WO2020089965A1 - センサ電線およびセンサ回路 - Google Patents

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WO2020089965A1
WO2020089965A1 PCT/JP2018/040098 JP2018040098W WO2020089965A1 WO 2020089965 A1 WO2020089965 A1 WO 2020089965A1 JP 2018040098 W JP2018040098 W JP 2018040098W WO 2020089965 A1 WO2020089965 A1 WO 2020089965A1
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inner conductor
sensor
electric wire
insulating coating
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PCT/JP2018/040098
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大村　昌良
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ロボセンサー技研株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302—Sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/60—Piezoelectric or electrostrictive devices having a coaxial cable structure

Definitions

  • the present invention relates to a sensor wire using a piezoelectric material and a sensor circuit using the same.
  • a sensor electric wire using a piezoelectric material is known (for example, see Patent Document 1).
  • a voltage is induced between the inner conductor and the outer conductor. This characteristic can be utilized for a tactile sensor, a vibration sensor, and the like.
  • an object of the present invention is to provide a sensor wire that is not easily affected by external noise and a sensor circuit using the sensor wire.
  • the sensor electric wire which is one embodiment of the present invention which solves the above object, A first inner conductor covered with a piezoelectric material, A second inner conductor provided outside the piezoelectric material, An outer shield conductor surrounding the first inner conductor and the second inner conductor, An insulator is arranged between the first inner conductor, the second inner conductor, and the outer shield conductor, It is characterized by
  • This sensor wire prevents noise from entering the inside of the outer shield conductor, and by using the potential difference between the first inner conductor and the second inner conductor, external noise when detecting an induced voltage due to an external force is used. The effect of can be suppressed.
  • the second inner conductor may cover the outer circumference of the piezoelectric material.
  • the covering here is not limited to completely covering the outer peripheral surface of the piezoelectric material, and a gap may be present within the range.
  • the second inner conductor constitutes a core different from the first inner conductor, The first inner conductor and the second inner conductor may be twisted together.
  • this sensor wire it is possible to suppress the fluctuation of the potentials of the first inner conductor and the second inner conductor caused by the external noise, and to suppress the influence of the external noise when detecting the induced voltage due to the external force.
  • a plurality of the first inner conductors, One of the first inner conductors may be different from the other one in the piezoelectric material, or the piezoelectric material may have a different thickness.
  • the induced voltage due to external force can be increased and the dynamic range can be increased.
  • the sensor electric wire is provided with a sheath that covers the outer periphery, At one end of the sensor wire, the outside of the ends of the first inner conductor and the second inner conductor is surrounded by the outer shield conductor or a conductor having the same potential as the outer shield conductor. Has become Further, the one end may be covered with a cover member up to the end of the sheath.
  • a sensor circuit which solves the above object,
  • the sensor wire described above A first differential amplifier in which the first inner conductor and the second inner conductor are respectively connected to different input ends, and which amplifies and outputs a potential difference between these input ends,
  • the outer shield conductor is connected to the ground, It is characterized by
  • the external shield conductor prevents noise from entering the inside, and the differential amplifier amplifies the potential difference between the first internal conductor and the second internal conductor and outputs the amplified potential difference. It can be used as a sensor that outputs a voltage according to an external force while suppressing
  • a switching circuit may be provided that disconnects the external shield conductor and the ground and switches one of the input terminals of the first differential amplifier to the state of being connected to the external shield conductor.
  • this sensor circuit it may be possible to effectively utilize the sensor circuit in a state where no external force is applied to the sensor electric wire.
  • One of the first inner conductor and the second inner conductor and the outer shield conductor are connected to different input ends, respectively, and a second differential amplifier that amplifies and outputs the potential difference between these input ends. , May be provided.
  • the degree of the influence of the external noise can be determined by the output of the second differential amplifier, and it can be determined whether the signal from the first differential amplifier corresponds to the external force. ..
  • the present invention it is possible to provide a sensor wire that is not easily affected by external noise and a sensor circuit using the sensor wire.
  • (A) is a sectional view showing the structure of the sensor electric wire 10 of the first embodiment of the present invention
  • (B) is a sectional view showing the structure of the first inner conductor 101 of the sensor electric wire 10.
  • It is sectional drawing which shows the structure of the sensor electric wire 11 which provided two 1st internal conductors 101 covered by the 1st insulating coating 104.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure of a sensor electric wire 12 provided with two combinations of a first insulating coating 104 that covers the first inner conductor 101 and a second inner conductor 102 that further covers the outside thereof. It is a figure which shows an example of the sensor circuit using the sensor electric wire 12 shown in FIG.
  • (A) is a sectional view showing a structure of a sensor wire 13 according to a second embodiment of the present invention
  • (B) is a first inner conductor 201 and a second inner conductor 201 covered with a first insulating coating 204. It is a figure which shows the state which twisted the internal conductor 202 together. It is a figure which shows the sensor circuit 24 which used the sensor electric wire 13 shown in FIG. It is a figure which shows an example which provided the insulating member and the conductor member with respect to the edge part of the edge part of the sensor electric wire 13 which is not connected to the circuit. It is sectional drawing which shows the modification of 2nd embodiment. It is a figure which shows the sensor circuit 25 using the sensor electric wire 14 shown in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a sensor circuit using the sensor electric wire 15 shown in FIG. 15. It is sectional drawing which shows the modification of 2nd embodiment. It is a figure which shows an example of the sensor circuit using the sensor electric wire 16 shown in FIG. It is a figure which shows an example of the sensor circuit using the sensor electric wire 16 shown in FIG. It is sectional drawing which shows the modification of 2nd embodiment. It is a figure which shows the sensor circuit 29 which used the sensor electric wire 17 shown in FIG. It is a figure which shows the sensor circuit 30 which added switch 301 to a part of sensor circuit 20 shown in FIG. It is a figure which shows the sensor circuit 31 which added switch 301 to a part of sensor circuit 24 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a sensor circuit 32 in which a differential amplifier 151 that amplifies and outputs a potential difference between the outer shield conductor 103 and the second inner conductor 102 is added to the sensor circuit 20 shown in FIG. 3.
  • FIG. 12 is a diagram showing a sensor circuit 33 in which a differential amplifier 251 for amplifying and outputting a potential difference between the outer shield conductor 203 and the second inner conductor 202 is added to the sensor circuit 24 shown in FIG. 11.
  • the sensor electric wire of the present invention is a sensor in the shape of an electric wire.
  • an embodiment of this sensor wire will be described.
  • FIG. 1A is a sectional view showing the structure of the sensor electric wire 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the sensor electric wire 10 has a first inner conductor 101 provided at the center, a second inner conductor 102 provided on the outer side thereof, and an outer shield conductor 103 provided on the outer side thereof.
  • a first insulating coating 104 is provided between the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102. That is, the first inner conductor 101 is covered with the first insulating coating 104, which is insulated from the second inner conductor 102 and the outer shield conductor 103.
  • a second insulating coating 105 is provided between the second inner conductor 102 and the outer shield conductor 103. That is, the second inner conductor 102 is covered with the second insulating coating 105, which is insulated from the outer shield conductor 103.
  • a sheath 130 is provided outside the outer shield conductor 103.
  • the first inner conductor 101 is shown by hatching with orthogonal diagonal lines
  • the second inner conductor 102 and the outer shield conductor 103 are shown by hatching with horizontal lines.
  • the first insulating coating 104 is shown by hatching with a line descending to the right
  • the second insulating coating 105 is shown with hatching by a line descending to the left.
  • the first inner conductor 101 is formed by twisting seven conductor wires 1000 as shown in FIG. 1 (B). Although illustration is omitted, the conductor wire 1000 shown in FIG. 1B is also configured by twisting seven thinner conductor wires (thickness 10 ⁇ m in this embodiment). That is, the first inner conductor 101 is configured by twisting 49 conductor wires in two stages.
  • the configuration of the first internal conductor 101 is not limited to the configuration of the present embodiment, and the number of twisted stages may be different, the number of twisted conductor wires may be different, and the twisted conductors may be different.
  • the line thickness may be different.
  • the conductor wires twisted in different directions may be combined, or the twisting direction may be changed depending on the twisting step.
  • the first inner conductor 101 may be composed of one conductor wire.
  • the conductor wires are made of copper in the present embodiment, the material is not particularly limited, and may be, for example, stainless steel, tungsten, titanium, magnesium, or an alloy thereof, and a plurality of different materials may be used. You may combine the conductor wire of a kind.
  • the second inner conductor 102 and the outer shield conductor 103 are both composed of a combination of an aluminum film and a copper mesh, but these conductors are not limited to this structure. Therefore, for example, it may be a metal film, a metal mesh, a metal wire spirally wound, or a combination thereof. Further, the configurations and materials of the second inner conductor 102 and the outer shield conductor 103 need not be the same and may be different. Further, for example, the outer shield conductor 103 may have a plurality of layers such as a two-layer structure of a metal mesh layer and a metal foil-attached PET film layer.
  • the first insulating coating 104 is formed by using a PVDF (polyvinylidene fluoride) film which is a piezoelectric material, and is spirally wound around the first inner conductor 101 as shown in FIG. is there.
  • the first insulating coating 104 has piezoelectricity due to the polarization treatment.
  • FIG. 2 shows an example in which the first insulating coating 104 is composed of two piezoelectric films
  • the number of piezoelectric films used is not limited to this. The number may be one or plural.
  • the piezoelectric film is wound around the first inner conductor 101, it is preferable that no gap be formed so that the first inner conductor 101 is less likely to be affected by noise. Therefore, in the first insulating coating 104 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, two strip-shaped piezoelectric films are wound in the same direction while being shifted by 180 degrees, so that the first inner conductor 101 is centered.
  • the tension applied to the piezoelectric film is made uniform to prevent a gap from being generated due to the bias of the film. Further, as shown in FIG.
  • the piezoelectric film is wound in the same direction as the twist direction of the first inner conductor 101. Or it may be wound in the opposite direction. Depending on this direction, it may be possible to change the flexibility of the sensor wire 10.
  • the first insulating coating 104 is made of a material having a piezoelectric property, such as trifluoroethylene (TrEF) or a mixed crystal material of PVDF and TrEF.
  • a polymer material having a dipole moment such as polylactic acid, polyuric acid, or polyamino acid may be used.
  • the first insulating coating 104 is not limited to the configuration using a film of a piezoelectric material such as a PVDF film, and may be a configuration in which a piezoelectric material is applied. Such a method may be dip coating, spray coating, impregnation coating, brush coating, or coater coating. It may be applied by an applying device.
  • the second insulating coating 105 is a coating of an insulating resin (for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.), and unlike the first insulating coating 104, does not have piezoelectricity.
  • an insulating resin for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.
  • FIG. 3 is a diagram showing a sensor circuit 20 using the sensor electric wire 10 shown in FIG.
  • the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 are connected to the differential amplifier 150, and the outer shield conductor 103 is connected to the ground.
  • the differential amplifier 150 amplifies and outputs the potential difference between the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102.
  • the first insulating coating 104 having piezoelectricity is deformed, and the piezoelectric effect causes the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 to be deformed.
  • the potential difference fluctuates.
  • This potential difference is amplified by the differential amplifier 150 and output. That is, the sensor circuit 20 has a function as a sensor that outputs a signal based on an external force applied to the sensor electric wire 10.
  • the sensor circuit 20 is configured to suppress the influence of external noise on the signal based on the external force.
  • the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 are surrounded by the outer shield conductor 103 connected to the ground, and are configured so that the potential is less likely to change due to external noise. Furthermore, even if external noise passes through the external shield conductor 103, both the first internal conductor 101 and the second internal conductor 102 inside are affected by this noise, and these internal conductors are similar to each other. The fluctuation of the electric potential occurs.
  • the potential difference between the first internal conductor 101 and the second internal conductor 102 is amplified so as to cancel out the potential variation due to the influence of external noise.
  • the potential difference between the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 occurs when an external force is applied to the sensor electric wire 10, while the first inner conductor 101 is affected by the external noise.
  • the potential difference between the inner conductor 101 and the second inner conductor 102 can be suppressed. With this configuration, it is possible to obtain a signal based on an external force while suppressing the influence of external noise.
  • the ground potential may change depending on the grounding condition of the outer shield conductor 103, in the sensor circuit 20 described above, the potential difference between the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 is not the potential difference from the ground. Since the potential difference is used, it is possible to suppress the influence of the fluctuation of the ground potential.
  • the first inner conductor 101, the second inner conductor 102, and the outer shield conductor 103 are exposed at the end portion on the side not connected to the circuit, these are In some cases, the signals may come into contact with each other and a signal based on an external force may not be accurately obtained. Therefore, it is preferable to ensure the insulation of the first inner conductor 101, the second inner conductor 102, and the outer shield conductor 103 at the end portion not connected to the circuit.
  • the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 are not covered by the outer shield conductor 103 at the end portion on the side not connected to the circuit, the case where the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 are affected by external noise. There is. Therefore, it is preferable that the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 are reliably shielded at the end portion not connected to the circuit.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example in which an insulating member and a conductor member are applied to the end of the sensor electric wire 10 that is not connected to the circuit.
  • the insulating members 171, 173, the conductor members 172, 174, and the cover member 175 are applied to the end portions, but FIGS. 4A to 4F are shown for easy understanding of each step. It is shown in stages.
  • FIG. 4A the exposed ends of the first inner conductor 101, the second inner conductor 102, and the outer shield conductor 103 are shown.
  • FIG. 4B shows a state in which the entire first internal conductor 101 shown in FIG. 4A and the first insulating coating 104 are covered with the insulating member 171.
  • the insulating member 171 is covered up to the first insulating coating 104, and the first inner conductor 101 can be reliably insulated from other conductors without being exposed.
  • FIG. 4C shows a state in which the insulating member 171 to the second internal conductor 102 are covered with the conductor member 172 from the state shown in FIG. 4B.
  • the potentials of the second inner conductor 102 and the conductor member 172 are the same.
  • the conductor member 172 can make the first inner conductor 101 less susceptible to external noise.
  • FIG. 4D shows a state in which the conductor member 172 and the second insulating coating 105 are covered with the insulating member 173 from the state shown in FIG. 4C.
  • the insulating member 173 is covered up to the second insulating coating 105, and the second inner conductor 102 can be reliably insulated from other conductors without being exposed.
  • FIG. 4E shows a state in which the insulating member 173 and the outer shield conductor 103 are covered with the conductor member 174 from the state shown in FIG. 4D.
  • the outer shield conductor 103 and the conductor member 174 have the same potential.
  • the conductor member 174 shields the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102, and can reduce the influence of external noise.
  • FIG. 4F shows a state in which the conductor member 174 and the sheath 130 are covered with the cover member 175 (the same material as the sheath 130) from the state shown in FIG. 4E.
  • the ends provided with the insulating members 171, 173 and the conductor members 172, 174 can be protected.
  • the cover member 175 may be made of a material that thermally contracts (or heat-bonds), and may be brought into close contact by heating with the end portion covered.
  • the insulating members 171 and 173 described in the above example may be made of insulating material (eg, vinyl chloride, polyethylene, etc.).
  • the conductor members 172 and 174 may be made of a conductive material (eg, aluminum, copper, tin, or an alloy of a plurality of materials).
  • a tubular bar terminal may be used in addition to the film shape or the mesh shape, and the shape is not limited.
  • the insulating members 171, 173, the conductor members 172, 174, and the cover member 175 described in the above example need not be applied, such as using only the cover member 175 or removing the conductor member 172. Good. Further, not limited to the above example, for example, when the end portion excluding the sheath 130 is a flat surface, the end portion excluding the sheath 130 is covered with an insulating member, and the upper portion is in contact with the outer shield conductor 103.
  • the structure may be such that it is covered with a member and a cover member is further provided.
  • first inner conductor 101, the first insulating coating 104, the second inner conductor 102, and the second insulating coating 105 are cut into shorter pieces than the outer shield conductor 103, and these are insulated, and then the outer shield is formed.
  • a configuration in which the conductor 103 is wrapped and a cover member is further provided may be used.
  • the structure is not limited as long as it is a structure that more reliably insulates and shields the conductors.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the sensor electric wire 11 provided with two first inner conductors 101 covered with the first insulating coating 104.
  • a plurality of (here, two) cores are configured by the first inner conductors 101A and 101B, and a signal based on an external force is output from each of these cores.
  • first insulating coatings 104A and 104B there is a gap between the first insulating coatings 104A and 104B and the second internal conductor 102, but this gap is filled with inclusions.
  • first inner conductors 101 covered with the first insulating coating 104 they may be twisted together to suppress the influence of external noise.
  • the first insulation coatings 104A and 104B are made to have different thicknesses or different materials, so that the fluctuation of the potential (sensor sensitivity) with respect to an external force is different for each of the first inner conductors 101. You may.
  • the second inner conductor 102 may have the same structure as the sensor electric wire 10 in FIG. 1, or may have a structure using an inclusion made of a conductive material.
  • FIG. 6 and 7 are views showing an example of a sensor circuit using the sensor electric wire 11 shown in FIG.
  • the sensor circuit 21 shown in FIG. 6 employs a configuration in which the outputs of the plurality of first inner conductors 101A and 101B are combined and amplified, and the sensitivity to external force can be increased.
  • the sensor circuit 22 shown in FIG. 7 is configured to output a plurality of signals by amplifying the potential difference between the first inner conductors 101A and 101B and the second inner conductor 102. If the configuration of the sensor circuit 22 in FIG. 7 is adopted when the fluctuation of the potential (sensor sensitivity) with respect to the external force is different in each of the first inner conductors 101A and 101B, an appropriate signal can be used according to the external force, A large dynamic range can be secured.
  • FIG. 5 is provided with a plurality of first inner conductors 101 covered with a first insulating coating 104, and these are covered together by one second inner conductor 102.
  • the second inner conductor 102 may be provided for each of the first inner conductors 101 covered with the first insulating coating 104.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the sensor electric wire 12 provided with two combinations of the first insulating coating 104 that covers the first inner conductor 101 and the second inner conductor 102 that further covers the outside.
  • a plurality of cores are configured by the first inner conductors 101A and 101B, and a signal based on an external force is output from each of these cores.
  • a configuration in which they are twisted together in order to suppress the influence of external noise for example, the first insulating coating 104A
  • the point that the thickness of 104B is different or the material is different is the same as the sensor electric wire 11 of FIG.
  • the outputs of the plurality of first inner conductors 101A and 101B are combined to form the second inner conductor 102 may be configured so as to amplify a potential difference between the two inner internal conductors 101A, 101B, as in the sensor circuit 22 of FIG.
  • a configuration in which the potential difference with the conductor 102 (either 102A or 102B or both) is amplified and a plurality of signals are output may be used.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a sensor circuit using the sensor electric wire 12 shown in FIG.
  • the first inner conductor 101A and the second inner conductor 102A belong to one core
  • the first inner conductor 101B and the second inner conductor 102B belong to the other core.
  • the first insulating coatings 104A and 104B provided on these cores may have variations in thickness during manufacturing, and as a result, the amount of change in potential depending on the external force may vary depending on the site. May be different compared to. Therefore, in the sensor circuit 23 shown in FIG. 9, not the potential difference between the internal conductors belonging to the same core but the potential difference between the internal conductors belonging to different cores is adopted.
  • the potential difference between the first inner conductor 101A and the second inner conductor 102B and the potential difference between the first inner conductor 101B and the second inner conductor 102A are respectively amplified, and the potential difference between these outputs is further increased. It uses a configuration that amplifies. With this configuration, the output can be averaged and stabilized even if the amount of change in the potential varies depending on the external force.
  • FIG. 10 (A) is a sectional view showing the structure of the sensor electric wire 13 according to the second embodiment of the present invention.
  • the sensor electric wire 13 has a first inner conductor 201 and a second inner conductor 202 covered with a first insulating coating 204, a second insulating coating 205 covering these, and further provided outside this. It has an outer shield conductor 203.
  • the first inner conductor 201, the second inner conductor 202, and the outer shield conductor 203 are insulated from each other. Further, a sheath 230 is provided outside the outer shield conductor 203. In this cross-sectional view, there is a gap between the first insulating coating 204, the second inner conductor 202, and the second insulating coating 205, but this gap is filled with inclusions.
  • the second inner conductor 102 does not form a core different from that of the first inner conductor 101, whereas in the second embodiment, the second inner conductor 202 forms the first core.
  • the difference is that a core different from the one inner conductor 201 is formed.
  • the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 covered with the first insulating coating 204 are twisted together to suppress the influence of external noise as shown in FIG. 10B. Has become.
  • the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 are shown by diagonal lines that are orthogonal to each other, and the outer shield conductor 203 is shown by horizontal lines. Further, the first insulating coating 204 is shown by hatching with a line descending to the right, and the second insulating coating 205 is shown with hatching by a line descending to the left.
  • the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 have the same configuration as the first inner conductor 101 in the first embodiment, and the materials are the same as those of the first inner conductor 101 in the first embodiment. The same can be adopted.
  • the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202 do not have to have the same configuration or material, and may have different configurations.
  • the outer shield conductor 203 is composed of a combination of an aluminum film and a copper mesh, but is not limited to this structure. Therefore, for example, it may be a metal film, a metal mesh, a metal wire spirally wound, or a combination thereof. Further, for example, the outer shield conductor 203 may have a plurality of layers, such as a two-layer structure of a metal mesh layer and a metal foil-attached PET film layer.
  • the first insulating coating 204 is formed by using a PVDF (polyvinylidene fluoride) film which is a piezoelectric material similarly to the first insulating coating 104 in the first embodiment, and the first insulating coating shown in FIG. Like the first insulating coating 104 of the embodiment, it is spirally wound around the first inner conductor 201.
  • the first insulating coating 204 has a piezoelectric property due to the polarization treatment.
  • the same material as the first insulating coating 104 in the first embodiment can be adopted.
  • the second insulating coating 205 is a coating of an insulating resin (for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.), and unlike the first insulating coating 204, does not have piezoelectricity.
  • an insulating resin for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.
  • FIG. 11 is a diagram showing a sensor circuit 24 using the sensor electric wire 13 shown in FIG. 10
  • the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 are connected to the differential amplifier 250
  • the outer shield conductor 203 is connected to the ground.
  • the differential amplifier 250 amplifies and outputs the potential difference between the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202.
  • the first insulating coating 204 having piezoelectricity is deformed, and the piezoelectric effect causes the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 to be deformed.
  • the potential between them fluctuates.
  • This potential difference is amplified by the differential amplifier 250 and output. That is, the sensor circuit 24 has a function as a sensor that outputs a signal based on the external force applied to the sensor electric wire 13.
  • the sensor circuit 24 is configured to suppress the influence of external noise on the signal based on the external force.
  • the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 are surrounded by the outer shield conductor 203 connected to the ground, and are configured so that the potential is less likely to change due to external noise. Further, even if external noise passes through the external shield conductor 203, both the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202 inside are affected by this noise, and these internal conductors are similar to each other. The fluctuation of the electric potential occurs.
  • the potential difference between the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202 is amplified so as to cancel the variation of the potential due to the influence of external noise.
  • the potential difference between the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202 occurs when an external force is applied to the sensor electric wire 13, while the first internal conductor 201 is affected by external noise.
  • the potential difference between the inner conductor 201 and the second inner conductor 202 can be suppressed. With this configuration, it is possible to obtain a signal based on an external force while suppressing the influence of external noise.
  • the ground potential may change depending on the grounding condition of the outer shield conductor 203, in the sensor circuit 24 described above, the potential difference between the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 is not the potential difference from the ground. Since the potential difference is used, it is possible to suppress the influence of the fluctuation of the ground potential.
  • the first inner conductor 201, the second inner conductor 202, and the outer shield conductor 203 are exposed at the end portion on the side not connected to the circuit, they will be exposed. In some cases, they may come into contact with each other and a signal based on an external force may not be accurately obtained. Therefore, it is preferable to ensure the insulation of the first inner conductor 201, the second inner conductor 202, and the outer shield conductor 203 at the end portion not connected to the circuit.
  • the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 are not covered by the outer shield conductor 203 at the end portion on the side not connected to the circuit, the case where the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 are affected by external noise. There is. Therefore, it is preferable that the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 are securely shielded at the end portion not connected to the circuit.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example in which an insulating member and a conductor member are applied to the end of the sensor electric wire 10 that is not connected to the circuit.
  • the insulating members 271, 273, the conductor member 274, and the cover member 275 are applied to the ends, but for easy understanding of each step, FIG. 12A to FIG. Is shown in.
  • FIG. 12A the exposed ends of the first inner conductor 201, the second inner conductor 202, and the outer shield conductor 203 are shown.
  • FIG. 12B shows a state in which the first inner conductor 201 and the first insulating coating 204 shown in FIG. 12A are covered with the insulating member 271.
  • the insulating member 271 is covered up to the first insulating coating 204, and the first inner conductor 201 can be reliably insulated from other conductors without being exposed.
  • FIG. 12C shows a state in which the insulating member 271 and the second insulating coating 205 together with the second inner conductor 202 are covered with the insulating member 273 from the state shown in FIG. 12B. ..
  • the insulating member 273 is covered up to the second insulating coating 205, so that the second inner conductor 202 can be reliably insulated from other conductors without being exposed.
  • FIG. 12D shows a state in which the insulating member 273 and the outer shield conductor 203 are covered with the conductor member 274 from the state shown in FIG. 12C.
  • the outer shield conductor 203 and the conductor member 274 have the same potential.
  • the conductor member 274 shields the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202, and can reduce the influence of external noise.
  • FIG. 12E shows a state in which the conductor member 274 and the sheath 230 are covered with the cover member 275 (the same material as the sheath 230) from the state shown in FIG. 12D.
  • the ends provided with the insulating members 271, 273 and the conductor member 274 can be protected.
  • the cover member 275 may be made of a material that thermally contracts (or is heat-sealed), and may be brought into close contact by heating with the end portion covered.
  • the insulating members 271 and 273 described in the above example may be made of an insulating material (for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.).
  • the conductor member 274 may be made of a conductive material (for example, aluminum, copper, tin, or an alloy of a plurality of materials).
  • a tubular bar terminal may be used in addition to the film shape or the mesh shape, and the shape is not limited.
  • the insulating members 271, 273, the conductor member 274, and the cover member 275 described in the above example may use only the cover member 275 or may use an insulating member that insulates only the conductor member 272 from other conductors. As such, they do not have to have the same configuration. Further, not limited to the above example, for example, when the end portion excluding the sheath 230 is planar, the end portion excluding the sheath 230 is covered with an insulating member so that the upper portion is in contact with the external shield conductor 203.
  • the structure may be such that the conductor member is covered and a cover member is further provided.
  • first inner conductor 201, the first insulating coating 204, the second inner conductor 202, and the second insulating coating 205 are cut into shorter pieces than the outer shield conductor 203, and these are insulated, and then the outer shield.
  • a configuration in which the conductor 203 is wrapped and a cover member is further provided may be used.
  • the structure is not limited as long as it is a structure that more reliably insulates and shields the conductors.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the structure of the sensor electric wire 14 adopting this configuration.
  • the sensor wire 14 has a first inner conductor 201 covered with a first insulating coating 204 and a second inner conductor 202 covered with a second insulating coating 205, and is provided outside these. And an outer shield conductor 203.
  • the first inner conductor 201, the second inner conductor 202, and the outer shield conductor 203 are insulated from each other. Further, a sheath 230 is provided outside the outer shield conductor 203.
  • the position where the second insulating coating 205 is provided is different from that of the sensor electric wire 13 of FIG. In this cross-sectional view, there is a gap between the first insulating coating 204, the second insulating coating 205, and the outer shield conductor 203, but this gap is filled with inclusions.
  • the electric wire 14 has a configuration in which the first internal conductor 201 covered with the first insulating coating 204 and the second internal conductor 202 covered with the second insulating coating 205 are twisted together.
  • the second insulating coating 205 is made of the same material and has the same composition as the first insulating coating 204 and does not have piezoelectricity. That is, the second insulating coating 205 is different from the first insulating coating 204 in the presence or absence of piezoelectricity. It should be noted that the material is not limited to the same material as the first insulating coating 204, and a material different from the first insulating coating 204 such as an insulating resin (for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.) may be used.
  • an insulating resin for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.
  • FIG. 14 is a diagram showing a sensor circuit 25 using the sensor electric wire 14 shown in FIG.
  • the sensor circuit 25 has the same configuration as the sensor circuit 24 shown in FIG. 11 except for the position of the second insulating coating 205.
  • the first insulating coating 204 having piezoelectricity is deformed, and the potential of the first inner conductor 201 is changed by the piezoelectric effect.
  • the second insulating coating 205 does not have piezoelectricity, the potential change in the second inner conductor 202 does not occur according to the external force.
  • the sensor circuit 25 has a function as a sensor that outputs a signal based on the external force applied to the sensor electric wire 14.
  • the sensor circuit 25 is configured to suppress the influence of external noise on the signal based on the external force.
  • the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 are surrounded by the outer shield conductor 203 connected to the ground, and are configured so that the potential is less likely to change due to external noise. Further, even if external noise passes through the external shield conductor 203, both the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202 inside are affected by this noise, and these internal conductors are similar to each other. The fluctuation of the electric potential occurs.
  • the potential difference between the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 is amplified so as to cancel out the potential fluctuation due to the influence of external noise.
  • the first inner conductor 201 covered with the first insulating coating 204 and the second inner conductor 201 covered with the second insulating coating 205 are used. It is preferable that electrical and physical conditions such as the length and thickness of the inner conductor 202, the electrostatic capacity (dielectric constant and thickness of the insulating coating), impedance, and shielded condition are satisfied.
  • the potential difference between the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 occurs when an external force is applied to the sensor electric wire 14, while the first inner conductor 201 is affected by the external noise.
  • the potential difference between the inner conductor 201 and the second inner conductor 202 can be suppressed. With this configuration, it is possible to obtain a signal based on an external force while suppressing the influence of external noise.
  • the ground potential may change depending on the grounding condition of the outer shield conductor 203, in the sensor circuit 25 described above, the potential difference between the first inner conductor 201 and the second inner conductor 202 is not the potential difference from the ground. Since the potential difference is used, it is possible to suppress the influence of the fluctuation of the ground potential.
  • both the first inner conductor 201 covered with the first insulating coating 204 and the second inner conductor 202 covered with the second insulating coating 205 are external shields. It is configured to be housed in one space partitioned by the conductor 203.
  • the configuration of the sensor wire is not limited to this, and the first inner conductor 201 covered with the first insulating coating 204 and the second inner conductor 202 covered with the second insulating coating 205 are not included. Alternatively, they may be housed in separate spaces each partitioned by the outer shield conductor 203.
  • 15 is an example of such a configuration, and includes a first inner conductor 201 covered with a first insulating coating 204 and a second inner conductor covered with a second insulating coating 205.
  • the structure is such that 202 is covered by different outer shield conductors 203A and 203B.
  • the first inner conductor 201 covered with the outer shield conductor 203A and the first insulating coating 204, and the second inner conductor 202 covered with the outer shield conductor 203B and the second insulating coating 205 are A configuration in which these are twisted together may be used in order to suppress the influence of noise.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a sensor circuit using the sensor electric wire 15 shown in FIG.
  • the sensor circuit 26 of FIG. 16 has the same configuration as the sensor circuit 25 shown in FIG. 14 except that the two outer shield conductors 203A and 203B are respectively connected to the ground, and is similar to the sensor circuit 25 shown in FIG. Produce an effect.
  • the sensor electric wire 15 shown in FIG. 15 since the two external shield conductors 203A and 203B are in contact with each other, either of them may be connected to the ground. Further, the two outer shield conductors 203A and 203B may be insulated, and in this case, both outer shield conductors 203 may be connected to the ground as shown in FIG.
  • the first inner conductor 201 covered with the first insulating coating 204 has one configuration, but the first insulating coating 204 A plurality of first internal conductors 201 covered with may be provided.
  • FIG. 17 is an example of such a configuration and is a cross-sectional view showing the structure of the sensor electric wire 16 provided with two first internal conductors 201 covered with the first insulating coating 204.
  • a signal based on an external force is output from each of the first inner conductors 201A and 201B.
  • first insulation coatings 204A and 204B there is a gap between the first insulating coatings 204A and 204B, the second insulating coating 205, and the outer shield conductor 203, but this gap is filled with inclusions.
  • first inner conductors 201 covered with the first insulating coating 204 they may be twisted together in order to suppress the influence of external noise, and are covered with the second insulating coating 205. It may be configured to be twisted with the removed second inner conductor 202.
  • the first insulation coatings 204A and 204B are made to have different thicknesses or different materials so that the fluctuation of the potential (sensor sensitivity) with respect to an external force is different for each of the first inner conductors 201.
  • the first inner conductor 201 covered with the first insulating coating 204 and the second inner conductor 202 covered with the second insulating coating 205 are all external shield conductors. Although it is configured to be housed in one space partitioned by 203, as described in the example of FIG. 15, it is housed separately in another space partitioned by the outer shield conductor 203. May be.
  • FIGS. 18 and 19 are diagrams showing an example of a sensor circuit using the sensor electric wire 16 shown in FIG.
  • the sensor circuit 27 shown in FIG. 18 employs a configuration in which the outputs of the plurality of first inner conductors 201A and 201B are combined and amplified, and the sensitivity to external force can be increased.
  • the sensor circuit 28 shown in FIG. 19 is configured to output a plurality of signals by amplifying the potential difference between the first inner conductors 201A and 201B and the second inner conductor 102.
  • the configuration of the sensor circuit 28 of FIG. 19 is adopted when the fluctuation of the potential (sensor sensitivity) with respect to the external force is different in each of the first inner conductors 201A and 201B, an appropriate signal can be used according to the external force, A large dynamic range can be secured.
  • the sensor electric wire 17 shown in FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example in which two sets of the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202 are provided.
  • the first inner conductor 201 covered with the first insulating coating 204 is arranged on the left side and the upper side
  • the second inner conductor 201 is covered with the second insulating coating 205 on the right side and the lower side.
  • 202 is arranged.
  • the two first inner conductors 201 have different first insulating coatings 204 covering them. Specifically, the first insulating coating 204B located on the upper side is thicker than the first insulating coating 204A located on the left side of FIG.
  • the first inner conductor 201B located on the upper side has a higher potential fluctuation (sensor sensitivity) with respect to the external force than the first inner conductor 201A located on the left side.
  • first inner conductors 201 covered with the first insulating coating 204 and second inner conductors 202 covered with the second insulating coating 205 are provided in order to suppress the influence of external noise. May be twisted together. At this time, for example, the first group and the second group to be described later are twisted together, and then further twisted together. Absent.
  • the first inner conductor 201 covered with the first insulating coating 204 and the second inner conductor 202 covered with the second insulating coating 205 are all external shield conductors. Although it is housed in one space partitioned by 203, as described in the example of FIG. 15, it is housed separately in another space partitioned by the outer shield conductor 203. May be.
  • the second inner conductor 202A on the right side is provided to cancel the influence of external noise on the first inner conductor 201A on the left side.
  • the first inner conductor 201A and the second inner conductor 202A have the same configuration.
  • the first insulating coating 204A and the second insulating coating 205A the first insulating coating 204A has piezoelectricity (is polarized), whereas the second insulating coating 205A has a piezoelectric property.
  • the first inner conductor 201A covered with the first insulating coating 204A and the second inner conductor 202A covered with the second insulating coating 205A are electrically / physically except for the presence or absence of piezoelectricity. It has all the necessary conditions.
  • the set of the first inner conductor 201A covered with the first insulating coating 204A and the second inner conductor 202A covered with the second insulating coating 205A is referred to as the first set. To call.
  • the second inner conductor 202B on the lower side is provided to cancel the influence of external noise on the first inner conductor 201B on the upper side.
  • the first inner conductor 201B and the second inner conductor 202B have the same configuration.
  • the first insulating coating 204B and the second insulating coating 205B the first insulating coating 204B has piezoelectricity (is polarized), whereas the second insulating coating 205B is Are different from each other in that they do not have piezoelectricity (have not been subjected to polarization treatment), but their materials and thicknesses are the same.
  • the first internal conductor 201B covered with the first insulating coating 204B and the second internal conductor 202B covered with the second insulating coating 205B are electrically / physically except for the presence or absence of piezoelectricity. It has all the necessary conditions.
  • the set of the first inner conductor 201B covered with the first insulating coating 204B and the second inner conductor 202B covered with the second insulating coating 205B will be referred to as the second set. To call.
  • FIG. 21 is a diagram showing a sensor circuit 29 using the sensor electric wire 17 shown in FIG.
  • the first inner conductor 201A and the second inner conductor 202A of the first set are connected to the differential amplifier 250, and the first inner conductor 201B and the second inner conductor of the second set are connected.
  • 202B is connected to the differential amplifier 250, and the external shield conductor 203 is connected to the ground.
  • the differential amplifier 250 amplifies and outputs the potential difference between the first internal conductor 201 and the second internal conductor 202 in each of the first set and the second set.
  • an appropriate signal can be used according to the external force, and a wide dynamic range can be secured.
  • the first internal conductors 101 and 201 and the second internal conductors 102 and 202 are differential amplifiers 150. , 250, and the external shield conductors 103 and 203 are connected to the ground (FIGS. 3, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 17, and 19).
  • the outer shield conductors 103 and 203 surround the first inner conductors 101 and 201 and the second inner conductors 102 and 202, and are most affected by external noise among these conductors.
  • the sensor circuit 30 shown in FIG. 22 is an example of the configuration described above, and a switch 301 is added to a part of the sensor circuit 20 shown in FIG.
  • the switch 301 When the switch 301 is in the initial state (state shown in FIG. 22), it has the same configuration as the sensor circuit 20 shown in FIG. 3, but when the switch 301 is switched, it replaces the first internal conductor 101.
  • the outer shield conductor 103 is connected to the differential amplifier 150 and can be used as a noise sensor.
  • the sensor circuit 31 shown in FIG. 23 is an example of the configuration described above, and a switch 301 is added to a part of the sensor circuit 24 shown in FIG.
  • the switch 301 When the switch 301 is in the initial state (the state shown in FIG. 23), it has the same configuration as the sensor circuit 24 shown in FIG. 11, but when the switch 301 is switched, it replaces the first internal conductor 201.
  • the outer shield conductor 203 is connected to the differential amplifier 250 and can be used as a noise sensor.
  • the sensor function may be switched by switching the state of the switch 301 using, for example, a timer. Further, the switch 301 may be switched according to a desired condition by using a microcomputer or the like.
  • the switch 301 has a function as a sensor that outputs a signal based on an external force applied to the sensor wire and a function as a sensor that outputs a signal caused by noise.
  • the switching configuration has been described.
  • the former function can be realized by amplifying the potential difference between the first inner conductors 101 and 201 and the second inner conductors 102 and 202 by the differential amplifiers 150 and 250.
  • the differential amplifiers 150 and 250 amplify the potential difference between one of the first inner conductors 101 and 201 and the second inner conductors 102 and 202 and the outer shield conductors 103 and 203. It can be realized. Here, you may comprise so that it may have both functions, without switching these functions.
  • the sensor circuit 32 shown in FIG. 24 is an example of the configuration described above, and is a differential amplifier that amplifies and outputs the potential difference between the outer shield conductor 103 and the second inner conductor 102 to the sensor circuit 20 shown in FIG. 151 is added.
  • both a signal according to an external force and a signal according to noise can be used at the same time.
  • the sensor circuit 33 shown in FIG. 25 is an example of the above-described configuration, and a difference that amplifies and outputs the potential difference between the outer shield conductor 203 and the second inner conductor 202 with respect to the sensor circuit 24 shown in FIG. A dynamic amplifier 251 is added.
  • the sensor circuit 33 can simultaneously use both a signal according to an external force and a signal according to noise.
  • the degree of influence of external noise can be discriminated by the outputs of the differential amplifiers 151 and 251 that are added separately, and whether the signal corresponds to the external force or not can be determined. You can judge.
  • the configurations of the sensor electric wire and the sensor circuit described above are examples, and it is sufficient that the contents of the processing are the same, and the configurations are not limited.
  • the inner conductors are twisted together, but when there are three or more twisted targets, they may be twisted together by braiding, for example, a braid.
  • the conductor of the sensor wire is formed in a mesh shape, there is a problem that noise easily enters inside depending on the size of the hole. In this case, by making the size of the hole not more than half the wavelength of the noise in question, it is possible to make it difficult for noise to enter.
  • one differential amplifier may be shared without using a plurality of differential amplifiers, or a notch filter or the like may be appropriately provided.
  • the configuration in which the differential amplifier is connected to one side of the end of the sensor wire has been described, but both ends of the sensor wire may be connected to the same differential amplifier.

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Abstract

【課題】外部ノイズの影響を受けにくいセンサ電線およびこれを用いたセンサ回路を提供する。 【解決手段】圧電材料で覆われた第一の内部導体と、前記圧電材料の外側に設けられた第二の内部導体と、前記第一の内部導体および前記第二の内部導体を囲む外部シールド導体と、を備え、前記第一の内部導体、前記第二の内部導体、および前記外部シールド導体の間には絶縁体が配置されている、ことを特徴とする。

Description

センサ電線およびセンサ回路
　本発明は、圧電性の素材を用いたセンサ電線およびこれを用いたセンサ回路に関する。
　従来、圧電性素材を用いたセンサ電線が知られている（例えば、特許文献１等参照）。このセンサ電線は、力による変形が生じると、内部導体と外部導体との間に電圧が誘起される。この特性を利用して触覚センサや振動センサ等に利用することができる。
特開２００８－１５１６３８号公報
　特許文献１のセンサ電線は、外部ノイズの影響を受けやすいため、センサとしての信頼性が低下する場合がある。
　本発明は上記事情に鑑み、外部ノイズの影響を受けにくいセンサ電線およびこれを用いたセンサ回路を提供することを目的とする。
　上記目的を解決する本発明の一態様であるセンサ電線は、
　圧電材料で覆われた第一の内部導体と、
　前記圧電材料の外側に設けられた第二の内部導体と、
　前記第一の内部導体および前記第二の内部導体を囲む外部シールド導体と、を備え、
　前記第一の内部導体、前記第二の内部導体、および前記外部シールド導体の間には絶縁体が配置されている、
　ことを特徴とする。
　このセンサ電線によれば、外部シールド導体の内側へのノイズの侵入を防ぐとともに、第一の内部導体と第二の内部導体の電位差を用いることで、外力による誘起電圧を検出する際の外部ノイズの影響を抑えることができる。
　ここで、上記記載のセンサ電線は、
　前記第二の内部導体が、前記圧電材料の外周を覆うものであってもよい。
　なお、例えば第二の内部導体がメッシュ状である場合のように、圧電材料を覆う第二の内部導体に隙間があってもよい。すなわちここでいう覆うとは、圧電材料の外周面を完全に覆うものに限らず、その範囲内に隙間があってもよい。
　また、上記記載のセンサ電線は、
　前記第二の内部導体が、前記第一の内部導体とは異なる芯を構成するものであり、
　前記第一の内部導体と前記第二の内部導体がより合わされた状態になっているものであってもよい。
　このセンサ電線によれば、外部ノイズによって生じる第一の内部導体と第二の内部導体
の電位の変動を抑え、外力による誘起電圧を検出する際の外部ノイズの影響を抑えることができる。
　また、上記記載のセンサ電線は、
　前記第一の内部導体を複数備え、
　前記第一の内部導体のうちの一つが、他の一つと前記圧電材料が異なる、または前記圧電材料の厚さが異なるものであってもよい。
　このセンサ電線によれば、外力による誘起電圧をより大きくしたり、ダイナミックレンジを大きくしたりすることができる。
　また、上記記載のセンサ電線は、
　前記センサ電線が、外周を覆うシースが設けられたものであり、
　前記センサ電線の一方の端部において、前記第一の内部導体および前記第二の内部導体の端部の外側が、前記外部シールド導体または前記外部シールド導体と同じ電位の導体に囲まれた状態となっており、
　さらに前記一方の端部が、前記シースの端部までをカバー部材で覆われたものであってもよい。
　このセンサ電線によれば、外部との接続に用いられない側の端部においてノイズの影響を受けにくくすることができる。
　上記目的を解決する本発明の一態様のセンサ回路は、
　上記記載のセンサ電線と、
　前記第一の内部導体および前記第二の内部導体がそれぞれ異なる入力端に接続され、これらの入力端の電位差を増幅して出力する第一の差動増幅器と、を備え、
　前記外部シールド導体がグランドに接続されたものである、
　ことを特徴とする。
　このセンサ回路によれば、外部シールド導体によって内側へのノイズの侵入を防ぐとともに、差動増幅器によって第一の内部導体と第二の内部導体の電位差を増幅して出力することで外部ノイズの影響を抑えつつ、外力に応じた電圧が出力されるセンサとして使用することができる。
　また、上記記載のセンサ回路は、
　前記外部シールド導体とグランドとの接続を解除し、前記第一の差動増幅器の入力端のいずれか一方が前記外部シールド導体に接続された状態に切り替える切替回路を有するものであってもよい。
　このセンサ回路によれば、センサ電線に外力が加えられない状態においてセンサ回路を有効に活用することができる場合がある。
　また、上記記載のセンサ回路は、
　前記第一の内部導体および前記第二の内部導体のいずれか一方と前記外部シールド導体がそれぞれ異なる入力端に接続され、これらの入力端の電位差を増幅して出力する第二の差動増幅器と、を備えたものであってもよい。
　このセンサ回路によれば、第二の差動増幅器の出力によって外部ノイズの影響の度合いが判別でき、第一の差動増幅器からの信号が外力に応じたものであるかを判断することができる。
　本発明によれば、外部ノイズの影響を受けにくいセンサ電線およびこれを用いたセンサ回路を提供することができる。
（Ａ）は、本発明の第一実施形態のセンサ電線１０の構造を示す断面図であり、（Ｂ）は、センサ電線１０の第一の内部導体１０１の構造を示す断面図である。 第一の絶縁被覆１０４の巻き付け方の一例を示す図である。 図１に示すセンサ電線１０を用いたセンサ回路２０を示す図である。 センサ電線１０の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。 第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を二つ設けたセンサ電線１１の構造を示す断面図である。 図５に示すセンサ電線１１を用いたセンサ回路の一例を示す図である。 図５に示すセンサ電線１１を用いたセンサ回路の一例を示す図である。 第一の内部導体１０１を覆う第一の絶縁被覆１０４、およびさらにその外側を覆う第二の内部導体１０２の組み合わせを二つ設けたセンサ電線１２の構造を示す断面図である。 図８に示すセンサ電線１２を用いたセンサ回路の一例を示す図である。 （Ａ）は、本発明の第二実施形態のセンサ電線１３の構造を示す断面図であり、（Ｂ）は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２をより合わせた状態を示す図である。 図１０に示すセンサ電線１３を用いたセンサ回路２４を示す図である。 センサ電線１３の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。 第二実施形態の変形例を示す断面図である。 図１３に示すセンサ電線１４を用いたセンサ回路２５を示す図である。 第二実施形態の変形例を示す断面図である。 図１５に示すセンサ電線１５を用いたセンサ回路の一例を示す図である。 第二実施形態の変形例を示す断面図である。 図１７に示すセンサ電線１６を用いたセンサ回路の一例を示す図である。 図１７に示すセンサ電線１６を用いたセンサ回路の一例を示す図である。 第二実施形態の変形例を示す断面図である。 図２０に示すセンサ電線１７を用いたセンサ回路２９を示す図である。 図３に示すセンサ回路２０の一部にスイッチ３０１を加えたセンサ回路３０を示す図である。 図１１に示すセンサ回路２４の一部にスイッチ３０１を加えたセンサ回路３１を示す図である。 図３に示すセンサ回路２０に対し、外部シールド導体１０３と第二の内部導体１０２との電位差を増幅して出力する差動増幅器１５１を加えたセンサ回路３２を示す図である。 図１１に示すセンサ回路２４に対し、外部シールド導体２０３と第二の内部導体２０２との電位差を増幅して出力する差動増幅器２５１を加えたセンサ回路３３を示す図である。
　本発明のセンサ電線は、電線の形状をしたセンサである。以下このセンサ電線の実施形態について説明する。
　［第一実施形態のセンサ電線］
　図１（Ａ）は、本発明の第一実施形態のセンサ電線１０の構造を示す断面図である。センサ電線１０は、中心に設けられた第一の内部導体１０１と、その外側に設けられた第二の内部導体１０２と、さらにその外側に設けられた外部シールド導体１０３を有する。このうち第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２との間には第一の絶縁被覆１０４が設けられている。すなわち、第一の内部導体１０１は第一の絶縁被覆１０４で覆われており、これによって第二の内部導体１０２や外部シールド導体１０３と絶縁されている。また、第二の内部導体１０２と外部シールド導体１０３との間には第二の絶縁被覆１０５が設けられている。すなわち、第二の内部導体１０２は第二の絶縁被覆１０５で覆われており、これによって外部シールド導体１０３と絶縁されている。さらに外部シールド導体１０３の外側にはシース１３０が設けられている。
　図１（Ａ）では、第一の内部導体１０１が直交する斜めの線によるハッチングで示されており、第二の内部導体１０２および外部シールド導体１０３が水平線によるハッチングで示されている。また、第一の絶縁被覆１０４が右下がりの線によるハッチングで示されており、第二の絶縁被覆１０５が左下がりの線によるハッチングで示されている。
　第一の内部導体１０１は、図１（Ｂ）に示すように７本の導体線１０００をより合わせたものである。また、図示は省略するが、図１（Ｂ）に示す導体線１０００も、それぞれがより細い７本の導体線（本実施形態では太さ１０μｍ）をより合わせて構成されている。すなわち、第一の内部導体１０１は、４９本の導体線を２段階に分けてより合わせて構成されたものである。
　第一の内部導体１０１の構成については、本実施形態の構成に限られるものではなく、より合わせる段数が異なってもよいし、より合わせる導体線の数が異なってもよく、また、より合わせる導体線の太さが異なってもよい。より合わせる際には、異なる方向に捩じった導体線を組み合わせてもよいし、より合わせる段階に応じて捩じる方向を異ならせてもよい。さらに、１本の導体線で第一の内部導体１０１を構成してもよい。また、本実施形態ではこれらの導体線は銅製であるが、素材については特に限定されるものではなく、例えばステンレス、タングステン、チタン、マグネシウム、あるいはこれらの合金であってもよく、素材の異なる複数種類の導体線を組み合わせてもよい。
　第二の内部導体１０２および外部シールド導体１０３は、いずれもアルミフィルムと銅のメッシュの組み合わせで構成されているが、これらの導体についてはこの構成に限定されるものではない。従って例えば、金属製のフィルムや、金属製のメッシュ、さらには金属線をらせん状に巻き付けたもの、またはその組み合わせであってもよい。また、第二の内部導体１０２および外部シールド導体１０３の構成や素材は同じである必要はなく、異なっていてもよい。また例えば、外部シールド導体１０３が、金属製のメッシュの層と、金属箔を付けたＰＥＴフィルムの層との二層構造のように、複数の層を有するものであってもよい。
　第一の絶縁被覆１０４は、圧電材料であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムを用いて構成されたものであり、図２に示すように第一の内部導体１０１に螺旋状に巻き付けられたものである。なお、第一の絶縁被覆１０４は分極処理が施されたことにより圧電性を有するものである。
　なお、図２では、第一の絶縁被覆１０４を二枚の圧電性フィルムで構成した例が示されているが、圧電性フィルムを用いる場合の数はこれに限定されるものではなく、例えば一枚であってもよいし複数であってもよい。なお、第一の内部導体１０１に圧電性フィルムを巻き付ける場合には隙間が生じないようにし、第一の内部導体１０１対してノイズの影響が生じにくくなるようにすることが好ましい。このため本実施形態の第一の絶縁被覆１０４では、図２に示すように二枚の帯状の圧電性フィルムを１８０度ずらしながら同じ方向に巻き付けることで、第一の内部導体１０１を中心にして圧電性フィルムに係る張力を均等にし、フィルムの偏りによって隙間が生じることを防止している。また、図１（Ａ）に示すように第一の内部導体１０１を導体線１０００をより合わせて構成した場合には、第一の内部導体１０１のより方向と同じ方向に圧電性フィルムを巻き付けてもよいし、逆方向に巻き付けてもよい。この方向によっては、センサ電線１０の柔軟性を変えることができる場合がある。
　なお、本実施形態ではＰＶＤＦを用いているが、第一の絶縁被覆１０４が圧電性を有する材料で構成されていればよく、例えば、トリフルオロエチレン（ＴｒＥＦ）や、ＰＶＤＦとＴｒＥＦの混晶材料や、ポリ乳酸、ポリ尿酸、ポリアミノ酸等の双極子モーメントをもつ高分子材料を用いてもよい。また、第一の絶縁被覆１０４についてはＰＶＤＦフィルムのような圧電材料のフィルムを用いる構成に限られるものではなく、圧電材料を塗布する構成であってもよい。このような方式としては、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいし含浸塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。
　第二の絶縁被覆１０５は、絶縁体の樹脂（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）による被覆であり、第一の絶縁被覆１０４とは異なり圧電性を有しないものである。
　次に、上記説明したセンサ電線１０の使用例について図３を用いて説明する。図３は、図１に示すセンサ電線１０を用いたセンサ回路２０を示す図である。このセンサ回路２０では、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２が差動増幅器１５０に接続されており、外部シールド導体１０３がグランドに接続されている。差動増幅器１５０は、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２との電位差を増幅して出力する。
　上記のセンサ回路２０においてセンサ電線１０に対して外力が加えられると、圧電性を有する第一の絶縁被覆１０４が変形し、その圧電効果によって第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２の電位差が変動する。この電位差が差動増幅器１５０によって増幅されて出力される。すなわちセンサ回路２０は、センサ電線１０にかかる外力に基づく信号を出力するセンサとしての機能を有する。
　また上記のセンサ回路２０においては、外力に基づく信号に対する外部ノイズの影響を抑えるように構成されている。まず、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２は、グランドに接続された外部シールド導体１０３によって囲まれており、外部ノイズによって電位が変動しにくくなるように構成されている。さらに、外部ノイズが外部シールド導体１０３を通過してしまっても、内側にある第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２の双方がこのノイズによる影響を受け、これらの内部導体同士で同様の電位の変動が生じる。上記センサ回路２０では、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２の電位差を増幅することで、外部ノイズの影響による電位の変動分を相殺するように構成されている。
　上記説明したようにセンサ回路２０では、センサ電線１０に対して外力が加えられた際に第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２の電位差が生じる一方、外部ノイズの影響による第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２の電位差についてはこれを抑えることができる。この構成により、外部ノイズの影響を抑えつつ、外力に基づく信号を得ることができる。
　なお、外部シールド導体１０３の接地の状況によってはグランド電位が変動する場合があるが、上記説明したセンサ回路２０ではグランドとの電位差ではなく第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２との電位差を用いているため、グランド電位の変動による影響を抑えることができる。
　なお、センサ電線１０を使用する際には、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体１０１、第二の内部導体１０２、外部シールド導体１０３が露出していると、これらが互いに接触して外力に基づく信号が正確に得られなくなる場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体１０１、第二の内部導体１０２、外部シールド導体１０３の絶縁を確実にしておくことが好ましい。また、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２が外部シールド導体１０３に覆われていない部分があると、そこから外部ノイズの影響を受ける場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２を確実にシールドしておくことが好ましい。
　図４は、センサ電線１０の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。この図では、端部に対して絶縁部材１７１、１７３、導体部材１７２、１７４、カバー部材１７５が適用されているが、各段階が理解しやすいよう、図４（Ａ）から（Ｆ）までが段階的に示されている。
　図４（Ａ）では、第一の内部導体１０１、第二の内部導体１０２、外部シールド導体１０３が露出した端部が示されている。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）で示す第一の内部導体１０１ごと第一の絶縁被覆１０４までが絶縁部材１７１で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材１７１が第一の絶縁被覆１０４まで覆われており、第一の内部導体１０１を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
　図４（Ｃ）には、図４（Ｂ）で示す状態から、絶縁部材１７１ごと第二の内部導体１０２までが導体部材１７２で覆われた様子が示されている。この例では、第二の内部導体１０２と導体部材１７２の電位は同じになる。この導体部材１７２により、第一の内部導体１０１が外部ノイズの影響を受けにくくすることができる。
　図４（Ｄ）には、図４（Ｃ）で示す状態から、導体部材１７２ごと第二の絶縁被覆１０５までが絶縁部材１７３で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材１７３が第二の絶縁被覆１０５まで覆われており、第二の内部導体１０２を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
　図４（Ｅ）には、図４（Ｄ）で示す状態から、絶縁部材１７３ごと外部シールド導体１０３までが導体部材１７４で覆われた様子が示されている。この例では、外部シールド導体１０３と導体部材１７４の電位は同じになる。この導体部材１７４により、第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２がシールドされ、外部ノイズの影響を受けにくくすることができる。
　図４（Ｆ）には、図４（Ｅ）で示す状態から、導体部材１７４ごとシース１３０までがカバー部材１７５（シース１３０と同様の素材）で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材１７１、１７３および導体部材１７２、１７４が設けられた端部を保護することができる。なお、このカバー部材１７５を熱収縮（あるいは熱融着）する素材で構成しておき、端部を覆った状態で加熱することで密着させてもよい。
　なお、上記の例で説明した絶縁部材１７１、１７３は、絶縁体の素材（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）であればよい。また、導体部材１７２、１７４は導電性の素材（例えば、アルミ、銅、錫、あるいは複数材料による合金、等）であればよい。また、導体部材１７２、１７４の形状についても、フィルム状やメッシュ状の他、筒状の棒端子を用いてもよく、その形状が限定されるものではない。
　なお、上記の例で説明した絶縁部材１７１、１７３、導体部材１７２、１７４、カバー部材１７５は、カバー部材１７５だけを用いたり、導体部材１７２を除いたりする、といったように、全て適用しなくともよい。また、上記の例に限らず、例えば、シース１３０を除く端部が平面である場合には、このシース１３０を除く端部を絶縁部材で覆い、その上を外部シールド導体１０３と接するように導体部材で覆い、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。また、第一の内部導体１０１、第一の絶縁被覆１０４、第二の内部導体１０２、第二の絶縁被覆１０５までを、外部シールド導体１０３よりも短く切断し、これらを絶縁した上で外部シールド導体１０３で包み、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。すなわち、導体同士の絶縁およびシールドをより確実にする構成であればよく、その構成が限定されるものではない。
　［第一実施形態の変形例１］
　図１で説明したセンサ電線１０は、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１が一つの構成であったが、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を複数設けた構成としてもよい。図５は、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を二つ設けたセンサ電線１１の構造を示す断面図である。このセンサ電線１１では、第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂによって複数（ここでは二つ）の芯が構成されており、これらの芯のそれぞれから外力に基づく信号が出力される。この断面図において第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂと第二の内部導体１０２との間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。なお、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を複数設けるにあたっては、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらをより合わせた構成としてもよい。さらに、例えば第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂの厚さを異ならせる、あるいは素材を異ならせるといったように、外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体１０１のそれぞれで異なるように構成してもよい。また、第二の内部導体１０２については図１のセンサ電線１０と同様の構成としてもよいし、導電性の素材による介在物を用いた構成としてもよい。
　図６および図７は、図５に示すセンサ電線１１を用いたセンサ回路の一例を示す図である。図６に示すセンサ回路２１では、複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂの出力を合わせて増幅する構成を採用しており、外力に対する感度を高めることができる。一方図７に示すセンサ回路２２では、複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれに対し、第二の内部導体１０２との電位差を増幅して複数の信号を出力する構成となっている。外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれで異なる場合に図７のセンサ回路２２の構成を採用した場合、外力に合わせて適切な信号を用いることができ、ダイナミックレンジを大きくとることができる。
　［第一実施形態の変形例２］
　図５で説明したセンサ電線１１は、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１が複数設けられており、これらが一つの第二の内部導体１０２で一緒に覆われた構成となっているが、この第二の内部導体１０２が、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１のそれぞれに対して設けられたものであってもよい。図８は、第一の内部導体１０１を覆う第一の絶縁被覆１０４、およびさらにその外側を覆う第二の内部導体１０２の組み合わせを二つ設けたセンサ電線１２の構造を示す断面図である。このセンサ電線１２では、第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂによって複数の芯が構成されており、これらの芯のそれぞれから外力に基づく信号が出力される。なお、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を複数設けるにあたり、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらをより合わせた構成とすることや、例えば第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂの厚さを異ならせる、あるいは素材を異ならせるといった点については図５のセンサ電線１１と同様である。さらに、このセンサ電線１２を用いたセンサ回路を構成する際には、図６のセンサ回路２１のように複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂの出力を合わせて、第二の内部導体１０２（１０２Ａ、１０２Ｂのいずれか、または双方）との電位差を増幅する構成としてもよいし、図７のセンサ回路２２のように複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれに対し、第二の内部導体１０２（１０２Ａ、１０２Ｂのいずれか、または双方）との電位差を増幅して複数の信号を出力する構成としてもよい。
　図９は、図８に示すセンサ電線１２を用いたセンサ回路の一例を示す図である。センサ電線１２では、第一の内部導体１０１Ａと第二の内部導体１０２Ａが一方の芯に属し、第一の内部導体１０１Ｂと第二の内部導体１０２Ｂがもう一方の芯に属する構成となっている。ここで、これらの芯に設けられた第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂは、製造の際に厚さにばらつきが生じる場合があり、その結果部位によって外力に応じた電位の変化量が他の部位と比較して異なる場合がある。そこで図９に示すセンサ回路２３では、同じ芯に属する内部導体同士の電位差ではなく、異なる芯に属する内部導体同士の電位差を増幅する構成を採用している。具体的には、第一の内部導体１０１Ａと第二の内部導体１０２Ｂの電位差と、第一の内部導体１０１Ｂと第二の内部導体１０２Ａの電位差をそれぞれ増幅し、さらにこれらの出力間の電位差を増幅する構成を採用している。この構成では、外力に応じた電位の変化量にばらつきが生じても、出力を平均化して安定させることができる。
　［第二実施形態のセンサ電線］
　図１０（Ａ）は、本発明の第二実施形態のセンサ電線１３の構造を示す断面図である。
　センサ電線１３は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２を有し、これらを覆う第二の絶縁被覆２０５と、さらにこの外側に設けられた外部シールド導体２０３を有する。第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、および外部シールド導体２０３は互いに絶縁されている。さらに外部シールド導体２０３の外側にはシース２３０が設けられている。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４、第二の内部導体２０２、および第二の絶縁被覆２０５の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。上記説明した第一実施形態では、第二の内部導体１０２によって第一の内部導体１０１とは異なる芯が構成されていないのに対し、この第二実施形態では、第二の内部導体２０２によって第一の内部導体２０１とは異なる芯が構成されている点が異なる。また、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２は、図１０（Ｂ）に示すように外部ノイズの影響を抑えるためにこれらをより合わせた構成となっている。
　図１０では、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２が直交する斜めの線によるハッチングで示されており、外部シールド導体２０３が水平線によるハッチングで示されている。また、第一の絶縁被覆２０４が右下がりの線によるハッチングで示されており、第二の絶縁被覆２０５が左下がりの線によるハッチングで示されている。
　第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２は、第一実施形態における第一の内部導体１０１と同様の構成のものであり、素材については第一実施形態における第一の内部導体１０１と同様のものを採用することができる。なお、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の構成や素材は同じである必要はなく、異なるものであってもよい。
　外部シールド導体２０３は、アルミフィルムと銅のメッシュの組み合わせで構成されているが、この構成に限定されるものではない。従って例えば、金属製のフィルムや、金属製のメッシュ、さらには金属線をらせん状に巻き付けたもの、またはその組み合わせであってもよい。また例えば、外部シールド導体２０３が、金属製のメッシュの層と、金属箔を付けたＰＥＴフィルムの層との二層構造のように、複数の層を有するものであってもよい。
　第一の絶縁被覆２０４は、第一実施形態における第一の絶縁被覆１０４と同様に圧電材料であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムを用いて構成されたものであり、図２に示す第一実施形態の第一の絶縁被覆１０４と同様に第一の内部導体２０１に螺旋状に巻き付けられたものである。この第一の絶縁被覆２０４は分極処理が施されたことにより圧電性を有するものである。第一の絶縁被覆２０４の素材や構成については第一実施形態における第一の絶縁被覆１０４と同様のものを採用することができる。
　第二の絶縁被覆２０５は、絶縁体の樹脂（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）による被覆であり、第一の絶縁被覆２０４とは異なり圧電性を有しないものである。
　次に、図１０に示すセンサ電線１３の使用例について図１１を用いて説明する。図１１は、図１０に示すセンサ電線１３を用いたセンサ回路２４を示す図である。このセンサ回路２４では、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２が差動増幅器２５０に接続されており、外部シールド導体２０３がグランドに接続されている。差動増幅器２５０は、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を増幅して出力する。
　上記のセンサ回路２４においてセンサ電線１３に対して外力が加えられると、圧電性を有する第一の絶縁被覆２０４が変形し、その圧電効果によって第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の間の電位が変動する。この電位差が差動増幅器２５０によって増幅されて出力される。すなわちセンサ回路２４は、センサ電線１３にかかる外力に基づく信号を出力するセンサとしての機能を有する。
　また上記のセンサ回路２４においては、外力に基づく信号に対する外部ノイズの影響を抑えるように構成されている。まず、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２は、グランドに接続された外部シールド導体２０３によって囲まれており、外部ノイズによって電位が変動しにくくなるように構成されている。さらに、外部ノイズが外部シールド導体２０３を通過してしまっても、内側にある第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の双方がこのノイズによる影響を受け、これらの内部導体同士で同様の電位の変動が生じる。上記センサ回路２４では、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の電位差を増幅することで、外部ノイズの影響による電位の変動分を相殺するように構成されている。
　上記説明したようにセンサ回路２４では、センサ電線１３に対して外力が加えられた際に第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差が生じる一方、外部ノイズの影響による第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差についてはこれを抑えることができる。この構成により、外部ノイズの影響を抑えつつ、外力に基づく信号を得ることができる。
　なお、外部シールド導体２０３の接地の状況によってはグランド電位が変動する場合があるが、上記説明したセンサ回路２４ではグランドとの電位差ではなく第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を用いているため、グランド電位の変動による影響を抑えることができる。
　なお、センサ電線１３を使用する際には、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、外部シールド導体２０３が露出していると、これらが互いに接触して外力に基づく信号が正確に得られなくなる場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、外部シールド導体２０３の絶縁を確実にしておくことが好ましい。また、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２が外部シールド導体２０３に覆われていない部分があると、そこから外部ノイズの影響を受ける場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２を確実にシールドしておくことが好ましい。
　図１２は、センサ電線１０の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。この図では、端部に対して絶縁部材２７１、２７３、導体部材２７４、カバー部材２７５が適用されているが、各段階が理解しやすいよう、図１２（Ａ）から（Ｅ）までが段階的に示されている。
　図１２（Ａ）では、第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、外部シールド導体２０３が露出した端部が示されている。図１２（Ｂ）には、図１２（Ａ）で示す第一の内部導体２０１ごと第一の絶縁被覆２０４までが絶縁部材２７１で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２７１が第一の絶縁被覆２０４まで覆われており、第一の内部導体２０１を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
　図１２（Ｃ）には、図１２（Ｂ）で示す状態から、絶縁部材２７１および第二の内部導体２０２ごと第二の絶縁被覆２０５までが絶縁部材２７３で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２７３が第二の絶縁被覆２０５まで覆われており、第二の内部導体２０２を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
　図１２（Ｄ）には、図１２（Ｃ）で示す状態から、絶縁部材２７３ごと外部シールド導体２０３までが導体部材２７４で覆われた様子が示されている。この例では、外部シールド導体２０３と導体部材２７４の電位は同じになる。この導体部材２７４により、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２がシールドされ、外部ノイズの影響を受けにくくすることができる。
　図１２（Ｅ）には、図１２（Ｄ）で示す状態から、導体部材２７４ごとシース２３０までがカバー部材２７５（シース２３０と同様の素材）で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２７１、２７３および導体部材２７４が設けられた端部を保護することができる。なお、このカバー部材２７５を熱収縮（あるいは熱融着）する素材で構成しておき、端部を覆った状態で加熱することで密着させてもよい。
　なお、上記の例で説明した絶縁部材２７１、２７３は、絶縁体の素材（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）であればよい。また、導体部材２７４は導電性の素材（例えば、アルミ、銅、錫、あるいは複数材料による合金、等）であればよい。また、導体部材２７４の形状についても、フィルム状やメッシュ状の他、筒状の棒端子を用いてもよく、その形状が限定されるものではない。
　なお、上記の例で説明した絶縁部材２７１、２７３、導体部材２７４、カバー部材２７５は、カバー部材２７５だけを用いたり、導体部材２７２だけを他の導体から絶縁する絶縁部材を用いたりする、といったように、同じ構成である必要はない。また、上記の例に限らず、例えば、シース２３０を除く端部が平面状である場合には、このシース２３０を除く端部を絶縁部材で覆い、その上を外部シールド導体２０３と接するように導体部材で覆い、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。また、第一の内部導体２０１、第一の絶縁被覆２０４、第二の内部導体２０２、第二の絶縁被覆２０５までを、外部シールド導体２０３よりも短く切断し、これらを絶縁した上で外部シールド導体２０３で包み、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。すなわち、導体同士の絶縁およびシールドをより確実にする構成であればよく、その構成が限定されるものではない。
　［第二実施形態の変形例１］
　図１０で説明したセンサ電線１３は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２を、第二の絶縁被覆２０５で覆う構成を採用しているが、この構成に限らず、例えば、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と、第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２のそれぞれが設け、さらにこれらの外側を外部シールド導体２０３で覆う構成としてもよい。図１３は、この構成を採用したセンサ電線１４の構造を示す断面図である。このセンサ電線１４は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２を有し、さらにこれらの外側に設けられた外部シールド導体２０３を有する。第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、および外部シールド導体２０３は互いに絶縁されている。さらに外部シールド導体２０３の外側にはシース２３０が設けられている。なお、図１０のセンサ電線１３とは、第二の絶縁被覆２０５が設けられた位置が異なっている。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４、第二の絶縁被覆２０５、および外部シールド導体２０３の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。なお、図１０のセンサ電線１３では、外部ノイズの影響を抑えるために第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２をより合わせているが、このセンサ電線１４では、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２をより合わせた構成となっている。
　また、第二の絶縁被覆２０５は、第一の絶縁被覆２０４と同じ素材、構成の被覆であって、圧電性を有しないものを採用している。すなわち、第二の絶縁被覆２０５は、第一の絶縁被覆２０４とは圧電性の有無が異なるものである。なお、第一の絶縁被覆２０４と同じ素材に限らず、例えば絶縁体の樹脂（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）のような第一の絶縁被覆２０４と異なる素材を用いてもよい。
　図１４は、図１３に示すセンサ電線１４を用いたセンサ回路２５を示す図である。このセンサ回路２５は、第二の絶縁被覆２０５の位置以外は図１１に示すセンサ回路２４と同じ構成である。上記のセンサ回路２５においてセンサ電線１４に対して外力が加えられると、圧電性を有する第一の絶縁被覆２０４が変形し、その圧電効果によって第一の内部導体２０１の電位が変動する。一方、第二の絶縁被覆２０５は圧電性を有しないため、第二の内部導体２０２においては外力に応じた電位の変動が生じない。結果として、センサ電線１４に対して外力が加えられると第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の電位差が変動し、この電位差が差動増幅器２５０によって増幅されて出力される。すなわちセンサ回路２５は、センサ電線１４にかかる外力に基づく信号を出力するセンサとしての機能を有する。
　また上記のセンサ回路２５においては、外力に基づく信号に対する外部ノイズの影響を抑えるように構成されている。まず、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２は、グランドに接続された外部シールド導体２０３によって囲まれており、外部ノイズによって電位が変動しにくくなるように構成されている。さらに、外部ノイズが外部シールド導体２０３を通過してしまっても、内側にある第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の双方がこのノイズによる影響を受け、これらの内部導体同士で同様の電位の変動が生じる。上記センサ回路２５では、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の電位差を増幅することで、外部ノイズの影響による電位の変動分を相殺するように構成されている。なお、外部ノイズの影響による電位の変動分をより効果的に相殺するにあたっては、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２の長さや太さ、静電容量（絶縁被覆の誘電率および厚さ）、インピーダンス、シールドのされ具合等、電気的・物理的な条件が揃っていることが好ましい。
　上記説明したようにセンサ回路２５では、センサ電線１４に対して外力が加えられた際に第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差が生じる一方、外部ノイズの影響による第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差についてはこれを抑えることができる。この構成により、外部ノイズの影響を抑えつつ、外力に基づく信号を得ることができる。
　なお、外部シールド導体２０３の接地の状況によってはグランド電位が変動する場合があるが、上記説明したセンサ回路２５ではグランドとの電位差ではなく第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を用いているため、グランド電位の変動による影響を抑えることができる。
　［第二実施形態の変形例２］
　図１３で説明したセンサ電線１４は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２の双方が、外部シールド導体２０３によって仕切られた一つの空間内に収められた構成となっている。しかし、センサ電線の構成はこれに限られるものではなく、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２が、それぞれ外部シールド導体２０３によって仕切られた別々の空間内に収められた構成であってもよい。図１５に示すセンサ電線１５はこのような構成の一例であり、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２が、それぞれ別の外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂに覆われた構成となっている。なお、外部シールド導体２０３Ａおよび第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と、外部シールド導体２０３Ｂおよび第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２については、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらをより合わせた構成としてもよい。
　図１６は、図１５に示すセンサ電線１５を用いたセンサ回路の一例を示す図である。図１６のセンサ回路２６では、二つの外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂがそれぞれグランドに接続されていること以外は図１４に示すセンサ回路２５と同じ構成であり、図１４に示すセンサ回路２５と同様の効果を奏する。なお、図１５に示すセンサ電線１５では、二つの外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂが接しているためいずれかをグランドに接続した構成としてもよい。また、二つの外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂが絶縁された構成としてもよく、この場合には図１６に示すようにいずれの外部シールド導体２０３もグランドに接続した構成とすればよい。
　［第二実施形態の変形例３］
　図１０で説明したセンサ電線１３や図１３で説明したセンサ電線１４は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１が一つの構成であったが、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１を複数設けた構成としてもよい。図１７はこのような構成の一例であって、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１を二つ設けたセンサ電線１６の構造を示す断面図である。このセンサ電線１６では、第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれから外力に基づく信号が出力される。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４Ａ、２０４Ｂ、第二の絶縁被覆２０５、および外部シールド導体２０３の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。なお、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１を複数設けるにあたっては、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらをより合わせた構成としてもよく、第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２とより合わせた構成としてもよい。さらに、例えば第一の絶縁被覆２０４Ａ、２０４Ｂの厚さを異ならせる、あるいは素材を異ならせるといったように、外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体２０１のそれぞれで異なるように構成してもよい。また、図１７に示すセンサ電線１６では、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２がすべて外部シールド導体２０３によって仕切られた一つの空間に収められた構成となっているが、図１５の例で説明したように、それぞれ外部シールド導体２０３によって仕切られた別の空間に分けて収められた構成であってもよい。
　図１８および図１９は、図１７に示すセンサ電線１６を用いたセンサ回路の一例を示す図である。図１８に示すセンサ回路２７では、複数の第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂの出力を合わせて増幅する構成を採用しており、外力に対する感度を高めることができる。一方図１９に示すセンサ回路２８では、複数の第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれに対し、第二の内部導体１０２との電位差を増幅して複数の信号を出力する構成となっている。外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれで異なる場合に図１９のセンサ回路２８の構成を採用した場合、外力に合わせて適切な信号を用いることができ、ダイナミックレンジを大きくとることができる。
　［第二実施形態の変形例４］
　図１３のセンサ電線１４の説明において、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２の長さや太さ、静電容量、インピーダンス、シールドのされ具合等、電気的・物理的な条件が揃っていることが好ましい点について述べたが、このような電気的・物理的な条件を揃えた組を採用する場合、その数は一つに限られるものではなく、複数設けてもよい。この場合、外力に対して生じる第一の内部導体２０１の電位の変動（センサ感度）が、各組において同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　図２０に示すセンサ電線１７は、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の組を二つ設けた例を示す断面図である。この図２０では左側と上側にそれぞれ第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１が配置され、右側と下側にそれぞれ第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２が配置されている。二つある第一の内部導体２０１は、これらを覆う第一の絶縁被覆２０４の厚さがそれぞれ異なっている。具体的には、図２０の左側に位置している第一の絶縁被覆２０４Ａよりも、上側に位置している第一の絶縁被覆２０４Ｂの方がより厚くなっている。これにより、上側に位置している第一の内部導体２０１Ｂの方が、左側に位置している第一の内部導体２０１Ａよりも、外力に対して生じる電位の変動（センサ感度）が高くなっている。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４Ａ、２０４Ｂ、第二の絶縁被覆２０５Ａ、２０５Ｂ、および外部シールド導体２０３の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。
　なお、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２を複数設けるにあたっては、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらをより合わせた構成としてもよい。このとき例えば、後述する第一の組および第二の組のそれぞれをより合わせた後でさらにこれらをより合わせる、といったように、段階的により合わせてもよく、より合わせ方が限定されるものではない。また、図２０に示すセンサ電線１７では、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２がすべて外部シールド導体２０３によって仕切られた一つの空間に収められた構成となっているが、図１５の例で説明したように、それぞれ外部シールド導体２０３によって仕切られた別の空間に分けて収められた構成であってもよい。
　二つある第二の内部導体２０２のうち、右側にある第二の内部導体２０２Ａは、左側にある第一の内部導体２０１Ａにおける外部ノイズの影響を相殺するために設けられたものである。第一の内部導体２０１Ａと第二の内部導体２０２Ａは同じ構成のものである。また、第一の絶縁被覆２０４Ａと第二の絶縁被覆２０５Ａは、第一の絶縁被覆２０４Ａが圧電性を有している（分極処理が施されている）のに対し、第二の絶縁被覆２０５Ａは圧電性を有しない（分極処理が施されていない）点が異なるが、その素材や厚さは同じ構成のものである。すなわち、第一の絶縁被覆２０４Ａで覆われた第一の内部導体２０１Ａと、第二の絶縁被覆２０５Ａで覆われた第二の内部導体２０２Ａは、圧電性の有無を除き、電気的・物理的な条件を揃えたものである。なお以下の説明では、これらの第一の絶縁被覆２０４Ａで覆われた第一の内部導体２０１Ａと、第二の絶縁被覆２０５Ａで覆われた第二の内部導体２０２Ａの組を第一の組と称する。
　二つある第二の内部導体２０２のうち、下側にある第二の内部導体２０２Ｂは、上側にある第一の内部導体２０１Ｂにおける外部ノイズの影響を相殺するために設けられたものである。第一の内部導体２０１Ｂと第二の内部導体２０２Ｂは同じ構成のものである。また、第一の絶縁被覆２０４Ｂと第二の絶縁被覆２０５Ｂは、第一の絶縁被覆２０４Ｂが圧電性を有している（分極処理が施されている）のに対し、第二の絶縁被覆２０５Ｂは圧電性を有しない（分極処理が施されていない）点が異なるが、その素材や厚さは同じ構成のものである。すなわち、第一の絶縁被覆２０４Ｂで覆われた第一の内部導体２０１Ｂと、第二の絶縁被覆２０５Ｂで覆われた第二の内部導体２０２Ｂは、圧電性の有無を除き、電気的・物理的な条件を揃えたものである。なお以下の説明では、これらの第一の絶縁被覆２０４Ｂで覆われた第一の内部導体２０１Ｂと、第二の絶縁被覆２０５Ｂで覆われた第二の内部導体２０２Ｂの組を第二の組と称する。
　図２１は、図２０に示すセンサ電線１７を用いたセンサ回路２９を示す図である。このセンサ回路２９では、第一の組の第一の内部導体２０１Ａおよび第二の内部導体２０２Ａが差動増幅器２５０に接続され、第二の組の第一の内部導体２０１Ｂおよび第二の内部導体２０２Ｂが差動増幅器２５０に接続され、外部シールド導体２０３がグランドに接続されている。差動増幅器２５０は、第一の組と第二の組のそれぞれにおいて、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を増幅して出力する。このセンサ回路２９では、外力に合わせて適切な信号を用いることができ、ダイナミックレンジを大きくとることができる。
　［ノイズセンサとしての構成１］
　上記説明した第一実施形態と第二実施形態、およびこれらの変形例のセンサ回路２０～２９は、センサ電線に外力が加えられない状態では、有効に活用することができない。例えば、これらのセンサ回路をベッドや枕に適用して就寝中の患者の状態をモニターする、といった用途を考えた場合、患者がベッドから離れている間はセンサ電線に外力が加えられないため、有効に利用することができない。そこで上記のセンサ回路における差動増幅器への接続を切り替えてノイズセンサとして使用できるようにすることで、利用できる機会を増やすことができる。上記の例では、ベッドに患者が接近した際には外部ノイズが検出されることから、ベッド周辺における動きのデータとして利用することができる。以下、この構成について説明する。
　上記説明した第一実施形態と第二実施形態、およびこれらの変形例のセンサ回路２０～２９では、いずれも第一の内部導体１０１、２０１と第二の内部導体１０２、２０２が差動増幅器１５０、２５０に入力され、外部シールド導体１０３、２０３がグランドに接続されている（図３、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１７、１９）。外部シールド導体１０３、２０３は、第一の内部導体１０１、２０１と第二の内部導体１０２、２０２を囲んでおり、これらの導体の中では最も外部ノイズの影響を受ける。そこで、これらのセンサ回路２０～２９において、差動増幅器１５０、２５０への入力のいずれか一方を外部シールド導体１０３、２０３に切り替えることで、差動増幅器１５０、２５０の出力に外部ノイズを反映させることができ、ノイズセンサとして使用することができる。このとき、差動増幅器１５０、２５０へのもう一方の入力についてはそのままであってもよいし、グランドに接続してもよい。
　図２２に示すセンサ回路３０は上記説明した構成の一例であり、図３に示すセンサ回路２０の一部にスイッチ３０１を加えたものである。このスイッチ３０１が初期状態である場合（図２２に示す状態）では、図３に示すセンサ回路２０と同じ構成となっているが、スイッチ３０１が切り替えられると、第一の内部導体１０１にかわって外部シールド導体１０３が差動増幅器１５０に接続され、ノイズセンサとして使用することができる。
　また、図２３に示すセンサ回路３１は上記説明した構成の一例であり、図１１に示すセンサ回路２４の一部にスイッチ３０１を加えたものである。このスイッチ３０１が初期状態である場合（図２３に示す状態）では、図１１に示すセンサ回路２４と同じ構成となっているが、スイッチ３０１が切り替えられると、第一の内部導体２０１にかわって外部シールド導体２０３が差動増幅器２５０に接続され、ノイズセンサとして使用することができる。
　なお、上記図２２、２１のスイッチ３０１については、例えばタイマを用いてスイッチ３０１の状態を切り替えることでセンサ機能が切り替えられるようにしてもよい。また、マイコン等を用いて、所望の条件に応じてスイッチ３０１が切り替えられるようにしてもよい。
　［ノイズセンサとしての構成２］
　図２２のセンサ回路３０および図２３のセンサ回路３１では、センサ電線にかかる外力に基づく信号を出力するセンサとしての機能と、ノイズに起因する信号を出力するセンサとしての機能をスイッチ３０１を用いて切り替える構成について説明した。このうち前者の機能は、第一の内部導体１０１、２０１と第二の内部導体１０２、２０２の電位差を差動増幅器１５０、２５０によって増幅することで実現することができる。また、後者の機能については、第一の内部導体１０１、２０１と第二の内部導体１０２、２０２のいずれか一方と、外部シールド導体１０３、２０３との電位差を差動増幅器１５０、２５０によって増幅することで実現することができる。ここで、これらの機能を切り替えずに、双方の機能を有するように構成してもよい。
　図２４に示すセンサ回路３２は上記説明した構成の一例であり、図３に示すセンサ回路２０に対し、外部シールド導体１０３と第二の内部導体１０２との電位差を増幅して出力する差動増幅器１５１を加えたものである。このセンサ回路３２では、外力に応じた信号と、ノイズに応じた信号の双方を同時に利用することができる。
　また、図２５に示すセンサ回路３３は上記説明した構成の一例であり、図１１に示すセンサ回路２４に対し、外部シールド導体２０３と第二の内部導体２０２との電位差を増幅して出力する差動増幅器２５１を加えたものである。このセンサ回路３３では、外力に応じた信号と、ノイズに応じた信号の双方を同時に利用することができる。
　例えば、図３に示すセンサ回路２０や図１１に示すセンサ回路２４では、外力に応じた信号が外部ノイズによる影響を受けた場合に、その信号が外力によるものなのか、それとも外部ノイズによるものなのか判断できない場合がある。図２４に示すセンサ回路３２や図２５に示すセンサ回路３３では、別途追加した差動増幅器１５１、２５１の出力によって外部ノイズの影響の度合いが判別でき、信号が外力に応じたものであるかを判断することができる。
　［その他］
　上記説明したセンサ電線およびセンサ回路の構成は一例であり、処理の内容が同じであればよく、その構成について限定されるものではない。例えば、上記のセンサ電線の実施形態では内部導体同士をより合わせることについて説明したが、より合わせる対象が三つ以上ある場合には、例えば三つ編みのように編み込みによってより合わせてもよい。また、センサ電線の導体をメッシュ状に構成する場合、その孔の大きさによっては、内側にノイズが侵入し易くなる問題がある。この場合、その孔の大きさが、問題とするノイズの波長の半分以下となるように構成することで、ノイズが侵入しにくくすることができる。また、上記のセンサ回路の実施形態において、差動増幅器を複数用いずに一の差動増幅器を共有する構成としてもよいし、ノッチフィルタ等を適宜設けてもよい。また、上記のセンサ回路の実施形態では、センサ電線の端部の一方側に差動増幅器を接続する構成について説明したが、センサ電線の両端側ともに同じ差動増幅器に接続する構成としてもよい。
　１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７　センサ電線
　１０１、２０１　第一の内部導体
　１０２、２０２　第二の内部導体
　１０３、２０３　外部シールド導体
　１０４、２０４　第一の絶縁被覆
　１０５、２０５　第二の絶縁被覆
　１３０、２３０　シース
　１７１、１７３、２７１、２７３　絶縁部材
　１７２、１７４、２７４　導電部材
　１７５、２７５　カバー部材
　２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９　センサ回路
　３０、３１、３２、３３　センサ回路
　１５０、１５１、２５０、２５１　差動増幅器

Claims (8)

  1. 　圧電材料で覆われた第一の内部導体と、
    　前記圧電材料の外側に設けられた第二の内部導体と、
    　前記第一の内部導体および前記第二の内部導体を囲む外部シールド導体と、を備え、
    　前記第一の内部導体、前記第二の内部導体、および前記外部シールド導体の間には絶縁体が配置されている、
    　ことを特徴とするセンサ電線。
  2. 　請求項１に記載のセンサ電線であって、
    　前記第二の内部導体は、前記圧電材料の外周を覆うものである、
    　ことを特徴とするセンサ電線。
  3. 　請求項１に記載のセンサ電線であって、
    　前記第二の内部導体は、前記第一の内部導体とは異なる芯を構成するものであり、
    　前記第一の内部導体と前記第二の内部導体がより合わされた状態になっている、
    　ことを特徴とするセンサ電線。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ電線であって、
    　前記第一の内部導体を複数備え、
    　前記第一の内部導体のうちの一つが、他の一つと前記圧電材料が異なる、または前記圧電材料の厚さが異なるものである、
    　ことを特徴とするセンサ電線。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ電線であって、
    　前記センサ電線は、外周を覆うシースが設けられたものであり、
    　前記センサ電線の一方の端部において、前記第一の内部導体および前記第二の内部導体の端部の外側が、前記外部シールド導体または前記外部シールド導体と同じ電位の導体に囲まれた状態となっており、
    　さらに前記一方の端部は、前記シースの端部までをカバー部材で覆われたものである、
    　ことを特徴とするセンサ電線。
  6. 　請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ電線と、
    　前記第一の内部導体および前記第二の内部導体がそれぞれ異なる入力端に接続され、これらの入力端の電位差を増幅して出力する第一の差動増幅器と、を備え、
    　前記外部シールド導体がグランドに接続されたものである、
    　ことを特徴とするセンサ回路。
  7. 　請求項６に記載のセンサ回路であって、
    　前記外部シールド導体とグランドとの接続を解除し、前記第一の差動増幅器の入力端のいずれか一方が前記外部シールド導体に接続された状態に切り替える切替回路を有する、
    　ことを特徴とするセンサ回路。
  8. 　請求項６に記載のセンサ回路であって、
    　前記第一の内部導体および前記第二の内部導体のいずれか一方と前記外部シールド導体がそれぞれ異なる入力端に接続され、これらの入力端の電位差を増幅して出力する第二の差動増幅器と、
    　を備えたことを特徴とするセンサ回路。
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