JP2014181942A - 外力検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可撓性の水晶片2の上下両面に夫々可動電極11、21を設けると共に、これら可動電極11、21に対向する部位に固定電極12、22を配置することにより、当該水晶片2の上下両面に可変容量13、23を形成する。そして、水晶片2の外力を測定する前に、可変容量13、23に夫々電荷Q10、Q20を充電しておき、外力によって水晶片2が撓んだ時に各可変容量13、23の電圧V11、V21が変わることに着目し、これら電圧V11、V21の差分ΔV1を電圧制御発振器33の入力電圧として入力して発振周波数を検出する。そして、この差分ΔV1及び予め取得していたデータ基づいて、水晶片2に加わった外力を求める。
【選択図】図3
Description
更にまた磁石の性能を測定する場合なども外力の測定例として挙げることができる。このような測定を行うにあたって、できるだけ簡素な構造でありかつ高精度に測定することが要求されている。
これら特許文献1、2に記載された技術は、本発明とは原理が異なる。
支持部に支持された可撓性の感知片と、
前記感知片の一面側に形成された第1の可動電極と、
前記第1の可動電極に対向し、当該第1の可動電極との間に第1の可変容量を形成する第1の固定電極と、
前記感知片の他面側に形成された第2の可動電極と、
前記第2の可動電極に対向し、当該第2の可動電極との間に第2の可変容量を形成する第2の固定電極と、
前記第1の可動電極及び第1の固定電極の一方を、第1の充電用接点、第1の放電用接点及び第1の測定用接点のいずれかに選択的に切替え接続するための第1のスイッチ部と、
前記第2の可動電極及び第2の固定電極の一方を、第2の充電用接点、第2の放電用接点及び第2の測定用接点のいずれかに選択的に切替え接続するための第2のスイッチ部と、
測定すべき外力が前記感知片に加わる前に、前記第1の充電用接点及び第2の充電用接点に直流電圧を供給して第1の可変容量及び第2の可変容量を充電するための電圧供給部と、
前記第1の測定用接点及び第2の測定用接点の各々に接続され、測定すべき外力が前記感知片に加わった状態において、前記第1の可変容量及び第2の可変容量の各充電電圧の差分を取り出す電圧差取り出し部と、
この電圧差取り出し部にて取り出された差分電圧が制御電圧として入力される電圧制御発振器と、を備え、
前記第1の可動電極及び第1の固定電極の他方、前記第2の可動電極及び第2の固定電極の他方、第1の放電用接点及び第2の放電用接点は、接地されていることを特徴とする。
前記感知片に加わる外力と、前記感知片に外力が加わっていない時に前記電圧制御発振器から出力される出力周波数と前記感知片に外力が加わった時に前記電圧制御発振器から出力される出力周波数との差分と、の関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記差分に対応する外力を読みだして表示部に表示するプログラムと、を備えていても良い。
従って、第1の固定電極12と第1の可動電極11との間に電圧V1を印加すると、第1の可変容量13には、当該第1の可変容量13の容量値C1に対応する電荷Q1(Q1=C1×V1)が蓄積される。また、第2の固定電極22と第2の可動電極21との間に電圧V2を印加すると、同様に第2の可変容量23についても、当該第2の可変容量23の容量値C2に対応する電荷Q2(Q2=C2×V2)が蓄積される。そして、本発明では、以下に説明するように、これら可変容量13、23に蓄積される電荷Q1、Q2を利用して、外力を測定できるように構成されている。初めに、このように外力を測定する装置構成に先立って、外力を測定する原理について説明する。
このような構成では、水晶片2に外力が加わると、当該水晶片2の中央部が上方側あるいは下方側に窪み、従って既述の各例と同様に外力が測定される。
2 水晶片
11 第1の可動電極
12 第1の固定電極
21 第2の可動電極
22 第2の固定電極
32 電源部
33 電圧制御発振器
34 差動アンプ
35 周波数測定部
Claims (2)
- 支持部に支持された可撓性の感知片と、
前記感知片の一面側に形成された第1の可動電極と、
前記第1の可動電極に対向し、当該第1の可動電極との間に第1の可変容量を形成する第1の固定電極と、
前記感知片の他面側に形成された第2の可動電極と、
前記第2の可動電極に対向し、当該第2の可動電極との間に第2の可変容量を形成する第2の固定電極と、
前記第1の可動電極及び第1の固定電極の一方を、第1の充電用接点、第1の放電用接点及び第1の測定用接点のいずれかに選択的に切替え接続するための第1のスイッチ部と、
前記第2の可動電極及び第2の固定電極の一方を、第2の充電用接点、第2の放電用接点及び第2の測定用接点のいずれかに選択的に切替え接続するための第2のスイッチ部と、
測定すべき外力が前記感知片に加わる前に、前記第1の充電用接点及び第2の充電用接点に直流電圧を供給して第1の可変容量及び第2の可変容量を充電するための電圧供給部と、
前記第1の測定用接点及び第2の測定用接点の各々に接続され、測定すべき外力が前記感知片に加わった状態において、前記第1の可変容量及び第2の可変容量の各充電電圧の差分を取り出す電圧差取り出し部と、
この電圧差取り出し部にて取り出された差分電圧が制御電圧として入力される電圧制御発振器と、を備え、
前記第1の可動電極及び第1の固定電極の他方、前記第2の可動電極及び第2の固定電極の他方、第1の放電用接点及び第2の放電用接点は、接地されていることを特徴とする外力検出装置。 - 前記感知片に加わる外力と、前記感知片に外力が加わっていない時に前記電圧制御発振器から出力される出力周波数と前記感知片に外力が加わった時に前記電圧制御発振器から出力される出力周波数との差分と、の関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記差分に対応する外力を読みだして表示部に表示するプログラムと、を備えたことを特徴とする請求項1記載の外力検出装置。
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---|---|---|---|---|
JP2008134208A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Tdk Corp | 電流センサ |
JP2011127997A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 容量型物理量検出装置及び容量型物理量検出方法 |
JP2013011532A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 外力検出装置 |
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