量的機器的微音器 裝置用的電位固定裝置。 本紙依尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - 19- 591235

發明初（Μ (圖式之簡單說明） 第1圖是表示習知的電容測定裝置的電路圖。 第2圖是表示作爲比較例的電位固定方法的電路圖。 第3圖是表示包含依本發明的第1實施形態的電位固 定裝置的電容測定裝置的電路圖。 第4圖是表示包含依表示於第3圖的第1實施形態的 電位固定裝置的放大器的內部構成的一例的電路圖。 第5圖是表示包含依本發明的第2實施形態的電位固 定裝置的電容測定裝置的電路圖。 第6圖是表示包含依本發明的其他實施形態的電位固 定裝置的電容測定裝置的電路圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ΗΠ7所提之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件對照 1 電位供給電路 2 放大器 3 第1高電阻 4 第2局電阻 5 輸出端子 6 端子 7，1 3 交流電壓發生器 8 基準電容刪除用電容 11 運算放大電路 1 2 運算放大器 14 被測定電容 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】ΟΧ 297公釐） -20- 591235

五、發明説明（18) 2

2 zrhv ί , A 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 反饋電容 7 信號線 8 信號輸出端子 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CN’S ) A4規格（210X 297公釐） -21 -

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 填請委_明示2月4日所提之 591235 :，.1 A8 Ά ν,Μ Β8 d:八-夂 C8 .............—......—一. D8 六、申請專利範圍1 一 "~ 1 . 一種電位固定裝置，包含連接於第1電容，及直 接地連接於上述第1電容的第2電容的兩個電容間的連接 線的電位固定裝置，其特徵爲具備： 連接於上述連接線的輸出端子，及 藉由將電壓從上述輸出端子供給於上述連接線，一面 保持上述第1電容與上述第2電容的合計總電荷量，一面 將上述兩個電容間的連接線的電位維持在一定的電位供給 手段； 上述電壓供給手段是包含： 包含桌1局電阻’及直接地連接於上述第1高電阻的 第2高電阻，並將藉由上述第1高電阻與上述第2高電阻 所分壓的電位輸出至上述輸出端子的電壓分壓手段，及 並聯地連接於至少上述第1高電阻或上述第2高電阻 的任一方的第3電容。 2 · —種電位固定裝置，包含連接於第1電容，及直 接地連接於上述第1電容的第2電容的兩個電容間的連接 線的電位固定裝置，其特徵爲具備： 連接於上述連接線的輸出端子，及 將與施加於上述連接線的動作信號的電位相等電位從 上述輸出端子輸出至上述連接線的電壓供給手段； 上述電壓供給手段是包含： 包含弟1局電阻’及直接地連接於上述第1高電阻的 第2高電阻，並將藉由上述第1高電阻與上述第2高電阻 所分壓的電位輸出至上述輸出端子的電壓分壓手段，及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21 ΟΧ 297公釐） -22- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1T 591235

   六、申請專利範圍 並聯地連接於至少上述第1高電阻或上述第2高電阻 的任一方的第3電容。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項所述的電位固定 裝置，其中，上述電壓供給手段是又包含放大器，及所定 電壓施加手段；在上述放大器連接有上述第1高電阻的其 中一方端；連接有上述第1高電阻的另一方端與上述第2 高電阻的其中一方端；在上述第1高電阻的另一方端與上 述第2高電阻的其中一方端之間，連接有上述輸出端子； 連接有上述第2高電阻的另一方端與上述所定電壓施加手 段。 中(^u:^a/;/riA之 ,κ内容是?;;准予修正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 ·如申請專利範圍第1項或第2項所述的電位固定 裝置，其中，上述電位固定裝置，是又包含第1運算放大 器；上述第1電容是被測定電容；上述兩個電容間的連接 線是信號線；在上述信號線連接有上述第1運算放大器的 輸入端子。 5 .如申請專利範圍第4項所述的電位固定裝置，其 中，上述電位固定裝置，是又包含第2運算放大器；上述 第2運算放大器的輸出端子，是連接於上述第2電容。 6 · —種電位固定方法，包含固定第1電容，及直接 地連接於上述第1電容的第2電容的兩個電容間的連接線 的電位所用的電位固定方法，其特徵爲包含·· 將包含至少在一方具備放大器與第第3電容的電壓分 壓的至少兩個高阻抗的電壓供給手段的輸出施加於上述兩 個電容間的連接線的步驟，及 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（210X297公嫠） .23 - _、申請專利範圍 C8 D8 3 藉由調整上述放大器的放大度與上述第3電容的電容 値來決定連接線的固定電位的步驟。 請 先 閲 讀 背 面 ί 事 項 再 填 寫 本 頁 7 · —種電位固定方法，包含固定第1電容，及直接 地連接於上述第1電容的第2電容的兩個電容間的連接線 的電位所用的電位固定方法，其特徵爲包含： 將包含放大器，及第1高電阻與第2高電阻，及包含 並聯地連接於至少上述第1高電阻或上述第2高電阻的任 一方第3電容的電壓供給手段的藉由上述第1高電阻與上 述第2高電阻所分壓的電壓輸出於上述兩個電容間的連接 線的步驟，及 藉由調整上述放大器的放大度與上述兩個高電阻値及 第3電容値，設定使得施加於上述兩個電容間的連接線的 動作信號的電位與上述電壓供給手段的輸出電位變成相等 的步驟。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 ·如申請專利範圍第6項或第7項所述的電位固定 方法，其中，在上述電壓供給手段的第1高電阻或第2高 電阻的任一方的端部，又具備所定電壓供給手段；藉由調 整上述所定電壓施加手段的施加電壓，設定使得施加於上 述兩個電容間的連接線的動作信號的電位與上述電壓供給 手段的輸出的電位變成相等。 9 .如申請專利範圍第6項或第7項所述的電位固定 方法，其中，將上述第1電容及上述第2電容中的任一方 使用作爲被測定電容。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2ΙΟX 297公釐）