JPH0823568B2 - 電位センサ - Google Patents
電位センサInfo
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- JPH0823568B2 JPH0823568B2 JP5087013A JP8701393A JPH0823568B2 JP H0823568 B2 JPH0823568 B2 JP H0823568B2 JP 5087013 A JP5087013 A JP 5087013A JP 8701393 A JP8701393 A JP 8701393A JP H0823568 B2 JPH0823568 B2 JP H0823568B2
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- Japan
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- potential sensor
- metal plate
- detection electrode
- bending oscillator
- electrode portion
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R5/00—Instruments for converting a single current or a single voltage into a mechanical displacement
- G01R5/28—Electrostatic instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/12—Measuring electrostatic fields or voltage-potential
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、帯電体の表面電位を検
出する電位センサに関し、特に機械振動子により交流信
号への変換機能を持った電位センサに関する。
出する電位センサに関し、特に機械振動子により交流信
号への変換機能を持った電位センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電位センサは、図7に示すよう
に、被測定物から放射される電気力線を導入するための
測定穴19を有するケース5と、このケース5内に入っ
てくる電気力線18を一定周期で切るチョッパ部23を
もつ音叉振動子21と、切られた電気力線18を受けて
交流信号を取り出すための検出電極22とから構成され
ている。
に、被測定物から放射される電気力線を導入するための
測定穴19を有するケース5と、このケース5内に入っ
てくる電気力線18を一定周期で切るチョッパ部23を
もつ音叉振動子21と、切られた電気力線18を受けて
交流信号を取り出すための検出電極22とから構成され
ている。
【0003】ここで、音叉振動子21には、駆動および
振動信号抽出用の圧電セラミック7が接着されている。
また、音叉振動子21および検出電極22は基板6に固
定され、基板6は測定穴19を有するケース5に収容さ
れている。基板6の所定位置には、音叉振動子の駆動お
よび信号抽出用圧電セラミックのための入出力用端子1
6および接地端子14が設けられている。
振動信号抽出用の圧電セラミック7が接着されている。
また、音叉振動子21および検出電極22は基板6に固
定され、基板6は測定穴19を有するケース5に収容さ
れている。基板6の所定位置には、音叉振動子の駆動お
よび信号抽出用圧電セラミックのための入出力用端子1
6および接地端子14が設けられている。
【0004】しかしながら、この電位センサは、幅方向
(図7(a)のたて方向)に、2つのチョッパ部23の
幅,チョッパ間の間隔,圧電セラミック7の厚み,圧電
セラミックへリード線13を配線するためのケースと圧
電セラミックとの間隙とを合わせた以上の寸法が必要な
ため、幅方向の寸法が大きくなるという欠点がある。
(図7(a)のたて方向)に、2つのチョッパ部23の
幅,チョッパ間の間隔,圧電セラミック7の厚み,圧電
セラミックへリード線13を配線するためのケースと圧
電セラミックとの間隙とを合わせた以上の寸法が必要な
ため、幅方向の寸法が大きくなるという欠点がある。
【0005】また。測定穴とチョッパ部と検出電極相互
の位置により出力が変化するため出力バラツキが大きい
という欠点もある。このような問題を克服するため、音
叉の向きを変えた図8のような電位センサが提案されて
いる。図8記載の電位センサは、被測定物から放射され
る電気力線を導入するための測定穴19を有するケース
5と、音叉振動子21のアーム先端に絶縁板24を介し
て取付けられ一定周期で被測定物に対して前後に振動
し、ケース5内に入った電気力線19を受ける検出電極
22とから構成されている。図8記載の電位センサの幅
は、音叉振動子の支持部26の幅のみにより規制される
ため、図7の構成に比べ小さくすることが可能となる。
の位置により出力が変化するため出力バラツキが大きい
という欠点もある。このような問題を克服するため、音
叉の向きを変えた図8のような電位センサが提案されて
いる。図8記載の電位センサは、被測定物から放射され
る電気力線を導入するための測定穴19を有するケース
5と、音叉振動子21のアーム先端に絶縁板24を介し
て取付けられ一定周期で被測定物に対して前後に振動
し、ケース5内に入った電気力線19を受ける検出電極
22とから構成されている。図8記載の電位センサの幅
は、音叉振動子の支持部26の幅のみにより規制される
ため、図7の構成に比べ小さくすることが可能となる。
【0006】ここで音叉振動子21には、駆動および振
動信号抽出用の圧電セラミック7を接着している。ま
た、音叉振動子21は基板6に固定され、さらに、この
基板6は測定穴19を有するケースに収容されている。
また、検出電極から出力信号を取り出すためのリード線
11は音叉振動子の振動への影響を小さくするため音叉
振動子のアーム表面に接着により固定されている。
動信号抽出用の圧電セラミック7を接着している。ま
た、音叉振動子21は基板6に固定され、さらに、この
基板6は測定穴19を有するケースに収容されている。
また、検出電極から出力信号を取り出すためのリード線
11は音叉振動子の振動への影響を小さくするため音叉
振動子のアーム表面に接着により固定されている。
【0007】しかしながら、図8記載の電位センサで
は、出力信号を取出すためのリード線を音叉振動子しの
アーム表面に固定している接着剤の物理特性(特にステ
ィフネス)が音叉振動子に使用している金属にくらべは
るかに温度により変化しやすい。このため音叉振動子の
振動振幅が温度により大きく変化し、電位センサの動作
が温度に対し不安定であるという欠点がある。
は、出力信号を取出すためのリード線を音叉振動子しの
アーム表面に固定している接着剤の物理特性(特にステ
ィフネス)が音叉振動子に使用している金属にくらべは
るかに温度により変化しやすい。このため音叉振動子の
振動振幅が温度により大きく変化し、電位センサの動作
が温度に対し不安定であるという欠点がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は上記の欠
点を除去し、幅方向の寸法が小さく、しかも音叉振動子
の向きを変えて幅方向寸法を小さくしても特性が不安定
とならない電位センサを提供することにある。
点を除去し、幅方向の寸法が小さく、しかも音叉振動子
の向きを変えて幅方向寸法を小さくしても特性が不安定
とならない電位センサを提供することにある。
【0009】本発明の電位センサは上記目的を達成する
ために、被測定物から放射される電気力線を導入するた
めの測定穴を有するケースと、このケース内に入ってく
る電気力線を受ける検出電極部と一体となった音片形の
屈曲振動子と屈曲振動子を保持する配線基板とから構成
されていることを特徴としている。
ために、被測定物から放射される電気力線を導入するた
めの測定穴を有するケースと、このケース内に入ってく
る電気力線を受ける検出電極部と一体となった音片形の
屈曲振動子と屈曲振動子を保持する配線基板とから構成
されていることを特徴としている。
【0010】また、上記配線基板はベースに保持され、
さらにこの配線基板は測定穴を有するケースに収容する
ことができる。
さらにこの配線基板は測定穴を有するケースに収容する
ことができる。
【0011】
【実施例】次に本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。図1(a)および(b)はそれぞれ、本発明の一実
施例の平面断面図および正面断面図である。図におい
て、本発明の電位センサは、第一の金属板である検出電
極部2と、第二の金属板20とを絶縁板3で接続した屈
曲振動子1と、この屈曲振動子1を支持部9および支持
部10を介して保持する配線基板4と、この配線基板を
保持するベース6と、これらを収納し、測定穴19を有
するケースとから構成されている。
る。図1(a)および(b)はそれぞれ、本発明の一実
施例の平面断面図および正面断面図である。図におい
て、本発明の電位センサは、第一の金属板である検出電
極部2と、第二の金属板20とを絶縁板3で接続した屈
曲振動子1と、この屈曲振動子1を支持部9および支持
部10を介して保持する配線基板4と、この配線基板を
保持するベース6と、これらを収納し、測定穴19を有
するケースとから構成されている。
【0012】屈曲振動子1は第一の金属板である検出電
極部2と絶縁板3と図2の右側の部分の第二の金属板2
0とから構成されている。検出電極部2と絶縁板3およ
び絶縁板3と第2の金属板20はそれぞれ接着剤により
接続されている。また、この屈曲振動子1には、駆動お
よび振動信号抽出のための圧電セラミック7が接着され
ている。さらに、この屈曲振動子1の支持のため屈曲振
動子の節の部分に支持部9および支持部10が設けられ
ている。支持部9および10は金属2および20と一体
化形成されており、配線基板4に半田付等により接続さ
れている。
極部2と絶縁板3と図2の右側の部分の第二の金属板2
0とから構成されている。検出電極部2と絶縁板3およ
び絶縁板3と第2の金属板20はそれぞれ接着剤により
接続されている。また、この屈曲振動子1には、駆動お
よび振動信号抽出のための圧電セラミック7が接着され
ている。さらに、この屈曲振動子1の支持のため屈曲振
動子の節の部分に支持部9および支持部10が設けられ
ている。支持部9および10は金属2および20と一体
化形成されており、配線基板4に半田付等により接続さ
れている。
【0013】図2は本実施例に使用される屈曲振動子1
の斜視図である。次に、本実施例の動作について図1お
よび図2を用いて説明する。被測定物から放射される電
気力線18はケース5に設けられた測定穴19を通り、
検出電極部2に到達し、検出電極部2に静電誘導による
電位を発生させる。
の斜視図である。次に、本実施例の動作について図1お
よび図2を用いて説明する。被測定物から放射される電
気力線18はケース5に設けられた測定穴19を通り、
検出電極部2に到達し、検出電極部2に静電誘導による
電位を発生させる。
【0014】屈曲振動子1の圧電セラミック7を、リー
ド線13および配線基板上の配線を介して外部の駆動回
路に接続されているので、屈曲振動子は屈曲振動する。
この振動により検出電極部2が図1(b)において矢印
Aに示すように上下に振動するので検出電極部2に発生
する電位も、図8の構成同様周期的に変動する。したが
って、検出電極部と接地間には、屈曲振動子の振動と周
波数が同じで振幅に応じた大きさの交流電圧が発生す
る。この交流電圧は微小であるため取扱いの容易な信号
に変換するには入力インピーダンスの高い増幅器で増幅
される。
ド線13および配線基板上の配線を介して外部の駆動回
路に接続されているので、屈曲振動子は屈曲振動する。
この振動により検出電極部2が図1(b)において矢印
Aに示すように上下に振動するので検出電極部2に発生
する電位も、図8の構成同様周期的に変動する。したが
って、検出電極部と接地間には、屈曲振動子の振動と周
波数が同じで振幅に応じた大きさの交流電圧が発生す
る。この交流電圧は微小であるため取扱いの容易な信号
に変換するには入力インピーダンスの高い増幅器で増幅
される。
【0015】図5に、その増幅器の一例を示す。この回
路は、図1の配線基板4上に形成することも可能であ
る。
路は、図1の配線基板4上に形成することも可能であ
る。
【0016】また、屈曲振動子1は支持部9および支持
部10により配線基板4に固定されており、支持部9は
検出電極部2と配線基板4上の配線として、また、支持
部10は屈曲振動子の接地のための配線として、電気的
な接続の働きもしているので特にリード線を設ける必要
がない。さらに本電位センサの出力バラツキは、測定穴
と検出電極部の位置関係のみで決定されるので、チョッ
パを用いる方式より小さくなる。
部10により配線基板4に固定されており、支持部9は
検出電極部2と配線基板4上の配線として、また、支持
部10は屈曲振動子の接地のための配線として、電気的
な接続の働きもしているので特にリード線を設ける必要
がない。さらに本電位センサの出力バラツキは、測定穴
と検出電極部の位置関係のみで決定されるので、チョッ
パを用いる方式より小さくなる。
【0017】図5(a)および(b)は本発明の第2の
実施例を示す平面図および正面図である第2の実施例の
電位センサでは、第1の金属板である検出電極部2が直
角に曲げられた金属板から構成されている。
実施例を示す平面図および正面図である第2の実施例の
電位センサでは、第1の金属板である検出電極部2が直
角に曲げられた金属板から構成されている。
【0018】図6は図5の電位センサに使用される屈曲
振動子の斜視図である。本構成の電位センサでは検出電
極部21の振動方向が電気力線の方向に対し直角となる
ため検出穴を通ってきた電気力線を検出電極が受ける量
が振動により変化し、交流信号を発生させる。図5の電
位センサにおいても基本的な構造は図1の電位センサと
同じであるため安定した出力で、幅方向寸法の小さい電
位センサを実現できる。
振動子の斜視図である。本構成の電位センサでは検出電
極部21の振動方向が電気力線の方向に対し直角となる
ため検出穴を通ってきた電気力線を検出電極が受ける量
が振動により変化し、交流信号を発生させる。図5の電
位センサにおいても基本的な構造は図1の電位センサと
同じであるため安定した出力で、幅方向寸法の小さい電
位センサを実現できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電位セン
サは検出電極部から出力を取出すためのリード線がな
く、検出電極部を一体化した平板に近い構造の屈曲振動
子を使用しているため、特性バラツキが小さく、動作が
安定で、幅方向の寸法を小さくできる。また、屈曲振動
子の構造が簡単なため製造が容易で工業的価値も高い。
サは検出電極部から出力を取出すためのリード線がな
く、検出電極部を一体化した平板に近い構造の屈曲振動
子を使用しているため、特性バラツキが小さく、動作が
安定で、幅方向の寸法を小さくできる。また、屈曲振動
子の構造が簡単なため製造が容易で工業的価値も高い。
【図1】(a),(b)はそれぞれ本発明の一実施例の
平面断面図および正面断面図
平面断面図および正面断面図
【図2】図1の電位センサに使用している屈曲振動子の
斜視図
斜視図
【図3】電位センサの出力の増幅回路の一例を示す回路
図
図
【図4】屈曲振動子の駆動回路の一例を示す回路図
【図5】(a),(b)はそれぞれ本発明の他の実施例
の平面断面図および正面断面図
の平面断面図および正面断面図
【図6】図5の電位センサに使用される屈曲振動子の斜
視図
視図
【図7】(a),(b)はそれぞれ従来の電位センサー
の一例を示す平面断面図および正面断面図
の一例を示す平面断面図および正面断面図
【図8】(a),(b)はそれぞれ従来の電位センサの
他の例を示す平面断面図および正面断面図
他の例を示す平面断面図および正面断面図
1 屈曲振動子 2,21 検出電極部 3 絶縁板 4 配線基板 5 ケース 6 ベース 7 圧電セラミック 8 ケーブル 9,10 支持部 11 出力用配線 13 圧電セラミック入出力用配線 14 接地用配線 15 出力用端子 16 圧電セラミック入出力用端子 17 接地端子 18 電気力線 19 測定穴 21 音叉振動子 22 検出電極 23 チョッパ部 24 絶縁板 25 付加片 26 支持部
Claims (4)
- 【請求項1】 被測定物から放射される電気力線を導入
するための測定穴を有するケースと、該ケース内に入っ
てくる電気力線を受ける検出電極部と一体となった屈曲
振動子と、該屈曲振動子を保持する配線基板と、該配線
基板を保持するベースとから構成される電位センサにお
いて、 前記屈曲振動子が第一の金属板である検出電極部と、第
二の金属板と、前記2つの金属板を一平面上に配置され
るように接続するための絶縁板と、前記第二の金属板上
に屈曲振動子の駆動および振動信号抽出のために接着さ
れた少なくとも2個の圧電サラミックとから構成され、
前記第一の金属板および第二の金属板が少なくとも、各
々一つの支持用部材により前記配線基板と接続されてい
ることを特徴とする電位センサ。 - 【請求項2】 前記第一の金属板および第二の金属板
と、これら第1および第2の金属板に接続される支持部
は同一材料から一体化して作られていることを特徴とす
る請求項1記載の電位センサ。 - 【請求項3】 前記第一の金属板である検出電極部が直
角に折れ曲った金属板から構成されたことを特徴とする
請求項1記載の電位センサ。 - 【請求項4】 前記支持部は前記屈曲振動子の節に接続
されていることを特徴とする請求項1記載の電位セン
サ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5087013A JPH0823568B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 電位センサ |
US08/227,324 US5539319A (en) | 1993-04-14 | 1994-04-14 | Surface potential electrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5087013A JPH0823568B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 電位センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06300800A JPH06300800A (ja) | 1994-10-28 |
JPH0823568B2 true JPH0823568B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=13903088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5087013A Expired - Lifetime JPH0823568B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 電位センサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5539319A (ja) |
JP (1) | JPH0823568B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994029733A1 (de) * | 1993-06-16 | 1994-12-22 | Franz Winkler | Verfahren zur kontaktlosen bestimmung elektrischer messgrössen |
JP3481720B2 (ja) * | 1995-03-31 | 2003-12-22 | 株式会社リコー | 表面電位測定装置 |
JP2002529742A (ja) | 1998-11-06 | 2002-09-10 | オンガード システムズ,インク. | 電子回路 |
US6414318B1 (en) | 1998-11-06 | 2002-07-02 | Bridge Semiconductor Corporation | Electronic circuit |
US7940040B2 (en) * | 2008-12-19 | 2011-05-10 | Illinois Tool Works Inc. | Foil-leaf electrometer for static field detection with triggered indicator |
US7924018B2 (en) * | 2008-12-19 | 2011-04-12 | Illinois Tool Works Inc. | MEMS electrometer that measures amount of repulsion of adjacent beams from each other for static field detection |
US7915897B2 (en) * | 2008-12-19 | 2011-03-29 | Illinois Tool Works Inc. | Foil-leaf electrometer for static field detection with permanently separating leaves |
CN105277804B (zh) * | 2015-11-28 | 2019-01-22 | 沈阳华兴防爆器材有限公司 | 一种输送管道内部静电在线检测装置 |
FR3108728B1 (fr) * | 2020-03-26 | 2022-04-22 | Office National Detudes Rech Aerospatiales | Detecteur de champ electrique |
DE102022101772B4 (de) * | 2022-01-26 | 2024-06-06 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Gesellschaft mit beschränkter Haftung | System und Verfahren zur berührungslosen Ermittlung eines elektrischen Potentials einer Probe |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5459972A (en) * | 1977-10-21 | 1979-05-15 | Ricoh Co Ltd | Alternating current type surface electrometer |
US4367948A (en) * | 1979-04-24 | 1983-01-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface potential electrometer and image forming apparatus using the same |
US4625176A (en) * | 1983-09-13 | 1986-11-25 | International Business Machines Corporation | Electrostatic probe |
JPH07951Y2 (ja) * | 1986-05-23 | 1995-01-11 | 日本電気株式会社 | 電位センサ |
US5243292A (en) * | 1991-10-07 | 1993-09-07 | Xerox Corporation | Electrostatic measuring tuning fork and means for limiting mechanical amplitude thereof |
US5212451A (en) * | 1992-03-09 | 1993-05-18 | Xerox Corporation | Single balanced beam electrostatic voltmeter modulator |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP5087013A patent/JPH0823568B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-04-14 US US08/227,324 patent/US5539319A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5539319A (en) | 1996-07-23 |
JPH06300800A (ja) | 1994-10-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960820 |