JPH0465330B2 - - Google Patents

Description

発明の背景 １ 発明の分野 この発明は、交流リアクタンス感知器回路に関
し、特に圧力測定のための容量形変換器に関す
る。

２ 従来技術 従来技術において、種々の交流リアクタンス測
定手法が開示されている。多くのかかる技術は成
功しているが、一方従来技術の手法の問題点は、
感知器回路に印加される（ピーク・ピーク）電圧
の振巾が、典型的には、このような回路のための
制御されたパラメータであること、および前記電
圧の変化は出力信号の安定性を下げることになる
ことである。

更に重大な欠点の１つは、可変リアクタンス負
荷にピーク・ピーク電圧を供給するために、変圧
器を駆動する必要があつたことである。この分野
の技術者には知られていることだが、変圧器は、
一旦動作可能ということになれば高信頼性である
が、信頼のおけるものを入手することは、抵抗、
コンデンサ、又は固体素子よりむずかしい。変圧
器を省くことは、必要とする寸法および消費電力
を減らすことにつながる。さらに、別の問題点
は、このような変圧器はハイブリツド回路に用い
るのには役立たないことである。相互作用形の、
又は容量形の感知器を具備するハイブリツド回路
が好ましい。かかる変圧器の省略は、機能的に改
良され、また低価格をもたらす。

発明の概要 この発明の目的は、制御パラメータが、発振器
により交流リアクタンスに印加される公称
（nominally）一定なピーク・ピーク電圧の周波
数であるような、改良された交流リアクタンス測
定回路であつて、しかも該回路が発振器から交流
リアクタンスに対し、変圧器のような誘導性結合
を必要としない、被感知状態に応答する改良型交
流リアクタンス測定回路を提供することにある。

非誘導性結合は、アース電位に対して電気的に
絶縁された（浮かされた）交流リアクタンスをも
たせることで容易に達成される。本発明の一実施
例による回路は、感知されるパラメータに応答し
て変化する交流リアクタンス形感知器に、充電パ
ルスを供給し、また該感知器から放電パルスを受
取る。望ましくは１個又は多数個のコンデンサよ
り成る感知器は、整流手段を介して発振器で励振
される。１つの好ましい実施例において、整流手
段が多数のダイオードより構成されているとき、
該整流手段は、互いに近くに配置した低圧ダイオ
ードを具備することで改良される。

発振器は、感知器と該感知器に組合された整流
手段との結合に対し、公称一定なピーク振巾を有
する時間可変（time varying）周波数信号を供
給し、該信号の周波数は感知器容量の変化に応じ
て制御される。周波数制御は、改善された機能と
低価格をもたらす。次に、測定されるパラメータ
を表わしていないという不所望な効果は、回路素
子の選択と配置で改善することができるので、感
知器と整流手段との結合に同じピーク・ピーク電
圧を印加することの利点は、容易に明らかにな
る。

多数の感知器と整流器が求められるとき、これ
らの感知器と整流器には同一駆動電圧が供給され
る。さらに別の利点は、同一の基準電圧が増巾器
に印加されることであり、感知器電流は該増巾器
に結合されている。さらに別の利点は以下の好ま
しい実施例の説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による一実施例の回路図であ
る。

第２図はこの発明による他の実施例の回路図で
ある。

第３図はこの発明によるさらに別の実施例の回
路図である。

好ましい実施例の説明 第１図の回路の説明 第１図は、総括的に１０で示される本発明の回
路の実施例を示している。該回路の実施例は、好
ましくは交流リアクタンス形差動圧力感知器セル
と共に用いられ、また好ましくは、一対の可変コ
ンデンサC₁およびC₂を具備している。浮遊セル
容量は可変コンデンサC_sで補償される。

２個の可変コンデンサC₁およびC₂が第１図に
示されているが、交流リアクタンス手段は、この
回路の特定の適用に対しては、好ましくは１個の
活性（アクテイブ）コンデンサであり、また他の
適用に対しては、付加的な活性コンデンサ、イン
ダクター、もしくは他の交流リアクタンス手段を
用いることができる。

容量性圧力感知器のための回路として特に有用
であることに加えて、この回路の実施例は、外部
電源と負荷を有する２線電流ループにおける直流
を制御し、それによつて前記直流が感知されるパ
ラメータの関数となるような容量信号の変換を示
している。

１つの好ましい実施例において、コンデンサ
C₁およびC₂は、その内部に配置され、少くとも
部分的には電気的な導電体であるダイヤフラムよ
り成る、共通のコンデンサ極板（プレート）１２
を具備するチヤムバー内に形成される。極板１２
に面するチヤムバー壁の少くとも一部は電気的な
導体であり、これらの壁部分はコンデンサC₁お
よびC₂のための各々第２の極板１４および１６
を構成する。駆動発振器から極板１２への、変圧
器のような、誘導性結合の必要性をなくすため、
極板１２は、好ましくは変換器の筐体から電気的
に絶縁（遊離）される。第２の極板１４，１６も
また、好ましくは、変換器の筐体から電気的に絶
縁（遊離）される。

被測定状態が圧力差であるとき、第１圧力P₁
は極板１２の一方に加えられ、第２圧力P₂は極
板１２の他方に加えられる。その結果、極板１２
は、圧力P₂がP₁より大きいか、又は小さいかに
よつて、第２の極板１４又は第２の極板１６の方
向に駆動される。極板１２の移動は、極板１２お
よび第２の極板１４と１６間の間隔を変え、これ
はC₁およびC₂の容量の変化をもたらす。

このようなセンサの構造と動作は、名称が「容
量型圧力変換器」の、国際特許出願PCT／68
81／01329（特許出願公表昭57−501494号公報）に
詳細に記載されている。

コンデンサC₁，C₂およびC_sへの信号と、同コ
ンデンサC₁，C₂およびC_sからの信号とを整流す
るための整流手段は、総括的に２０で示される。
前記整流手段は、コンデンサC_sのためのダイオー
ド２２および２４、C₁のための検波ダイオード
２６および２８、さらにC₂のための検波ダイオ
ード３０および３２を含んでおり、これらすべて
のダイオードは、順方向導通の閉回路ループを構
成するように、直列に接続されている。コンデン
サC₁の第２の極板１４はダイオード２６と２８
の間に接続され、コンデンサC₂の第２極板１６
はダイオード３０と３２との間に接続される。一
方、コンデンサC_sはダイオード２２と２４の間に
接続される。

回路の性能は、ダイオード２２，２４，２６，
２８，３０および３２のような整流手段２０が実
質的に同一温度のとき改善される一すなわち、同
一温度であることが、熱ドリフトの問題を実質的
に排除する。このような熱的安定性は、整流手段
２０をハイブリツド（多層）装着することで、又
は単一基板上に整流手段２０を装着することで、
又は適宜他の近接装着技術を用いることで得られ
よう。第１図において、このような近接装着は、
整流手段２０を囲む点線２０Ａで示されている。
ダイオード２２，２４，２６，２８，３０および
３２は、好ましくは低い順方向導通電圧降下特性
を有している。

電圧制御発振器（VCO）３４は、制御された
周波数で、公称一定なピーク・ピーク電圧を、極
板１２に供給するため、リード線３６により極板
１２に接続される。コンデンサ４０および４２
は、発振器３４で駆動されるとき、コンデンサ
C₁およびC₂に応答する電流信号を平滑化するよ
うに、整流手段２０に接続される。抵抗器４４お
よび４６は電源線７９および７６にまたがる電圧
分割器を形成する。該電源線は電圧調整器８４の
出力電圧で給電され、従つて該電圧分割器は、接
続点S₁に回路基準信号を供給する。線４８は、こ
の基準信号を供給するため演算増巾器５０および
６０の非反転入力を電圧分割器に接続する。出力
増巾器８０の一入力はまた、接続点S₁から基準信
号を受けるため、リード線４８により接続され
る。

増巾器５０の反転入力は、線５２、電流加算接
続点５２Ａ、およびダイオード２６を通してコン
デンサC₁の第２の極板１４に接続されると共に、
また極板１２（C₁の他端）に、さらにダイオー
ド２２を通してコンデンサC_sに接続される。線５
２はまたダイオード２６と２２の間でコンデンサ
４０に接続される。コンデンサC₁を表わす電流
（i_c1）とコンデンサC_sを表わす電流（i_cs）とは、
接続点５２Ａで結合され、加算された和の電流は
i₁である。

同様に、増巾器６０の反転入力は、線６２、電
流加算接続点６２Ａにより、ダイオード３０を通
してコンデンサC₂の第２の極板１６に接続され
ると共に、また極板１２（C₂の他端）に、さら
にダイオード２４を通してコンデンサC_sに接続さ
れる。線６２はダイオード３０と２４の間でコン
デンサ４２に接続される。コンデンサC₂を表わ
す電流（i_c2）とC_sを表わす電流（i_cs）とは、接続
点６２Ａで重畳され、加算された和の電流はi₂と
なる。抵抗器５４および６４は夫々増巾器５０お
よび６０の反転入力にフイードバツクを与える。

増巾器７０の第１入力７２は、抵抗器５６およ
び線５８を通して増巾器５０の出力に接続され、
また増巾器７０の第２入力７３は、抵抗器６６お
よび線６８を通して増巾器６０の出力に接続され
る。第１入力７２はまた線５８と抵抗器７５を経
由して電源線７６に接続される。第２入力７３は
線６８と抵抗器７８を通り電源線７９に接続され
る。増巾器７０は、その入力（７２と７３）にお
ける信号を比較し、線７９Ａ上にその比較結果を
示す出力を生じて制御発振器３４を制御するため
の差動増巾器として機能する。発振器３４は線７
６，７９により電力を供給される。

回路１０のための加算接続点Ｓは、ダイオード
２８とダイオード３２の間にあり、線８０Ａによ
り増巾器８０の反転入力に結合される。コンデン
サ８１は、電流信号を波（平滑化）するよう
に、線８０Ａから線７６にかけて接続される。増
巾器８０は、好ましくは電流制御器８２に接続さ
れるが、直接適当な手段又は読出し手段に接続さ
れてもよい。電流制御器８２はまた、線７９と端
子８８に接続される。増巾器５０，６０および８
０は線７９と７９より電力を供給される。

回路１０は、電圧調整器８４より調整電圧を供
給される。調整器８４は、例えば線７６と端子８
８に接続された抵抗器８４Ｂを具備し、線７９か
ら７６に接続されたツエナーダイオード８４Ａで
ある。電圧制御発振器３４は、実質的に一定の
（調整）電圧を供給するため、電源線７９と７６
により電圧調整器８４に接続される。回路１０
は、２端子８６および８８に接続され、８５とし
て示されるようなポテンシヨメータであるフイー
ドバツク抵抗により、２線式電流ループにも接続
される。

この実施例において、抵抗器８５の摺動子は、
全２線電流（I_t）の一部であり、小電流であるが
既知のフイードバツク電流（i_FB＋i_s）を、抵抗９
３を経由して加算接続点Ｓに導びく。抵抗９４は
フイードバツク電流（i_FB）の一定部分を減衰さ
せる。フイードバツク電流の可変部分（is）は、
加算接続点Ｓでi_c1およびi_c2と加算される。加算
接続点Ｓにおける電流（i_c1，i_c2およびi_s）の加算
は、線８０Ａを経由した増巾器８０の反転入力に
影響を及ぼす。線７６は、電圧調整器８４を介し
て端子８８に接続される。２線電流ループは、端
子８６および８８に接続された外部電源９０およ
び直列接続負荷９２を介して完結されている。

第１図の回路の動作 第１図の実施例は、既知のダイオード検波器を
有する３個のコンデンサC₁，C₂およびC_sを用い
ている。制御された積形発振器（Product
oscillator）の概念は既知であるが、容量測定の
ための通常の発振器は所望の制御される乗積結果
(P)を得るため、ピーク・ピーク電圧（V_pp）およ
び、これに付随してその周波数(f)を変化させる。
その結果、 Ｐ∝（ｆ・V_pp） となる。

この発明の回路において、電圧（V_pp）の振巾
は実質的に一定に保持されるが、一方、その周波
数(f)は所望の制御された乗積結果(P)を得るように
変化される。コンデンサC₁に関連した整流手段
２０の一部（ダイオード２６および２８）は、コ
ンデンサC₂に関連した整流手段２０の一部（ダ
イオード３０および３２）と同様のピーク・ピー
ク電圧に関係しているので、好ましい制御を得る
ために、周波数を変化するこの方法は効果的であ
る。（線３６はコンデンサC₁，C₂およびC_sの各々
に同一電圧（V_pp）を印加する。） 例えば、線３６の電圧が線４８に対して正であ
るとき（発振器３４の各サイクルの第１の期間
中）、コンデンサC₁，C₂およびC_sは正極性に充電
される。また、線３６の電圧が線４８に対し負で
あるとき（発振器３４のサイクルの第２の期間
中）、コンデンサC₁，C₂およびC_sは負極性に充電
される。発振器３４の１サイクルの第１の期間
中、コンデンサC₁は線７６、コンデンサ８１お
よびダイオード２８を経由して第２の極板１４に
対し正極性で充電される。前記の極板１４は、極
板１２と共に、線３６により発振器３４に接続さ
れるコンデンサC₁を構成する。

発振器３４の１サイクルの、同じ第１の期間
中、コンデンサC₂は線７６、コンデンサ４２お
よびダイオード３０を経由して第３の極板１６に
対し正極性で充電される。前記の第３の極板１６
は、第１の極板１２と共に、線３６により発振器
３４に接続されるコンデンサC₂を構成する。

発振器３４の１サイクルの第２の期間中、コン
デンサC₁は線７６、ツエナーダイオード８４Ａ、
線７９、コンデンサ４０およびダイオード２６を
経由して、コンデンサC₁の第２の極板１４に至
り、それからさらに極板１２を通り、線３６につ
ながつた発振器３４に至る回路で、負極性に充電
される。発振器３４の１サイクルの同じ第２の期
間中、コンデンサC₂は線７６、コンデンサ８１
およびダイオード３２を経由して、コンデンサ
C₂の第２極板１６に至り、それからさらに極板
１２を通り、線３６につながつた発振器３４に至
る回路で、負極性に充電される。

極板１２を介して接続されたコンデンサC_sの一
方の端子は、線３６により発振器３４に直接接続
される。コンデンサC_sは、線７６、ツエナーダイ
オード８４Ａ、線７９、コンデンサ４０およびダ
イオード２２を経由して、発振器３４の１サイク
ルの第１の期間中に、正極性に充電される。コン
デンサC_sは線７６、コンデンサ４２およびダイオ
ード２４を経由して、発振器３４の１サイクルの
第２の期間中に、負極性に充電される。電流I_c1
およびi_c2の振巾は、C₁およびC₂の容量の関数で
ある。差圧力感知器が（第１図に示すように）用
いられるとき、容量C₁およびC₂は差圧力（P₁−
P₂）の関数である。

電流i_c1およびi_c2はコンデンサ４０および４２
により平滑化され、これら電流はそれぞれi_csと加
算される。結果として生じる電流i₁およびi₂は、
それぞれ、また増巾器５０および６０の反転入力
に接続され、また各増巾器５０および６０は、電
流i₁およびi₂を、各各比例する電圧出力V₁および
V₂に変換する。電圧出力V₁およびV₂は増巾器７
０の入力７２および７３に接続される。従つて増
巾器７０の出力は、電流i₁およびi₂の差に比例し
て変化し、さらに、以下のような制御式を満足す
る周波数を有する電圧のピーク・ピーク値
（V_pp）を供給するように、発振器３４を駆動す
る。

V₁＝i₁・R₅₄ ＝ｆ（V_pp−2V_D）（C₁−C_s）R₅₄ ……式(1) −V_2＝i₂・R₆₄ ＝ｆ（V_pp−2V_D）（C₂−C_s）R₆₄ ……式(2) ここで、V₁＝増巾器５０の出力電圧、 V₂＝増巾器６０の出力電圧、 ｆ＝発振器３４の周波数、 V_pp＝発振器３４からのピーク・ピーク電圧の
振巾、 C₁＝コンデンサC₁の容量、 C₂＝コンデンサC₂の容量、 C_s＝コンデンサC_Sの容量、 R₅₄＝R₆₄、 V_D＝各ダイオードの電圧降下 式(1)を式(2)から減算し、さらに V₁−V₂＝Ｋ とすると、増巾器７０は、発振器３４のために、
容量変化に応答して以下のような周波数の閉回路
制御を与えることがわかる。

Ｐ＝Ｋ／（C₁＋C₂−2C_s）R₅₄ ……式(3) ここで、Ｐ＝制御された積 −ｆ（V_pp） Ｋ＝定数、V₁−V₂ 発振器３４は、（回路接続点５２Ａと６２Ａと
の間の）回路ループの内側にあるので、そこから
のV_ppの周波数は、増巾器７０の出力に関して直
線的である必要はないことが注目される。

前記実施例に用いられた発振器３４は、アメリ
カ・ラジオ・コーポレーシヨン社（RCA）、ナシ
ヨナル・セミコンダクター社、又はモトローラ社
により製造されているCMOS4046の位相ロツ
ク・ループ回路の電圧制御発振器である。

増巾器８０は、加算接続点Ｓに流れる電流i_c1
およびi_c2に応答して出力信号を発生し、点Ｓに
おける電流の加算は次式で与えられる。

i_s＝i_c2−i_c1 ……式(4) 増巾器８０は、電流制御器８２、ループ電流感
知抵抗器８５およびフイードバツク抵抗器９３を
経由して、負荷抵抗器９２に比例電流信号を与え
るように電流i_sを増巾し、また式(3)を式(4)に代入
することにより、２線電流（I_T）は線形の差圧力
信号の関数となることがわかる。すなわち、式(5)
が得られる。

I_T∝i_s＝（C₂−C₁／C₁＋C₂−2C_s）Ｋ／R₅₄……式
(5) 図示されるように、増巾器８０からの出力信号
は、通常の２線回路の手法にしたがつて、端子８
６と８８に接続された外部電源および直列接続負
荷９２を具備する２線回路のために、電流制御器
８２を駆動する。その結果、２線回路における合
計直流電流I_Tは容量C₁とC₂、および測定されるパ
ラメータの関数となる。

電流i_c1およびi_c2は、印加されるピーク・ピー
ク電圧（V_pp）と、各ダイオードの電圧降下
（V_d26およびV_d28）又は（V_d30およびV_d32）と、
Ｃを感知器の容量とし、またＲを回路抵抗とする
とき、fV_ppCRで示されるダイオードならびに電
流加算接続点（５２Ａ，６２Ａおよび接続点Ｓ）
との間の電圧降下（Va）と、電流i_c1およびi_c2を
異る基準電圧と関係づけることにより生じる損失
（ΔV_b）との関数である。

上述したところより、一般に、つぎの式が導き
出される。

i_c＝ｆ（V_pp−V_d1−V_d2−V_a−ΔV_b）Ｃ i_c1＝ｆ（V_pp−V_d26−V_d28 −fV_ppC₁R−ΔV_b）C₁ i_c2＝ｆ（V_pp−V_d30−V_d32 −fV_ppC₂R−ΔV_b）C₂ これらの式より、電流i_c1およびi_c2が測定され
る状態を代表し得るためには、前記式中のカツコ
内の項、すなわち （V_pp−V_d1−V_d2−V_a−ΔV_b） は完全に安定していなければならないことがわか
る。従つて、V_ppの振巾を最大限にすること、お
よびV_ppの振巾でなく周波数を制御することは、
コンデンサC₁およびC₂の変化にかかわりなく最
大の振巾を与えることになる。

前記式中のV_d1およびV_d2の変化を実質的に同
一になるように制御すること、および残りの項
V_aおよびΔV_bを最小化することもまた、同じく
安定性を高め、その結果、不所望の誤差を減少す
ることにより、電流信号i_c1およびi_c2を改善する
ことになる。

よつて、この発明の重要な特徴は、コンデンサ
を十分充電するために、実質的に一定なピーク・
ピーク電圧（V_pp）を供給すると共に、一方で
は、容量の変化に応じて前記電圧の周波数を変え
ていることである。各コンデンサC₁，C₂および
C_sが各サイクルの期間中十分に充電され、また十
分に放電されるように、周波数の変化は一定の限
界内で制御されることがわかる。近接配置により
ダイオードの電圧降下の一様性を改善するための
手段は前述した通りである。

電圧降下（V_a）の影響は、整流手段２０と、
例えば５２Ａ，６２Ａおよび加算接続点Ｓのよう
な電流加算接続点との間に、電圧降下がないの
で、改良されている。結局、接続点５２Ａ，６２
Ａおよび加算接続点Ｓのような回路電流加算接続
点は、それぞれ増巾器５０，６０および８０によ
り、各々同一の基準電圧に関係づけられ、従つて
ΔV_bを最小化する。

要約すると、V_ppは最大になり、他の項は最適
になり、従つて増巾器８０に供給される信号を強
め、また電流制御器８２に対する出力信号を強め
ることになり、その結果、２線電流（I_T）を改良
することになる。

第２図の回路の説明 可変容量を測定するための回路が、総括的に
100として示されている。この実施例において、
２個の可変コンデンサC₁およびC₂が図示されて
いるが、適宜異なる数のコンデンサが用いられて
もよい。

電圧制御発振器１１０は、線１１２を通して、
各々C₁およびC₂の第１の極板１１４および１１
６に接続される。コンデンサC₁およびC₂の第２
の極板１１７および１１８は、各々線１３２，１
３４，１３６および１３８により、（線１２０Ａ
で示すように熱的安定性のために、同時に近接配
置するのが好ましい）ダイオード１２２，１２
４，１２６および１２８より構成される整流手段
１２０に接続される。ダイオード１２８の陽極
は、線１４２により電流加算接続点１４０に接続
される。

電流反転増巾器１４４の出力は、抵抗器１４６
および線１４２を経由して、同じく接続点１４０
に接続される。増巾器１４４は、その反転入力か
らその出力に接続されたフイードバツク抵抗器１
４８を具備し、その非反転入力は共通線に接続さ
れている。増巾器１４４の反転入力は、線１５０
によりダイオード１２４の陽極に接続され、さら
にコンデンサC₁の第２の極板１１７に接続され
る。

ダイオード１２２および１２６は、線１５２に
より、制御増巾器１５４の反転入力および電流加
算接続点１５４Ａに各々接続される。基準電流
は、抵抗器１５６を介して基準電圧−V_RFFから供
給される。増巾器１５４の第２の入力は共通線に
接続される。増巾器１５４の出力は、線１５８に
より発振器１１０のための制御信号として与えら
れる。

増巾器１６０は、接続点１４０と、増巾器１６
０の反転入力から出力に接続されたフイードバツ
ク抵抗器１６２とに接続された反転入力を具備す
る。増巾器１６０の非反転入力は、共通線に接続
される。増巾器１６０は、コンデンサ容量C₁お
よびC₂の関数である回路１００からの出力信号
（V₀）を供給する。そして、該出力は、好ましく
は適当な手段又は読出し手段１６１や２線式伝送
装置の制御信号や電流圧力変換器等に用いられ
る。

コンデンサC₁およびC₂のための直線性化は可
変コンデンサC₃により与えられ、同コンデンサ
C₃は線１１２に、またダイオード１６４を通し
て共通線に、さらにダイオード１６６を通して線
１５２にそれぞれ接続される。ダイオード１６４
および１６６は整流手段１２０に含めてよい。こ
の場合、１６４および１６６より成る対のうち、
ダイオード１６６のみが加算接続点１５４Ａに接
続されるので、コンデンサC₃の値はC₃＝2C₃にな
るように２倍にされなければならない。従つて、
式(6)が成立する。

V₀＝ＫC₂−C₁／C₁＋C₂−2C_S ……式(6) 線１４２，１５０および１５２から共通線に接
続された波コンデンサ１７０，１７２および１
７４は、回路信号を平滑にするために設けられて
いる。

第２図の回路の動作 動作時に、発振器１１０は、コンデンサC₁，
C₂およびC₃の各々に、制御された可変周波数で、
かつ実質的に一定振幅のピーク・ピーク電圧を供
給する。コンデンサC₁およびC₂の第２の極板１
１７，１１８は整流手段１２０を経由して増巾器
１４４，１５４および１６０に接続される。

発振器１１０の１サイクルの第１の期間中に、
コンデンサC₁の容量を表わす第１の電流i₁が、増
巾器１４４の反転入力における電流加算接続点か
ら線１５０、ダイオード１２４および線１３４を
経由して流れ、コンデンサC₁を充電する。発振
器１１０の１サイクルの第２の期間中に、電流i₁
は、C₁から線１３２、ダイオード１２２および
線１５２を経由して（増巾器１５４の入力に影響
を与える）電流加算接続点１５４Ａに流れ、また
抵抗器１５６を通して−V_REFに流れる。第１電流
路はフイードバツク抵抗器１４８によつて完結さ
れており、同抵抗器１４８は反転増巾器１４４お
よび抵抗器１４６と協同して第１の電流i₁を反転
する。その結果、線１４２に沿つて、電流（−
i₁）が接続点１４０に存在することになる。

発振器１１０の１サイクルの第１の期間中に、
C₂の容量を表わす第２の電流（i₂）がC₂を充電す
るように、接続点１４０から線１４２およびダイ
オード１２８を通つて線１３８に流れる。発振器
１１０の１サイクルの第２の期間中に、i₂は線１
３６およびダイオード１２６を通つて線１５２に
流れ、また（増巾器１５４の反転入力に影響を与
える）加算接続点１５４Ａに流れ、さらに抵抗１
５６を通つて、−V_REFに流れる。

制御時には、増巾器１５４は、発振器１１０の
周波数を制御する電圧信号を該増巾器の出力に発
生し、その結果、電流i₁および電流i₂の合計は公
称一定のピーク・ピーク電圧値（V_pp）と、ダイ
オード電圧降下（V_D）と、発振器１１０の周波
数(f)と、C₁およびC₂との関数となる。すなわち、
下式が成立する。

i₁＋i₂∝ｆ（V_pp−2V_D）（C₁＋C₂−2C_S）∝Ｐ 第３図の回路の説明と動作 この発明による回路のさらに別の実施例が、第
３図に200として示されている。この実施例にお
いて、電流加算接続点２１０は、コンデンサC₁
の容量を表わす第１の電流i₁と、電流反転増巾器
２１２からのコンデンサC₂の容量を表わす第２
の電流i₂とを供給される。この実施例において、
制御増巾器２１６は、共通回路に接続された非反
転入力と、加算接続点２１０に接続された反転入
力とを具備し、電圧制御発振器２１８の周波数を
制御するための出力信号を発生する。

総括的に２２０で示される整流手段は、C₁お
よびC₂を表わす電流i₁およびi₂を整流する。この
電流i₁およびi₂は、発振器２１８からの実質的に
一定振巾で、かつ可変周波数の電圧信号（V_pp）
を、反復して充電および放電することで得られる
ものである。また前記発振器２１８の周波数は、
コンデンサC₁およびC₂の容量の変化に応じて制
御される。出力増巾器２３０は、その反転入力が
整流手段２２０に接続されており、その出力信号
を２線式電流制御器、読出し装置又はこれと類似
した装置のような適当な実施手段２３２に供給す
る。

コンデンサC₁およびC₂のための直接性化は、
加算接続点２１０に接続されたダイオード２４２
および２４４を介して、可変コンデンサC₃によ
り与えられる。ダイオード２４２および２４４は
整流手段２２０Ａに含めてよい。この場合、第２
図に示す実施例のように、ダイオード２４４のみ
が加算接続点２１０に接続されるので、C₃の値
は、前述の式(6)に関連して説明したように、２倍
にしなければならない。

第２図および第３図の実施例は、リアクタンス
手段にピーク・ピーク電圧を与えるのに、誘導性
結合手段を用いないで、リアクタンス手段を励振
する可変周波数で、かつ実質的に一定振巾のピー
ク・ピーク電圧を用いるものである。これらの実
施例は、２線式回路と共に用いられるとき、フイ
ードバツク電流（i_s）および電流i₁，i₂のための
加算接続点として、増巾器１６０および２３０へ
の各反転入力を利用することができる。このとき
は、第１図に示したような電流制御器、電圧調整
器および他の回路、又は他のこのような２線式回
路も用いられてよい。第１図の２線式回路が用い
られるとき、および他の２線式回路が用いられる
とき、増巾器は、同じく２線端子を介してその電
力を供給されることになろう。第１図の利点は、
第２図および第３図の実施例においても存在す
る。

当該分野における技術者は、可変インピーダン
スが可変交流リアクタンス手段より構成されるこ
とを理解するであろう。

この発明はいくつかの好ましい実施例を引用し
て説明してあるが、当該分野の技術者なら、構成
および細部における種々の変形はこの発明の精神
又は範囲から逸脱しないで行うことができること
がわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流リアクタンス手段のリアクタンスに応じ
   た出力周波数信号を発生する制御発振器、および
   前記出力周波数信号を供給されて前記交流リアク
   タンス手段のリアクタンスに応じた出力を発生す
   る整流手段よりなり、 その出力が制御手段によって供給され、発振器
   のための制御入力信号を発生するようにされた、
   感知される状態の変化に応じて変化する交流リア
   クタンス手段のリアクタンスを測定するための回
   路であつて、 前記整流手段は交流リアクタンス手段に直接接
   続され、 前記発振器の出力周波数信号はそのピーク・ピ
   ーク電圧が実質上一定で、その周波数が前記発振
   器に供給される前記制御入力信号に応じて変化す
   るようなものであり、 前記制御入力信号は前記交流リアクタンス手段
   に流れる電流の関数である直流信号であることを
   特徴とする回路。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の回路におい
   て、前記交流リアクタンス手段は、被感知状態の
   変化に応答してその値を変化する少くとも１つの
   コンデンサより構成されたことを特徴とする回
   路。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の回路におい
   て、前記交流リアクタンス手段は、少くとも第１
   および第２のリアクタンス素子より構成されたこ
   とを特徴とする回路。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の回路におい
   て、前記交流リアクタンス手段は変換器筐体の内
   部に配置され、また前記交流リアクタンス手段は
   前記変換器筐体から電気的に絶縁されたことを特
   徴とする回路。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載の回路におい
   て、前記制御手段は前記整流手段および交流リア
   クタンス手段を通る２つの電流を検知し、前記電
   流は前記出力周波数信号の周波数および交流リア
   クタンス手段のリアクタンスに依存することを特
   徴とする回路。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の回路におい
   て、前記リアクタンス手段の少くとも１つは、そ
   の値が可変であることを特徴とする回路。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載の回路におい
   て、前記制御手段は、前記第１および第２のリア
   クタンス手段からの出力信号がそれぞれ供給され
   る第１および第２の増幅器手段と、前記第１およ
   び第２の増幅手段からの出力が供給され、前記増
   幅手段から供給される信号の関数としての、前記
   発振器用制御入力信号を発生する比較器手段とか
   ら構成されたことを特徴とする回路。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の回路におい
   て、交流リアクタンス手段のリアクタンスを表わ
   す出力信号が出力手段に供給され、前記出力手段
   は２線式回路の引出線となる２つの線路の直流電
   流を、出力信号の関数として制御するのに役立つ
   ことを特徴とする回路。 ９ 特許請求の範囲第５項に記載の回路におい
   て、前記交流リアクタンス手段は、チヤムバーを
   構成する筐体と、前記チヤムバー内にあつて第１
   の共通コンデンサ極板を構成するダイヤフラム
   と、前記ダイヤフラムに対向するチヤムバーの壁
   によつて、少くともそれぞれの一部が形成された
   第２および第３のコンデンサ極板とを含む容量性
   圧力感知器よりなることを特徴とする回路。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の回路におい
   て、前記第１および第２のコンデンサ極板が第１
   のコンデンサを構成し、前記第１および第３のコ
   ンデンサ極板が第２のコンデンサを構成し、各コ
   ンデンサの値は交流リアクタンス手段に作用する
   被感知圧力(P)の関数として変化し、前記制御手段
   が発振器からの出力周波数信号の周波数(f)を次式
   にしたがつて制御することを特徴とする回路。 ｆ∝Ｐ／V_pp（C₁＋C₂） ただし、V_ppは出力周波数信号のピーク・ピー
   ク電圧。 １１ 少くとも２つの極板を有し、その容量が感
   知されるべきパラメータの関数として変化する容
   量性感知手段の容量を測定するための回路であつ
   て、 感知手段を励起して感知されるべきパラメータ
   を表わす感知信号を発生させるための、可変周波
   数で、かつ実質上一定のピーク・ピーク電圧の発
   振器出力信号を発生する発振器手段と、 感知手段および発振器手段に接続され、前記感
   知手段にこれを励起する発振器出力信号を供給す
   ると共に、感知信号を整流する整流手段と、 前記整流手段に接続されて、整流された感知信
   号を受信する入力端子を有すると共に、発振器手
   段に接続されて発振器出力信号の周波数を、整流
   された感知信号の関数として制御する出力端子を
   有する制御手段とを有するとを特徴とする回路。 １２ パラメータを感知する容量性感知手段を有
   する２線式伝送装置であつて、 可変周波数であつて、実質上一定のピーク・ピ
   ーク電圧を有し、かつその周波数が制御信号によ
   つて制御される発振器出力信号を発生する電圧制
   御発振器手段と、 感知手段および発振器手段に接続され、前記感
   知手段にこれを励起する発振器出力信号を供給す
   ると共に、感知されるべきパラメータの関数とし
   ての容量変化に応答する感知電流のために、感知
   手段からの直流電流通路を構成する整流器手段
   と、 前記整流手段に接続されて、感知電流を受信す
   る入力を有すると共に、感知電流の関数としての
   制御信号を発生して発振器出力信号の周波数を制
   御する出力を有する制御手段とを有することを特
   徴とする２線式伝送装置。 １３ 被測定パラメータに応答して、一方のリア
   クタンス値が減少するとき他方のリアクタンス値
   が増加するように移動可能である共通の素子を有
   する２つのリアクタンス手段と、前記リアクタン
   ス手段に流れる電流の関数である出力周波数信号
   を発生するように制御される発振器を含む回路と
   よりなる、リアクテイブ感知手段のリアクタンス
   差の変動を測定する回路であつて、 直流入力信号によつて制御される制御発振器
   が、前記直流入力信号の大きさの関数である周波
   数を持つた定振幅出力周波数信号を発生し、 前記制御発振器からの出力周波数信号はリアク
   テイブ感知器に供給され、 前記リアクテイブ感知器は整流器回路に接続さ
   れて出力周波数信号の周波数および感知器の２つ
   のリアクタンスの値の積の関数である直流信号を
   それぞれ発生し、 高利得増幅回路が前記直流信号を統合して前記
   ２つのリアクタンスの和および周波数の積の関数
   である信号を発生し、 この信号を、前記制御発振器を制御する直流入
   力信号として供給することにより、 前記周波数および２つのリアクタンスの値の和
   の積を実質上一定に保持し、 さらに直流信号が整流回路からもう一つの増幅
   器に供給されて、前記２つのリアクタンス値の差
   の関数であり、かつ被測定パラメータを表わす信
   号を発生することを特徴とする回路。