JP3265807B2 - 容量型センサ - Google Patents
容量型センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電容量の変化を利用
して圧力、変位、加速度等を検出する容量型センサに関
するものである。
して圧力、変位、加速度等を検出する容量型センサに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５には従来の容量型センサの回路が示
されている。同図において、容量検出部１は図８に示す
ように、固定電極２，３の中間位置（中立位置）に、可
動電極４を配置したもので、可動電極４は梁５により保
持され、例えば、加速度を受けることによりＹ方向に変
位するようになっている。図５の回路で、コンデンサ
（キャパシタ）Ｃ1 は、固定電極２と可動電極４によっ
て形成され、コンデンサ（キャパシタ）Ｃ2 は固定電極
３と可動電極４によって形成されている。この容量検出
部１のコンデンサＣ1 には交流の駆動電源６から振幅ｅ
の交流電圧が印加されており、コンデンサＣ2 には位相
反転回路９を介して位相が反転された振幅ｅの交流電圧
が印加されている。さらに、コンデンサＣ1 には、バイ
アス電源７により正のバイアス電圧Ｕ0 が印加されてお
り、また、コンデンサＣ2 には、バイアス電源８によ
り、直流の極性が異なる負のバイアス電圧−Ｕ0 が印加
されている。
されている。同図において、容量検出部１は図８に示す
ように、固定電極２，３の中間位置（中立位置）に、可
動電極４を配置したもので、可動電極４は梁５により保
持され、例えば、加速度を受けることによりＹ方向に変
位するようになっている。図５の回路で、コンデンサ
（キャパシタ）Ｃ1 は、固定電極２と可動電極４によっ
て形成され、コンデンサ（キャパシタ）Ｃ2 は固定電極
３と可動電極４によって形成されている。この容量検出
部１のコンデンサＣ1 には交流の駆動電源６から振幅ｅ
の交流電圧が印加されており、コンデンサＣ2 には位相
反転回路９を介して位相が反転された振幅ｅの交流電圧
が印加されている。さらに、コンデンサＣ1 には、バイ
アス電源７により正のバイアス電圧Ｕ0 が印加されてお
り、また、コンデンサＣ2 には、バイアス電源８によ
り、直流の極性が異なる負のバイアス電圧−Ｕ0 が印加
されている。
【０００３】容量検出部１の出力側には電圧変換出力回
路として機能するオペアンプ10の反転入力端子が接続さ
れており、オペアンプ10の非反転入力端子には基準電圧
を与えるグランドに接続されている。
路として機能するオペアンプ10の反転入力端子が接続さ
れており、オペアンプ10の非反転入力端子には基準電圧
を与えるグランドに接続されている。
【０００４】この種の容量型センサでは、容量検出部１
に加速度が加わらない状態のときには、可動電極４は固
定電極２，３の中間位置にあるので、コンデンサＣ1 と
Ｃ2の容量が等しく、この結果、コンデンサＣ1 に流れ
る電流ｉ1 とコンデンサＣ2に流れる電流ｉ2 は等しく
なる。このとき、コンデンサＣ1 の出力電圧は、図６に
示すように、バイアス電圧Ｕ0 を基準とし、このＵ0 に
駆動電源６の交流電圧が乗った形態の電圧となり、コン
デンサＣ2 の出力電圧は、バイアス電圧−Ｕ0に駆動電
源６の交流電圧を180 °位相をずらして乗せた形態の電
圧となり、コンデンサＣ1 の出力電圧とコンデンサＣ2
の出力電圧との合成和の電圧は零電圧となる。換言すれ
ば、オペアンプ10の帰還抵抗器11には電流ｉ1 とｉ2 が
流れ、この合成電流ｉ1 ＋ｉ2 に帰還抵抗器11の抵抗値
Ｒf を掛けることによって得られる電圧ＶOUT （ＶOUT
＝（ｉ1 ＋ｉ2 ）Ｒf ）が加速度検出出力として取り出
されるが、加速度がない状態のときには、電流ｉ1 とｉ
2 は大きさが等しく位相が180 °ずれているために、ｉ
1 とｉ2 の合成電流は零となり、オペアンプ10から零電
圧がセンサ出力として取り出されることとなる。
に加速度が加わらない状態のときには、可動電極４は固
定電極２，３の中間位置にあるので、コンデンサＣ1 と
Ｃ2の容量が等しく、この結果、コンデンサＣ1 に流れ
る電流ｉ1 とコンデンサＣ2に流れる電流ｉ2 は等しく
なる。このとき、コンデンサＣ1 の出力電圧は、図６に
示すように、バイアス電圧Ｕ0 を基準とし、このＵ0 に
駆動電源６の交流電圧が乗った形態の電圧となり、コン
デンサＣ2 の出力電圧は、バイアス電圧−Ｕ0に駆動電
源６の交流電圧を180 °位相をずらして乗せた形態の電
圧となり、コンデンサＣ1 の出力電圧とコンデンサＣ2
の出力電圧との合成和の電圧は零電圧となる。換言すれ
ば、オペアンプ10の帰還抵抗器11には電流ｉ1 とｉ2 が
流れ、この合成電流ｉ1 ＋ｉ2 に帰還抵抗器11の抵抗値
Ｒf を掛けることによって得られる電圧ＶOUT （ＶOUT
＝（ｉ1 ＋ｉ2 ）Ｒf ）が加速度検出出力として取り出
されるが、加速度がない状態のときには、電流ｉ1 とｉ
2 は大きさが等しく位相が180 °ずれているために、ｉ
1 とｉ2 の合成電流は零となり、オペアンプ10から零電
圧がセンサ出力として取り出されることとなる。
【０００５】一方、容量検出部１に加速度が加わると、
可動電極４がその加速度の方向に対応して変位するた
め、コンデンサＣ1 の容量Ｃ1 とコンデンサＣ2 の容量
Ｃ2 が変化し、Ｃ1 ＞Ｃ2 の関係となったときにはｉ2
よりもｉ1 が大きくなり、ｉ1とｉ2 の合成電流は図７
の実線で示すような波形となりこの合成電流に帰還抵抗
値Ｒf を掛けた値の電圧ＶOUT が加速度検出信号として
出力される。これに対し、加速度が逆方向に作用して、
Ｃ1 ＜Ｃ2 の関係となったときには、図７の破線で示す
ように実線の波形と位相が180 °ずれたｉ1 とｉ2 の合
成電流の波形となり、この合成電流に帰還抵抗値Ｒf を
掛けた値の電圧が加速度検出信号として出力される。
可動電極４がその加速度の方向に対応して変位するた
め、コンデンサＣ1 の容量Ｃ1 とコンデンサＣ2 の容量
Ｃ2 が変化し、Ｃ1 ＞Ｃ2 の関係となったときにはｉ2
よりもｉ1 が大きくなり、ｉ1とｉ2 の合成電流は図７
の実線で示すような波形となりこの合成電流に帰還抵抗
値Ｒf を掛けた値の電圧ＶOUT が加速度検出信号として
出力される。これに対し、加速度が逆方向に作用して、
Ｃ1 ＜Ｃ2 の関係となったときには、図７の破線で示す
ように実線の波形と位相が180 °ずれたｉ1 とｉ2 の合
成電流の波形となり、この合成電流に帰還抵抗値Ｒf を
掛けた値の電圧が加速度検出信号として出力される。
【０００６】これらの関係をまとめると、次のように表
される。加速度が加わって、Ｃ1 ＞Ｃ2 のときには、セ
ンサ出力ＶOUT は（１）式で示される。
される。加速度が加わって、Ｃ1 ＞Ｃ2 のときには、セ
ンサ出力ＶOUT は（１）式で示される。
【０００７】 ＶOUT ＝Ｒf ・ω・ｅ｜Ｃ1 −Ｃ2 ｜・・・・・（１）
【０００８】また、加速度が逆方向に作用してＣ1 ＜Ｃ
2 のときには、（２）式で示される。
2 のときには、（２）式で示される。
【０００９】 ＶOUT ＝−Ｒf ・ω・ｅ｜Ｃ1 −Ｃ2 ｜・・・・・（２）
【００１０】なお、これらの式で、ωは駆動電源６の交
流電圧の角周波数を示しており、加速度によって変化す
るコンデンサＣ1 とＣ2 の容量差に比例した電流がオペ
アンプ10により電圧変換されて出力されるのである。
流電圧の角周波数を示しており、加速度によって変化す
るコンデンサＣ1 とＣ2 の容量差に比例した電流がオペ
アンプ10により電圧変換されて出力されるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
容量型センサでは、前記（１），（２）式に示すよう
に、加速度の方向により、センサ出力の位相が180 °反
転するため、微小容量検出域が位相反転域と一致してし
まうため、センサ出力の零点付近での直線性が悪くなる
という問題が生じる。
容量型センサでは、前記（１），（２）式に示すよう
に、加速度の方向により、センサ出力の位相が180 °反
転するため、微小容量検出域が位相反転域と一致してし
まうため、センサ出力の零点付近での直線性が悪くなる
という問題が生じる。
【００１２】また、加速度の方向でセンサ出力が位相反
転するが、いずれの方向の加速度の場合にも、センサ出
力は零電圧を基準とした正弦波状の交流電圧となるた
め、加速度の方向を判別するためには、同期検波回路が
必要になり、回路構成が複雑化し、センサコストも高価
になるという問題がある。
転するが、いずれの方向の加速度の場合にも、センサ出
力は零電圧を基準とした正弦波状の交流電圧となるた
め、加速度の方向を判別するためには、同期検波回路が
必要になり、回路構成が複雑化し、センサコストも高価
になるという問題がある。
【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、センサ出力の零点付
近での直線性を高め、同期検波回路を省略した簡易構成
の容量型センサを提供することにある。
なされたものであり、その目的は、センサ出力の零点付
近での直線性を高め、同期検波回路を省略した簡易構成
の容量型センサを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、２個の固定電極間に可動電極を配置して形成さ
れる２個の可変キャパシタと、この２個の可変キャパシ
タに交流電圧を印加する駆動電源と、２個の可変キャパ
シタに極性の異なる直流のバイアス電圧を印加するバイ
アス電源と、２個の可変キャパシタの容量差を電圧に変
換して出力する電圧変換出力回路とを備えた容量型セン
サにおいて、前記２個のキャパシタの静電容量を不平衡
にする静電力を前記可動電極に印加して一方側のキャパ
シタの容量が他方側のキャパシタの容量よりも常に大に
維持するオフセット直流電源を設けたことを特徴として
構成されている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、２個の固定電極間に可動電極を配置して形成さ
れる２個の可変キャパシタと、この２個の可変キャパシ
タに交流電圧を印加する駆動電源と、２個の可変キャパ
シタに極性の異なる直流のバイアス電圧を印加するバイ
アス電源と、２個の可変キャパシタの容量差を電圧に変
換して出力する電圧変換出力回路とを備えた容量型セン
サにおいて、前記２個のキャパシタの静電容量を不平衡
にする静電力を前記可動電極に印加して一方側のキャパ
シタの容量が他方側のキャパシタの容量よりも常に大に
維持するオフセット直流電源を設けたことを特徴として
構成されている。
【００１５】
【作用】上記構成の本発明において、オフセット直流電
源のオフセット電圧が印加されることで、可動電極にこ
のオフセット電圧による静電力が加わり、可動電極は２
個のキャパシタの一方側に変位し、２個のキャパシタの
静電容量は強制的に不平衡にされ、これにより、加速度
等の被検出対象が作用して可動電極が変位しても、必ず
一方側のキャパシタの容量が他方側のキャパシタの容量
よりも大となる関係を維持し、加速度等の被検出対象の
作用する方向に応じてセンサ出力が位相反転するという
ことがなくなり、センサ出力の信号の大きさによって被
検出対象の変化の大きさとその変化の方向が検出され
る。
源のオフセット電圧が印加されることで、可動電極にこ
のオフセット電圧による静電力が加わり、可動電極は２
個のキャパシタの一方側に変位し、２個のキャパシタの
静電容量は強制的に不平衡にされ、これにより、加速度
等の被検出対象が作用して可動電極が変位しても、必ず
一方側のキャパシタの容量が他方側のキャパシタの容量
よりも大となる関係を維持し、加速度等の被検出対象の
作用する方向に応じてセンサ出力が位相反転するという
ことがなくなり、センサ出力の信号の大きさによって被
検出対象の変化の大きさとその変化の方向が検出され
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
構成部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。図１には本発明に係る容量型センサの一実施例の回
路構成が示されている。
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
構成部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。図１には本発明に係る容量型センサの一実施例の回
路構成が示されている。
【００１７】本実施例が従来例と異なる特徴的なこと
は、コンデンサＣ1 とＣ2 にそれぞれ極性の異なる直流
のバイアス電圧を印加するバイアス電源７，８の接続部
に、正の直流オフセット電圧を印加するオフセット電源
12を接続し、また、オペアンプ10の非反転入力端子側に
オフセット調整手段13を設けたことであり、それ以外の
構成は前記従来例と同様である。前記オフセット電源12
は直流電源からなり、その正極はバイアス電源７，８の
接続部に接続され、オフセット電源12の負極はグランド
に接続されている。また、オフセット調整手段13は摺動
抵抗器によって構成され、摺動端子を摺動抵抗器に接し
て摺動することで、オペアンプの非反転入力端子に印加
する電圧を調整し、オフセット電圧成分ΔＵを取り除い
てセンサ出力ＶOUT を出力するようになっている。
は、コンデンサＣ1 とＣ2 にそれぞれ極性の異なる直流
のバイアス電圧を印加するバイアス電源７，８の接続部
に、正の直流オフセット電圧を印加するオフセット電源
12を接続し、また、オペアンプ10の非反転入力端子側に
オフセット調整手段13を設けたことであり、それ以外の
構成は前記従来例と同様である。前記オフセット電源12
は直流電源からなり、その正極はバイアス電源７，８の
接続部に接続され、オフセット電源12の負極はグランド
に接続されている。また、オフセット調整手段13は摺動
抵抗器によって構成され、摺動端子を摺動抵抗器に接し
て摺動することで、オペアンプの非反転入力端子に印加
する電圧を調整し、オフセット電圧成分ΔＵを取り除い
てセンサ出力ＶOUT を出力するようになっている。
【００１８】本実施例では、オフセット電源12によりΔ
Ｕのオフセット直流電圧がバイアス電源７，８の接続部
に印加されることで、図２に示すように、コンデンサ
（キャパシタ）Ｃ1 に印加される直流電圧はＵ0 ＋ΔＵ
となり、コンデンサ（キャパシタ）Ｃ2 に印加される直
流電圧は−Ｕ0 ＋ΔＵとなる。オフセット電圧ΔＵはバ
イアス電源の電圧Ｕ0 と駆動電源６の交流電圧の振幅ｅ
を加算した電圧よりも大きく設定され、この結果、図２
に示すように、コンデンサＣ1 とＣ2 に印加される電圧
は必ず零電圧よりも大きくなり、低い方のバイアス電圧
（−Ｕ0 ＋ΔＵ）に乗る交流電圧波形は、零電圧と交差
することがなく、必ず零電圧よりも大きな電圧となるよ
うに設定されている。
Ｕのオフセット直流電圧がバイアス電源７，８の接続部
に印加されることで、図２に示すように、コンデンサ
（キャパシタ）Ｃ1 に印加される直流電圧はＵ0 ＋ΔＵ
となり、コンデンサ（キャパシタ）Ｃ2 に印加される直
流電圧は−Ｕ0 ＋ΔＵとなる。オフセット電圧ΔＵはバ
イアス電源の電圧Ｕ0 と駆動電源６の交流電圧の振幅ｅ
を加算した電圧よりも大きく設定され、この結果、図２
に示すように、コンデンサＣ1 とＣ2 に印加される電圧
は必ず零電圧よりも大きくなり、低い方のバイアス電圧
（−Ｕ0 ＋ΔＵ）に乗る交流電圧波形は、零電圧と交差
することがなく、必ず零電圧よりも大きな電圧となるよ
うに設定されている。
【００１９】このオフセット電圧ΔＵが印加されること
で、コンデンサＣ1 に印加される電圧Ｕ0 ＋ΔＵとコン
デンサＣ2 に印加されるバイアス電圧−Ｕ0 ＋ΔＵは非
対称の電圧となり、この非対称の電圧差により、可動電
極４は固定電極２側に静電力を受けて変位し、可動電極
４は固定電極２側に寄った位置で中立位置となり、必ず
コンデンサＣ1 の容量Ｃ1 がコンデンサＣ2 の容量Ｃ2
よりも大となる関係（Ｃ1 ＞Ｃ2 の関係）となる。
で、コンデンサＣ1 に印加される電圧Ｕ0 ＋ΔＵとコン
デンサＣ2 に印加されるバイアス電圧−Ｕ0 ＋ΔＵは非
対称の電圧となり、この非対称の電圧差により、可動電
極４は固定電極２側に静電力を受けて変位し、可動電極
４は固定電極２側に寄った位置で中立位置となり、必ず
コンデンサＣ1 の容量Ｃ1 がコンデンサＣ2 の容量Ｃ2
よりも大となる関係（Ｃ1 ＞Ｃ2 の関係）となる。
【００２０】本実施例では、従来例と同様に加速度によ
って可動電極４が加速度の方向に対応して変位すること
により、コンデンサＣ1 とＣ2 の容量が変化し、このコ
ンデンサＣ1 とＣ2 の容量差がオペアンプ10で電圧に変
換されて出力される。すなわち、加速度によるＣ1 とＣ
2 の容量変化に伴い、コンデンサＣ1 を流れる電流ｉ1
とコンデンサＣ2 を流れる電流ｉ2 が共に変化し、この
ｉ1 とｉ2 の合成電流（ｉ1 ＋ｉ2 ）と帰還抵抗器11の
抵抗値Ｒf を掛けることによって発生する電圧から、オ
フセット調整回路によってオフセット成分ΔＵを除去し
たＶOUT が加速度検出信号としてオペアンプ10の出力端
から取り出される。
って可動電極４が加速度の方向に対応して変位すること
により、コンデンサＣ1 とＣ2 の容量が変化し、このコ
ンデンサＣ1 とＣ2 の容量差がオペアンプ10で電圧に変
換されて出力される。すなわち、加速度によるＣ1 とＣ
2 の容量変化に伴い、コンデンサＣ1 を流れる電流ｉ1
とコンデンサＣ2 を流れる電流ｉ2 が共に変化し、この
ｉ1 とｉ2 の合成電流（ｉ1 ＋ｉ2 ）と帰還抵抗器11の
抵抗値Ｒf を掛けることによって発生する電圧から、オ
フセット調整回路によってオフセット成分ΔＵを除去し
たＶOUT が加速度検出信号としてオペアンプ10の出力端
から取り出される。
【００２１】この出力電圧ＶOUT は次の（３）式のよう
に表される。
に表される。
【００２２】 ＶOUT ＝Ｒf ・ω・ｅ（Ｃ1 −Ｃ2 ）・・・・・（３）
【００２３】本実施例では、オフセット電圧ΔＵが印加
されることで、コンデンサＣ1 の容量は必ずコンデンサ
Ｃ2 の容量よりも大の関係を維持し、この結果、加速度
の方向の如何に拘わらず、コンデンサＣ1 に流れる電流
ｉ1 はコンデンサＣ2 に流れる電流ｉ2 よりも大とな
り、電流ｉ1 と位相が180 °異なる電流ｉ2 を合成して
なる合成電流の位相は電流ｉ1 の位相と一致する。これ
により、図３に示すように、加速度により、可動電極４
が固定電極２側に変位したときには、コンデンサＣ1 が
増大する方向に変化し、コンデンサＣ2 の容量は減少す
る方向に変化し、そのｉ1 とｉ2 の合成電流は実線に示
すような正弦波状の電流波形となり、加速度が逆方向に
加わったときには、ｉ1 とｉ2 の合成電流波形は同図の
破線で示す振幅が小さくなった電流波形となり、加速度
の方向の如何に拘わらずｉ1 とｉ2の合成電流の波形は
同一位相の波形となる。
されることで、コンデンサＣ1 の容量は必ずコンデンサ
Ｃ2 の容量よりも大の関係を維持し、この結果、加速度
の方向の如何に拘わらず、コンデンサＣ1 に流れる電流
ｉ1 はコンデンサＣ2 に流れる電流ｉ2 よりも大とな
り、電流ｉ1 と位相が180 °異なる電流ｉ2 を合成して
なる合成電流の位相は電流ｉ1 の位相と一致する。これ
により、図３に示すように、加速度により、可動電極４
が固定電極２側に変位したときには、コンデンサＣ1 が
増大する方向に変化し、コンデンサＣ2 の容量は減少す
る方向に変化し、そのｉ1 とｉ2 の合成電流は実線に示
すような正弦波状の電流波形となり、加速度が逆方向に
加わったときには、ｉ1 とｉ2 の合成電流波形は同図の
破線で示す振幅が小さくなった電流波形となり、加速度
の方向の如何に拘わらずｉ1 とｉ2の合成電流の波形は
同一位相の波形となる。
【００２４】したがって、本実施例では、図４に示すよ
うに、加速度の方向の如何に拘わらずセンサ出力電圧Ｖ
OUT は正の電圧となり、センサ出力電圧を検出すること
により、加速度の大きさとその方向が求められることと
なる。
うに、加速度の方向の如何に拘わらずセンサ出力電圧Ｖ
OUT は正の電圧となり、センサ出力電圧を検出すること
により、加速度の大きさとその方向が求められることと
なる。
【００２５】また、本実施例では、従来例のように加速
度の方向によりセンサ出力の位相が反転することがない
ため、微小容量検出域においても、キャパシタ容量差と
出力電圧との間に優れた直線性が得られ、高感度、か
つ、高精度の加速度検出が可能となる。
度の方向によりセンサ出力の位相が反転することがない
ため、微小容量検出域においても、キャパシタ容量差と
出力電圧との間に優れた直線性が得られ、高感度、か
つ、高精度の加速度検出が可能となる。
【００２６】また、加速度の方向を検知するための複雑
な同期検波回路が不要となり、その分、回路構成を簡易
化することができると共に、センサコストの低減化を図
ることができる。
な同期検波回路が不要となり、その分、回路構成を簡易
化することができると共に、センサコストの低減化を図
ることができる。
【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、オフセット電源12のオフセット電圧を正側
の値ΔＵで与えたが、これとは逆に、負のオフセット電
圧−ΔＵで与えたものでもよい。
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、オフセット電源12のオフセット電圧を正側
の値ΔＵで与えたが、これとは逆に、負のオフセット電
圧−ΔＵで与えたものでもよい。
【００２８】また、本実施例では、加速度センサを例に
して容量型センサを説明したが、本発明の容量型センサ
は、加速度以外の圧力、変位等の被検出対象を検出する
容量型センサとして適用されるものである。この場合に
は、その用途に応じて容量検出部１の構成形態が設計さ
れることとなる。
して容量型センサを説明したが、本発明の容量型センサ
は、加速度以外の圧力、変位等の被検出対象を検出する
容量型センサとして適用されるものである。この場合に
は、その用途に応じて容量検出部１の構成形態が設計さ
れることとなる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、オフセット直流電源に
よりオフセット電圧を印加して、２個の可変キャパシタ
の一方側の容量が他方側の容量よりも常に大に維持する
ように構成したものであるから、被検出対象の作用の方
向によってセンサ出力の位相が反転するということがな
くなり、センサ出力によって被検出対象の作用の方向と
大きさが容易に検出できることとなり、これにより、被
検出対象の微小検出領域における被検出対象の変化に対
する出力の良好な直線性が得られ、被検出対象の検出精
度と検出感度を共に高めることができる。
よりオフセット電圧を印加して、２個の可変キャパシタ
の一方側の容量が他方側の容量よりも常に大に維持する
ように構成したものであるから、被検出対象の作用の方
向によってセンサ出力の位相が反転するということがな
くなり、センサ出力によって被検出対象の作用の方向と
大きさが容易に検出できることとなり、これにより、被
検出対象の微小検出領域における被検出対象の変化に対
する出力の良好な直線性が得られ、被検出対象の検出精
度と検出感度を共に高めることができる。
【００３０】また、従来例の複雑な同期検波回路が不要
となり、その分、回路構成を簡易化でき、センサコスト
の低減化を図ることができる。
となり、その分、回路構成を簡易化でき、センサコスト
の低減化を図ることができる。
【図１】本発明に係る容量型センサの一実施例の回路構
成図である。
成図である。
【図２】同実施例のセンサにおける各キャパシタの印加
電圧を示す説明図である。
電圧を示す説明図である。
【図３】同実施例における各キャパシタに流れる電流の
合成電流波形の説明図である。
合成電流波形の説明図である。
【図４】同実施例のセンサ出力を従来例との比較で示す
特性説明図である。
特性説明図である。
【図５】従来の容量型センサの回路図である。
【図６】図５の回路における各キャパシタの印加電圧波
形を示す説明図である。
形を示す説明図である。
【図７】従来の容量型センサのキャパシタＣ1 に流れる
電流とキャパシタＣ2 に流れる電流との合成電流の波形
図である。
電流とキャパシタＣ2 に流れる電流との合成電流の波形
図である。
【図８】容量検出部の一構成例を示す説明図である。
１ 容量検出部 ６ 駆動電源 ７，８ バイアス電源 10 オペアンプ 11 帰還抵抗器 12 オフセット電源 13 オフセット調整手段 Ｃ1 ，Ｃ2 コンデンサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/24 G01L 1/14 G01R 27/26
Claims (1)
- 【請求項１】 ２個の固定電極間に可動電極を配置して
形成される２個の可変キャパシタと、この２個の可変キ
ャパシタに交流電圧を印加する駆動電源と、２個の可変
キャパシタに極性の異なる直流のバイアス電圧を印加す
るバイアス電源と、２個の可変キャパシタの容量差を電
圧に変換して出力する電圧変換出力回路とを備えた容量
型センサにおいて、前記２個のキャパシタの静電容量を
不平衡にする静電力を前記可動電極に印加して一方側の
キャパシタの容量が他方側のキャパシタの容量よりも常
に大に維持するオフセット直流電源を設けたことを特徴
とする容量型センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05491594A JP3265807B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 容量型センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05491594A JP3265807B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 容量型センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07239243A JPH07239243A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3265807B2 true JP3265807B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=12983911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05491594A Expired - Fee Related JP3265807B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 容量型センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3265807B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011226901A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Mitsutoyo Corp | 容量変化型変位計 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP05491594A patent/JP3265807B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07239243A (ja) | 1995-09-12 |
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