JPH0412466Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0412466Y2 JPH0412466Y2 JP18557883U JP18557883U JPH0412466Y2 JP H0412466 Y2 JPH0412466 Y2 JP H0412466Y2 JP 18557883 U JP18557883 U JP 18557883U JP 18557883 U JP18557883 U JP 18557883U JP H0412466 Y2 JPH0412466 Y2 JP H0412466Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- pair
- compensation
- variable capacitors
- capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 28
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
＜考案の属する技術分野＞
本考案は、圧力、差圧等の被測定量に応じて可
動電極が変位し電極間の容量が差動的に変化する
一対の可変コンデンサを有する検出器を用いた容
量式変換装置に関するものである。
動電極が変位し電極間の容量が差動的に変化する
一対の可変コンデンサを有する検出器を用いた容
量式変換装置に関するものである。
＜従来技術＞
一対の可変コンデンサを有する検出器は、例え
ば第１図の断面図に示すように構成されている。
両側面がシールダイヤフラム４と５で封鎖されて
いる容器内を測定ダイヤフラム１で測定室７と８
の２部分に分離し、かつ測定室７，８内を封入液
６で満している。そして測定ダイヤフラム１を可
動電極とし、その両面に対向する測定室の内壁面
にそれぞれ固定電極２と３を配置して、一対の可
変コンデンサC1，C2を形成している。この検出
器では容器の両側面のシールダイヤフラム４，５
に外部から高圧PHと低圧PLが加わると、両圧は
封入液６を介して測定ダイヤフラム１に伝達さ
れ、測定ダイヤフラムすなわち可動電極１を変位
させる。この結果一対の可変コンデンサC1、C2
の容量が被測定量（PH−PL）に応じて差動的に
変化する。このような検出器を用いた容量式変換
装置においては、一般に一対の可変コンデンサに
発振器より発振出力を印加し、被測定量に応じて
差動的に変化する容量の和に対応した電気信号が
一定になるように前記発振器を制御し、差動的に
変化する容量の差に対応した電気信号を出力する
ことにより、被測定量を電気信号に変換してい
る。しかしながら、このように構成された容量式
変換装置では、一対の可変コンデンサの電極間に
存在するストレイ容量等の影響をうけ、直線性が
悪かつた。
ば第１図の断面図に示すように構成されている。
両側面がシールダイヤフラム４と５で封鎖されて
いる容器内を測定ダイヤフラム１で測定室７と８
の２部分に分離し、かつ測定室７，８内を封入液
６で満している。そして測定ダイヤフラム１を可
動電極とし、その両面に対向する測定室の内壁面
にそれぞれ固定電極２と３を配置して、一対の可
変コンデンサC1，C2を形成している。この検出
器では容器の両側面のシールダイヤフラム４，５
に外部から高圧PHと低圧PLが加わると、両圧は
封入液６を介して測定ダイヤフラム１に伝達さ
れ、測定ダイヤフラムすなわち可動電極１を変位
させる。この結果一対の可変コンデンサC1、C2
の容量が被測定量（PH−PL）に応じて差動的に
変化する。このような検出器を用いた容量式変換
装置においては、一般に一対の可変コンデンサに
発振器より発振出力を印加し、被測定量に応じて
差動的に変化する容量の和に対応した電気信号が
一定になるように前記発振器を制御し、差動的に
変化する容量の差に対応した電気信号を出力する
ことにより、被測定量を電気信号に変換してい
る。しかしながら、このように構成された容量式
変換装置では、一対の可変コンデンサの電極間に
存在するストレイ容量等の影響をうけ、直線性が
悪かつた。
このため従来は補償用の固定コンデンサを用い
て直線性を向上させており、その一例を第２図に
示す。第２図において、一対の可変コンデンサ
C1，C2および補償用の固定コンデンサC3にはト
ランスＴを介して発振器OSCの発振出力があた
えられているので、それぞれの容量に応じた交流
電流i1，i2，i3が流れる。交流電流i1，i2，i3は整
流用ダイオードD1，D2，D3，D4，D5，D6および
平滑用コンデンサCf0，Cf1，Cf2によつて整流平
滑される。したがつて、電流電圧変換器CON１
の入力には交流電流i1，i2の差すなわち容量C1，
C2の差に対応した平均値電流Ioが与えられる。
CON１は演算増幅器OP1とその帰還回路に接続
された抵抗Roとからなり、平均値電流Ioを出力
電圧Eo（＝−Io・Ro）に変換する。交流電流i2す
なわち容量C2に応じた平均値電流I2は電流電圧変
換器CON２の入力に与えられる。CON２は演算
増幅器OP2とその帰還回路に接続された抵抗R1と
からなり、その入力に与えられるC2の容量に応
じた平均値電流I2をR2，I2なる電圧E2に変換す
る。交流電流i1すなわち容量C1に応じた平均値電
流I1は積分器INTの入力に与えられる。INTは演
算増幅器OP3とその帰還回路に接続されたコンデ
ンサCIとからなり、その入力にはC1の容量に応
じた平均値電流I1の他に、CON２の出力電圧E2
が抵抗R2を介して与えられ、かつ負の基準電圧
Erが抵抗R3を介して与えられている。さらに交
流電流i3すなわちC3の容量に応じた平均値電流を
抵抗R4で分流して得た補償電流I4も平均値電流I1
とは逆極性にINTの入力に与えられている。な
お補償電流I4は抵抗R4の刷子位置αを移動させる
ことにより調整できる。積分器INTはC1の容量
に応じた平均値電流I1と、CON２の出力電圧E2
に応じたE2／R2なる電流I3と、基準電圧Erに応
じたEr／R3なる基準電流Irおよび補償電流I4とを
加算積分する。そして抵抗R1とR2の値を等しく
選べば、電流I3はI2を反転した電流となり、図示
の如くI1と同極性でかつ基準電流Irとは逆極性と
なる。すなわち積分器INTはC1，C2の容量の和
に応じた平均値電流（I1＋I2）と基準電流Irおよ
び補償電流I4の総和が零になるように発振器OSC
の発振出力を制御して、電流電圧変換器CON１
の出力端に次式に示す如き出力電圧Eoを得てい
る。
て直線性を向上させており、その一例を第２図に
示す。第２図において、一対の可変コンデンサ
C1，C2および補償用の固定コンデンサC3にはト
ランスＴを介して発振器OSCの発振出力があた
えられているので、それぞれの容量に応じた交流
電流i1，i2，i3が流れる。交流電流i1，i2，i3は整
流用ダイオードD1，D2，D3，D4，D5，D6および
平滑用コンデンサCf0，Cf1，Cf2によつて整流平
滑される。したがつて、電流電圧変換器CON１
の入力には交流電流i1，i2の差すなわち容量C1，
C2の差に対応した平均値電流Ioが与えられる。
CON１は演算増幅器OP1とその帰還回路に接続
された抵抗Roとからなり、平均値電流Ioを出力
電圧Eo（＝−Io・Ro）に変換する。交流電流i2す
なわち容量C2に応じた平均値電流I2は電流電圧変
換器CON２の入力に与えられる。CON２は演算
増幅器OP2とその帰還回路に接続された抵抗R1と
からなり、その入力に与えられるC2の容量に応
じた平均値電流I2をR2，I2なる電圧E2に変換す
る。交流電流i1すなわち容量C1に応じた平均値電
流I1は積分器INTの入力に与えられる。INTは演
算増幅器OP3とその帰還回路に接続されたコンデ
ンサCIとからなり、その入力にはC1の容量に応
じた平均値電流I1の他に、CON２の出力電圧E2
が抵抗R2を介して与えられ、かつ負の基準電圧
Erが抵抗R3を介して与えられている。さらに交
流電流i3すなわちC3の容量に応じた平均値電流を
抵抗R4で分流して得た補償電流I4も平均値電流I1
とは逆極性にINTの入力に与えられている。な
お補償電流I4は抵抗R4の刷子位置αを移動させる
ことにより調整できる。積分器INTはC1の容量
に応じた平均値電流I1と、CON２の出力電圧E2
に応じたE2／R2なる電流I3と、基準電圧Erに応
じたEr／R3なる基準電流Irおよび補償電流I4とを
加算積分する。そして抵抗R1とR2の値を等しく
選べば、電流I3はI2を反転した電流となり、図示
の如くI1と同極性でかつ基準電流Irとは逆極性と
なる。すなわち積分器INTはC1，C2の容量の和
に応じた平均値電流（I1＋I2）と基準電流Irおよ
び補償電流I4の総和が零になるように発振器OSC
の発振出力を制御して、電流電圧変換器CON１
の出力端に次式に示す如き出力電圧Eoを得てい
る。
Eo＝C1−C2／C1＋C2−αC3Ir・Ro (1)
そして、一対の可変コンデンサC1，C2の容量
は、可動電極１の変位量ｘに対し、ｘ＝０のとき
の初期容量をCo、可動電極１と固定電極２，３
間の基準間隔（Ｘ＝０のときの間隔）をｄ，電極
間に並列に存在するストレイ容量をCsとすると
それぞれ次式で与えられる。
は、可動電極１の変位量ｘに対し、ｘ＝０のとき
の初期容量をCo、可動電極１と固定電極２，３
間の基準間隔（Ｘ＝０のときの間隔）をｄ，電極
間に並列に存在するストレイ容量をCsとすると
それぞれ次式で与えられる。
C1＝Coｄ／ｄ−ｘ＋Cs (2)
C2＝Coｄ／ｄ＋ｘ＋Cs (3)
(1)式、(2)式および(3)式から出力電圧Eoは、
Eo＝2x／2d＋（2Cs−αC3）ＡIr・Ro (4)
ただし、Ａ＝（d2−x2）／Co・ｄ
となる。ここで、
α＝2Cs／C3 (5)
を満足するように分流比αを調整すれば、出力電
圧Eoは Eo＝ｘ／ｄIr・Ro (6) となり、ストレイ容量Csの影響を除去でき、直
線性を向上させることができる。
圧Eoは Eo＝ｘ／ｄIr・Ro (6) となり、ストレイ容量Csの影響を除去でき、直
線性を向上させることができる。
ところで、一対の可変コンデンサC1，C2のス
トレイ容量Csは温度係数をもつているので、補
償用の固定コンデンサC3の容量の温度係数を合
せる必要がある。しかしながら固定コンデンサは
温度係数の限られたものしかなく、一対の可変コ
ンデンサの温度係数に合せることが困難で、周囲
温度の変化による影響を受けるという問題があつ
た。また補償用コンデンサC3に流れる電流を利
用しているので、C3に並列にストレイ容量が存
在すると、その影響を受ける。
トレイ容量Csは温度係数をもつているので、補
償用の固定コンデンサC3の容量の温度係数を合
せる必要がある。しかしながら固定コンデンサは
温度係数の限られたものしかなく、一対の可変コ
ンデンサの温度係数に合せることが困難で、周囲
温度の変化による影響を受けるという問題があつ
た。また補償用コンデンサC3に流れる電流を利
用しているので、C3に並列にストレイ容量が存
在すると、その影響を受ける。
＜本考案の目的＞
本考案は、周囲温度の変化の影響や補償回路の
ストレイ容量の影響を受けることなく、直線性の
補償ができる容量式変換装置を実現するにある。
ストレイ容量の影響を受けることなく、直線性の
補償ができる容量式変換装置を実現するにある。
＜本考案の構成＞
本考案は、発振器の発信出力を整流して補償用
抵抗に与えて補償電流を得るように直線性の補償
回路を構成することにより、上述のような欠点の
ない容量式変換装置を実現したものである。
抵抗に与えて補償電流を得るように直線性の補償
回路を構成することにより、上述のような欠点の
ない容量式変換装置を実現したものである。
＜実施例＞
第３図は本考案装置の一実施例を示す接続図で
ある。第３図において、第２図と異なるところ
は、トランスＴの巻線n4に生じる電圧をダイオー
ドD5および平滑用コンデンサCf3で整流平滑して
補償用抵抗Rsに与え、抵抗Rsをながれる直流電
流を抵抗R4で分流して補償用電流を得るように
して、補償用コンデンサを用いないようにした点
である。
ある。第３図において、第２図と異なるところ
は、トランスＴの巻線n4に生じる電圧をダイオー
ドD5および平滑用コンデンサCf3で整流平滑して
補償用抵抗Rsに与え、抵抗Rsをながれる直流電
流を抵抗R4で分流して補償用電流を得るように
して、補償用コンデンサを用いないようにした点
である。
このように構成した本考案においては、出力電
圧Eoは次式で与えられる。
圧Eoは次式で与えられる。
Eo＝2x／2d＋（2Cs−α／2fRs）Ａ
Ir・Ro (7)
よつて、
α＝4Cs・ｆ・Rs (8)
を満足するようにαを調整すれば、出力電圧Eo
は(6)式と同じになり、ストレイ容量Csの影響を
除去でき、直線性を向上させることができる。し
かも抵抗は種々の温度係数のものがあり、一対の
可変コンデンサのストレイ容量の温度係数にあつ
たものを選ぶのが容易にできるので、周囲温度の
変化の影響を受けがたい。また、トランスＴの巻
線の近くで直流に整流しているため、補償回路の
ストレイ容量の影響も受けない。
は(6)式と同じになり、ストレイ容量Csの影響を
除去でき、直線性を向上させることができる。し
かも抵抗は種々の温度係数のものがあり、一対の
可変コンデンサのストレイ容量の温度係数にあつ
たものを選ぶのが容易にできるので、周囲温度の
変化の影響を受けがたい。また、トランスＴの巻
線の近くで直流に整流しているため、補償回路の
ストレイ容量の影響も受けない。
なお、上述では補償用抵抗Rsに発振出力を整
流平滑した電圧を与える場合を例示したが、第４
図に示すように平滑用コンデンサCf3を省略して
整流しただけのものを与えてもよい。この場合第
５図に示すようにCf3の代りにダイオードD6を接
続すればノイズにつよくできる。
流平滑した電圧を与える場合を例示したが、第４
図に示すように平滑用コンデンサCf3を省略して
整流しただけのものを与えてもよい。この場合第
５図に示すようにCf3の代りにダイオードD6を接
続すればノイズにつよくできる。
＜本考案の効果＞
本考案においては、直線性を補償用抵抗を用い
て向上させているので、周囲温度の変化の影響や
補償回路のストレイ容量の影響を受けがたい容量
式変換装置を実現できる。
て向上させているので、周囲温度の変化の影響や
補償回路のストレイ容量の影響を受けがたい容量
式変換装置を実現できる。
第１図は一対の可変コンデンサを用いた検出器
の一例を示す断面図、第２図は従来の容量式変換
装置の一例を示す接続図、第３図は本考案装置の
一実施例を示す接続図、第４，５図は本考案装置
の他の実施例を示す接続図である。 C1，C2……可変コンデンサ、C3……固定コン
デンサ、Rs……補償用の抵抗、OSC……発振器、
CON１，CON２……電流電圧変換器、D1〜D6…
…整流用ダイオード、Ｔ……トランス、OP1〜
OP3……演算増幅器、INT……積分器。
の一例を示す断面図、第２図は従来の容量式変換
装置の一例を示す接続図、第３図は本考案装置の
一実施例を示す接続図、第４，５図は本考案装置
の他の実施例を示す接続図である。 C1，C2……可変コンデンサ、C3……固定コン
デンサ、Rs……補償用の抵抗、OSC……発振器、
CON１，CON２……電流電圧変換器、D1〜D6…
…整流用ダイオード、Ｔ……トランス、OP1〜
OP3……演算増幅器、INT……積分器。
Claims (1)
- 被測定量に応じて容量が差動的に変化する一対
の可変コンデンサを有する検出器と、前記一対の
可変コンデンサに発振出力を印加する発振器と、
この発振器の発振出力を整流した電圧が与えられ
る補償用抵抗と、この補償用抵抗に基づいて流れ
る電流を分流して補償電流を得る回路と、前記一
対の可変コンデンサの容量の和に対応した平均値
電流が基準電流と補償電流との和に等しくなるよ
うに前記発振器を制御する回路と、前記一対の可
変コンデンサの容量の差に対応した平均値電流に
関連した出力信号を得る回路とを具備してなる容
量式変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18557883U JPS6092113U (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 容量式変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18557883U JPS6092113U (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 容量式変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092113U JPS6092113U (ja) | 1985-06-24 |
| JPH0412466Y2 true JPH0412466Y2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=30401075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18557883U Granted JPS6092113U (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 容量式変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092113U (ja) |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP18557883U patent/JPS6092113U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6092113U (ja) | 1985-06-24 |
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