JPH06180336A - 静電容量式物理量検出装置 - Google Patents
静電容量式物理量検出装置Info
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- JPH06180336A JPH06180336A JP35358592A JP35358592A JPH06180336A JP H06180336 A JPH06180336 A JP H06180336A JP 35358592 A JP35358592 A JP 35358592A JP 35358592 A JP35358592 A JP 35358592A JP H06180336 A JPH06180336 A JP H06180336A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】静電引力による電極の接触を防止するよう低電
圧で駆動可能とする。 【構成】入力端子１と演算増幅器８の反転入力端子との
間に第１の抵抗４が接続され、反転入力端子と出力端子
３との間に第２の抵抗５が接続されている。入力端子１
と演算増幅器８の非反転入力端子との間に容量センサ６
が接続され、非反転入力端子と共通端子２との間にスイ
ッチ７が接続されている。スイッチ７を閉じて、容量セ
ンサ６を充電し、スイッチ７を開いた後、容量センサ６
に加速度を印加する。加速度を印加する前後の出力電圧
の差は、ΔＶ＝〔１＋（Ｒ２／Ｒ１）〕・（ΔＣ／Ｃ
１）・Ｖinとなる。よって、第１の抵抗４と第２の抵抗
５を適切に設定することで、入力電圧Ｖinが小さくと
も、静電容量の変化率ΔＣ／Ｃ１を大きく増幅すること
が可能となる。よって、容量センサ６の電極を静電力に
より接触させることがない。
圧で駆動可能とする。 【構成】入力端子１と演算増幅器８の反転入力端子との
間に第１の抵抗４が接続され、反転入力端子と出力端子
３との間に第２の抵抗５が接続されている。入力端子１
と演算増幅器８の非反転入力端子との間に容量センサ６
が接続され、非反転入力端子と共通端子２との間にスイ
ッチ７が接続されている。スイッチ７を閉じて、容量セ
ンサ６を充電し、スイッチ７を開いた後、容量センサ６
に加速度を印加する。加速度を印加する前後の出力電圧
の差は、ΔＶ＝〔１＋（Ｒ２／Ｒ１）〕・（ΔＣ／Ｃ
１）・Ｖinとなる。よって、第１の抵抗４と第２の抵抗
５を適切に設定することで、入力電圧Ｖinが小さくと
も、静電容量の変化率ΔＣ／Ｃ１を大きく増幅すること
が可能となる。よって、容量センサ６の電極を静電力に
より接触させることがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電容量型の物理量測
定装置に関し、特に、微細加工にも対応できるセンサの
回路構造に関する。
定装置に関し、特に、微細加工にも対応できるセンサの
回路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体基板にギャップ及びダイヤ
フラムを微細加工して、ギャップ間隔が、印加される物
理量によって変化することを利用した静電容量型物理量
測定装置が知られている。この装置は、ギャップ間隔が
静電容量に反比例することから、静電容量の変化を電気
信号に変換して物理量を検出するものである。
フラムを微細加工して、ギャップ間隔が、印加される物
理量によって変化することを利用した静電容量型物理量
測定装置が知られている。この装置は、ギャップ間隔が
静電容量に反比例することから、静電容量の変化を電気
信号に変換して物理量を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容量に
電圧を印加して、容量変化を検出することから、容量セ
ンサを半導体の微細加工で形成するような場合には、印
加電圧によりギャップに体面する電極が静電引力により
接触するという問題がある。
電圧を印加して、容量変化を検出することから、容量セ
ンサを半導体の微細加工で形成するような場合には、印
加電圧によりギャップに体面する電極が静電引力により
接触するという問題がある。
【０００４】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、静電引力により対抗する
電極が接触しないように、低電圧で駆動可能とすること
である。
れたものであり、その目的は、静電引力により対抗する
電極が接触しないように、低電圧で駆動可能とすること
である。
【０００５】
【０００６】本発明の構成は、演算増幅器を用いて容量
センサの容量変化を検出するようにしたものであり、容
量センサの演算増幅に対する接続に特徴がある。請求項
１記載の発明は、演算増幅器を逆相増幅器として用いた
ものであり、第１の演算増幅器と、入力端子と演算増幅
器の反転入力端子の間に接続された第１の抵抗と、演算
増幅器の反転入力端子と出力端子の間に接続された第２
の抵抗と、入力端子と演算増幅器の非反転入力端子との
間に接続された容量センサと、演算増幅器の非反転入力
端子と共通端子との間に接続された第１のスイッチ手段
とを備え、演算増幅器の出力を出力端子に接続したこと
を特徴とする。
センサの容量変化を検出するようにしたものであり、容
量センサの演算増幅に対する接続に特徴がある。請求項
１記載の発明は、演算増幅器を逆相増幅器として用いた
ものであり、第１の演算増幅器と、入力端子と演算増幅
器の反転入力端子の間に接続された第１の抵抗と、演算
増幅器の反転入力端子と出力端子の間に接続された第２
の抵抗と、入力端子と演算増幅器の非反転入力端子との
間に接続された容量センサと、演算増幅器の非反転入力
端子と共通端子との間に接続された第１のスイッチ手段
とを備え、演算増幅器の出力を出力端子に接続したこと
を特徴とする。
【０００７】又、請求項２記載の発明は、演算増幅器を
正相増幅器として動作するように、容量センサを演算増
幅の非反転入力端子に、スイッチ手段により初期充電
と、放置とが可能なように接続したものである。
正相増幅器として動作するように、容量センサを演算増
幅の非反転入力端子に、スイッチ手段により初期充電
と、放置とが可能なように接続したものである。
【０００８】又、請求項３記載の発明は、上記回路Ｘ
と、回路Ｘにおいて容量センサの代わりに固定容量とし
た回路Ｙとを用いて、回路Ｘと回路Ｙとを入力側で並列
接続し、出力側を差動増幅器に接続したことを特徴とす
る。
と、回路Ｘにおいて容量センサの代わりに固定容量とし
た回路Ｙとを用いて、回路Ｘと回路Ｙとを入力側で並列
接続し、出力側を差動増幅器に接続したことを特徴とす
る。
【０００９】又、請求項４記載の発明は、上記の回路Ｘ
と回路Ｙとを入力側で並列接続し、回路Ｙの出力側にそ
の出力電圧のレベルを判定し、そのレベルが所定レベル
より低下した時に、回路Ｘと回路Ｙのスイッチ手段を容
量センサ及び固定容量を充電する側に切り換える制御回
路を設けたことである。
と回路Ｙとを入力側で並列接続し、回路Ｙの出力側にそ
の出力電圧のレベルを判定し、そのレベルが所定レベル
より低下した時に、回路Ｘと回路Ｙのスイッチ手段を容
量センサ及び固定容量を充電する側に切り換える制御回
路を設けたことである。
【００１０】又、請求項５記載の発明は、請求項３記載
の発明に、さらに、回路Ｙの出力側にその出力電圧のレ
ベルを判定し、そのレベルが所定レベルより低下した時
に、回路Ｘと回路Ｙのスイッチ手段を容量センサ及び固
定容量を充電する側に切り換える制御回路を設けたこと
である。
の発明に、さらに、回路Ｙの出力側にその出力電圧のレ
ベルを判定し、そのレベルが所定レベルより低下した時
に、回路Ｘと回路Ｙのスイッチ手段を容量センサ及び固
定容量を充電する側に切り換える制御回路を設けたこと
である。
【００１１】
【作用及び発明の効果】スイッチ手段により、容量セン
サは初期電圧に充電され、測定時に、演算増幅器の非反
転入力端子に接続される。この時、容量センサに充電さ
れた電荷は、演算増幅器の非反転入力端子に接続されて
いることから、電荷は放電されない。そして、物理量が
容量センサに印加されると、容量センサの静電容量が変
化し、容量センサの端子間電圧が変化する。この電圧変
化分が、演算増幅器の反転入力端子に接続された第１の
抵抗と、反転入力端子と出力端子間に接続された第２の
抵抗とで決定される増幅率で増幅される。よって、容量
センサには大きな電圧を印加する必要がないので、容量
センサの対抗する電極が静電力により接触することが防
止される。
サは初期電圧に充電され、測定時に、演算増幅器の非反
転入力端子に接続される。この時、容量センサに充電さ
れた電荷は、演算増幅器の非反転入力端子に接続されて
いることから、電荷は放電されない。そして、物理量が
容量センサに印加されると、容量センサの静電容量が変
化し、容量センサの端子間電圧が変化する。この電圧変
化分が、演算増幅器の反転入力端子に接続された第１の
抵抗と、反転入力端子と出力端子間に接続された第２の
抵抗とで決定される増幅率で増幅される。よって、容量
センサには大きな電圧を印加する必要がないので、容量
センサの対抗する電極が静電力により接触することが防
止される。
【００１２】請求項３記載の発明では、上述した作用効
果の他に、差動増幅器を用いていることから、容量セン
サの容量変化量が、その時の信号のレベルとして現れる
ため、測定が容易となる。又、請求項４記載の発明で
は、容量センサに蓄積された電荷が放電して減少した場
合には、制御回路の作動により、スイッチ手段が容量セ
ンサ及び固定容量を充電する方向に切り換えられ、初期
充電が自動的に行われるので、使用性が向上する。
果の他に、差動増幅器を用いていることから、容量セン
サの容量変化量が、その時の信号のレベルとして現れる
ため、測定が容易となる。又、請求項４記載の発明で
は、容量センサに蓄積された電荷が放電して減少した場
合には、制御回路の作動により、スイッチ手段が容量セ
ンサ及び固定容量を充電する方向に切り換えられ、初期
充電が自動的に行われるので、使用性が向上する。
【００１３】又、請求項５記載の発明では、請求項３記
載の発明と請求項４記載の発明とを併せた構造であるた
め、信号レベルの直読ができ、容量センサの初期充電が
自動的に行われるために使用性が良い。
載の発明と請求項４記載の発明とを併せた構造であるた
め、信号レベルの直読ができ、容量センサの初期充電が
自動的に行われるために使用性が良い。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。 第１実施例 図１において、１は入力端子、２は共通端子、３は出力
端子、８は演算増幅器である。入力端子１と演算増幅器
８の反転入力端子との間に第１の抵抗４が接続されてお
り、反転入力端子と出力端子３との間に第２の抵抗５が
接続されている。又、入力端子１と演算増幅器８の非反
転入力端子との間に容量センサ６が接続されており、非
反転入力端子と共通端子２との間にスイッチ７が接続さ
れている。この装置は、入力端子１と共通端子２との間
に電圧Ｖinが印加され、出力端子３と共通端子２との間
の電圧Ｖout を出力信号として出力する装置である。
明する。 第１実施例 図１において、１は入力端子、２は共通端子、３は出力
端子、８は演算増幅器である。入力端子１と演算増幅器
８の反転入力端子との間に第１の抵抗４が接続されてお
り、反転入力端子と出力端子３との間に第２の抵抗５が
接続されている。又、入力端子１と演算増幅器８の非反
転入力端子との間に容量センサ６が接続されており、非
反転入力端子と共通端子２との間にスイッチ７が接続さ
れている。この装置は、入力端子１と共通端子２との間
に電圧Ｖinが印加され、出力端子３と共通端子２との間
の電圧Ｖout を出力信号として出力する装置である。
【００１５】この容量センサ６は良く知られた半導体容
量センサとして構成することができる。即ち、半導体基
板に微小ギャップを隔てたダイヤフラムと、微小ギャッ
プの対抗面に電極を形成し、測定する物理量が圧力の場
合に、この圧力をダイヤフラムに印加し、容量の変化で
圧力を測定することができる。又、演算増幅器８も同一
の半導体基板上に形成することもできる。
量センサとして構成することができる。即ち、半導体基
板に微小ギャップを隔てたダイヤフラムと、微小ギャッ
プの対抗面に電極を形成し、測定する物理量が圧力の場
合に、この圧力をダイヤフラムに印加し、容量の変化で
圧力を測定することができる。又、演算増幅器８も同一
の半導体基板上に形成することもできる。
【００１６】次に、本装置の動作について説明する。入
力端子１と共通端子２の間には適当な定電圧Ｖinが印加
され、共通端子２は接地されている。動作は充電期間と
動作期間に分けられる。この装置では、充電期間は基準
となる物理量が容量センサに印加されている。例えば、
加速度センサでは、基準加速度（零を含む）が印加さ
れ、圧力センサでは基準圧力（大気圧、零圧力を含む）
が印加されている。そして、スイッチ７がオフされた動
作期間の任意時刻において、測定すべき物理量が容量セ
ンサに印加される。そして、その物理量の印加後の出力
信号から物理量が測定される。
力端子１と共通端子２の間には適当な定電圧Ｖinが印加
され、共通端子２は接地されている。動作は充電期間と
動作期間に分けられる。この装置では、充電期間は基準
となる物理量が容量センサに印加されている。例えば、
加速度センサでは、基準加速度（零を含む）が印加さ
れ、圧力センサでは基準圧力（大気圧、零圧力を含む）
が印加されている。そして、スイッチ７がオフされた動
作期間の任意時刻において、測定すべき物理量が容量セ
ンサに印加される。そして、その物理量の印加後の出力
信号から物理量が測定される。
【００１７】充電期間では、スイッチ７が閉じられ、容
量センサ６の一方の端子が接地されるので、容量センサ
６は電圧Ｖinにより充電される。この時、出力端子３の
電圧Ｖout は、
量センサ６の一方の端子が接地されるので、容量センサ
６は電圧Ｖinにより充電される。この時、出力端子３の
電圧Ｖout は、
【００１８】
【数１】Ｖout ＝−Ｖin・Ｒ２／Ｒ１ となる。
【００１９】また、この時の容量センサ６の静電容量を
Ｃ、容量センサ６に蓄えられた電荷量をＱとすると
Ｃ、容量センサ６に蓄えられた電荷量をＱとすると
【数２】Ｑ＝Ｃ・Ｖin となる。
【００２０】動作期間ではスイッチ７が開かれる。この
状態で物理量が変化しセンサの容量値がＣ１になったと
すると、電荷量Ｑは変化しないため容量センサ６の両端
にかかる電圧が変化し、その値をＶ１とすると、
状態で物理量が変化しセンサの容量値がＣ１になったと
すると、電荷量Ｑは変化しないため容量センサ６の両端
にかかる電圧が変化し、その値をＶ１とすると、
【数３】Ｑ＝Ｃ１・Ｖ１ となる。数２、数３より、
【数４】Ｖ１＝Ｖin・Ｃ／Ｃ１ となり、容量の変化に反比例することがわかる。また、
この時の出力電圧をＶout1とすると
この時の出力電圧をＶout1とすると
【数５】Ｖout1＝Ｖin−Ｖ１−（Ｒ２／Ｒ１）・Ｖ１＝
｛１−〔１＋（Ｒ２／Ｒ１）〕・（Ｃ／Ｃ１）｝・Ｖin 物理量が変化する前後の出力電位差は、数１、数５よ
り、
｛１−〔１＋（Ｒ２／Ｒ１）〕・（Ｃ／Ｃ１）｝・Ｖin 物理量が変化する前後の出力電位差は、数１、数５よ
り、
【数６】Ｖout1−Ｖout ＝〔１＋（Ｒ２／Ｒ１）〕・
〔１−Ｃ／Ｃ１〕・Ｖin
〔１−Ｃ／Ｃ１〕・Ｖin
【００２１】容量の変化量（Ｃ１−Ｃ）をΔＣ、出力電
圧の変化量（Ｖout1−Ｖout)をΔVとすると、
圧の変化量（Ｖout1−Ｖout)をΔVとすると、
【数７】Ｃ１＝Ｃ＋ΔＣ
【数８】Ｖout1−Ｖout ＝ΔＶ 数７、数８を数６に代入して、
【数９】ΔＶ＝〔１＋（Ｒ２／Ｒ１）〕・（ΔＣ／Ｃ
１）・Ｖin＝Ｇ・（ΔＣ／Ｃ１）・Ｖin となる。ΔＶは入力電圧Ｖinと増幅率Ｇ＝１＋（Ｒ２／
Ｒ１）の値を適当に選択することで、ΔＣ／Ｃ１を任意
に増幅できる。
１）・Ｖin＝Ｇ・（ΔＣ／Ｃ１）・Ｖin となる。ΔＶは入力電圧Ｖinと増幅率Ｇ＝１＋（Ｒ２／
Ｒ１）の値を適当に選択することで、ΔＣ／Ｃ１を任意
に増幅できる。
【００２２】このように、Ｇを大きくすれば小さい電圧
Ｖinで済むので、容量センサを小型にした場合に、静電
力による電極の接触を防止することができる。よって、
高密度で集積した容量型物理量測定装置を製造すること
が可能となる。また、充電時に蓄えられた電荷量が変化
しなければ、電源投入時に充電するのみで良いことや、
充電時以外はスイッチ７は開閉動作をしないため低ノイ
ズという特徴も有する。
Ｖinで済むので、容量センサを小型にした場合に、静電
力による電極の接触を防止することができる。よって、
高密度で集積した容量型物理量測定装置を製造すること
が可能となる。また、充電時に蓄えられた電荷量が変化
しなければ、電源投入時に充電するのみで良いことや、
充電時以外はスイッチ７は開閉動作をしないため低ノイ
ズという特徴も有する。
【００２３】第２実施例 本実施例は、第１実施例と異なり、正相増幅器として構
成した点が異なる。共通端子２と演算増幅器８の反転入
力端子との間に第１の抵抗４が接続されており、演算増
幅器８の反転入力端子と出力端子３との間に第２の抵抗
５が接続されている。そして、入力端子１と共通端子２
との間にスイッチ７を介して、容量センサ６が配設され
ている。又、スイッチ７は、切替えにより、容量センサ
６の一端を入力端子１に接続し、又は、演算増幅器８の
非反転入力端子に接続する。この装置は、入力端子１と
共通端子２との間に電圧Ｖinが印加され、出力端子３と
共通端子２との間の電圧Ｖout を出力信号として出力す
る装置である。
成した点が異なる。共通端子２と演算増幅器８の反転入
力端子との間に第１の抵抗４が接続されており、演算増
幅器８の反転入力端子と出力端子３との間に第２の抵抗
５が接続されている。そして、入力端子１と共通端子２
との間にスイッチ７を介して、容量センサ６が配設され
ている。又、スイッチ７は、切替えにより、容量センサ
６の一端を入力端子１に接続し、又は、演算増幅器８の
非反転入力端子に接続する。この装置は、入力端子１と
共通端子２との間に電圧Ｖinが印加され、出力端子３と
共通端子２との間の電圧Ｖout を出力信号として出力す
る装置である。
【００２４】まず、充電期間において、スイッチ７はａ
端子とｃ端子とを接続する状態となり、容量センサ６に
電圧Ｖinにより充電される。次に、測定期間において、
スイッチ７は端子ｂと端子ｃとを接続する状態となる。
この初期状態におけるＶoutは次式で表される。
端子とｃ端子とを接続する状態となり、容量センサ６に
電圧Ｖinにより充電される。次に、測定期間において、
スイッチ７は端子ｂと端子ｃとを接続する状態となる。
この初期状態におけるＶoutは次式で表される。
【００２５】
【数１０】Ｖout ＝Ｖin（１＋Ｒ２／Ｒ１） 次に、この状態から容量センサ６に物理量が印加され
て、容量センサ６の静電容量がＣからＣ１に変化したと
する。この時の出力Ｖout1は次式で表される。
て、容量センサ６の静電容量がＣからＣ１に変化したと
する。この時の出力Ｖout1は次式で表される。
【数１１】 Ｖout1＝Ｖin（１＋Ｒ２／Ｒ１）（Ｃ／Ｃ１） よって、出力電圧の変化ΔＶは、次式で表現される。
【数１２】 ΔＶ＝−Ｖin（１＋Ｒ２／Ｒ１）（ΔＣ／Ｃ１） となる。
【００２６】よって、第１実施例と同様に、利得Ｇ（＝
１＋Ｒ２／Ｒ１）を適切に設定することによって、容量
センサ６に印加する電圧Ｖinを小さくしても、容量の変
化率を増幅して観測することが可能となる。
１＋Ｒ２／Ｒ１）を適切に設定することによって、容量
センサ６に印加する電圧Ｖinを小さくしても、容量の変
化率を増幅して観測することが可能となる。
【００２７】第３実施例 本実施例は、第１実施例の回路を４端子回路網と見なし
た時、同様な回路Ｘ、Ｙを並列接続したものである。但
し、回路Ｘと回路Ｙとで回路定数は等しく、回路Ｘは物
理量を印加する容量センサ６で構成するが回路Ｙは物理
量により静電容量の変化しない固定容量６' が用いられ
ている。又、出力側は、差動増幅器９により接続し、そ
れぞれの出力ＶoutXとＶoutYとを差動増幅して出力Ｖou
t を得るようにしている。
た時、同様な回路Ｘ、Ｙを並列接続したものである。但
し、回路Ｘと回路Ｙとで回路定数は等しく、回路Ｘは物
理量を印加する容量センサ６で構成するが回路Ｙは物理
量により静電容量の変化しない固定容量６' が用いられ
ている。又、出力側は、差動増幅器９により接続し、そ
れぞれの出力ＶoutXとＶoutYとを差動増幅して出力Ｖou
t を得るようにしている。
【００２８】このような構成の時、測定時の物理量が印
加された状態で回路Ｘの出力は数５となり、回路Ｙの出
力は容量が変化しないので数１となる。よって、差動増
幅器９の出力Ｖout は、数９となる。このように、本実
施例では、物理量の変化率が出力電圧の信号レベルにそ
のまま反映される。
加された状態で回路Ｘの出力は数５となり、回路Ｙの出
力は容量が変化しないので数１となる。よって、差動増
幅器９の出力Ｖout は、数９となる。このように、本実
施例では、物理量の変化率が出力電圧の信号レベルにそ
のまま反映される。
【００２９】第４実施例 第１の実施例では、容量センサ６の電荷量がスイッチ７
や演算増幅器８の入力端子のリーク電流により徐徐に減
少する。第４の実施例の回路は、図４に示すように、第
１の実施例の回路Ｘと同様な構成の回路Ｙを入力側での
み並列接続したものである。但し、回路Ｘと回路Ｙとで
回路定数は等しく、回路Ｘは物理量を印加する容量セン
サ６で構成するが回路Ｙは物理量により静電容量の変化
しない固定容量６' が用いられている。そして、回路Ｙ
は演算増幅器８’の出力が所定のレベルまで変化したこ
とを感知してスイッチ７、７’を制御し、電荷量を初期
化する制御回路１０を付加した構造とした。このような
構成とする事により電荷量の変化を感知して自動的に電
荷量の初期化ができる。
や演算増幅器８の入力端子のリーク電流により徐徐に減
少する。第４の実施例の回路は、図４に示すように、第
１の実施例の回路Ｘと同様な構成の回路Ｙを入力側での
み並列接続したものである。但し、回路Ｘと回路Ｙとで
回路定数は等しく、回路Ｘは物理量を印加する容量セン
サ６で構成するが回路Ｙは物理量により静電容量の変化
しない固定容量６' が用いられている。そして、回路Ｙ
は演算増幅器８’の出力が所定のレベルまで変化したこ
とを感知してスイッチ７、７’を制御し、電荷量を初期
化する制御回路１０を付加した構造とした。このような
構成とする事により電荷量の変化を感知して自動的に電
荷量の初期化ができる。
【００３０】第５実施例 第５実施例は、図３の第３実施例の回路に、図４の第４
実施例の回路のように、容量センサ６と固定容量６' と
を初期状態に充電する制御回路１０を付加したものであ
る。また、第３、第４、第５の実施例のようなスイッチ
の自動制御、差動増幅は第２の実施例にも適用できる。
実施例の回路のように、容量センサ６と固定容量６' と
を初期状態に充電する制御回路１０を付加したものであ
る。また、第３、第４、第５の実施例のようなスイッチ
の自動制御、差動増幅は第２の実施例にも適用できる。
【図１】本発明の第１実施例にかかる装置を示した回路
図。
図。
【図２】本発明の第２実施例にかかる装置を示した回路
図。
図。
【図３】本発明の第３実施例にかかる装置を示した回路
図。
図。
【図４】本発明の第４実施例にかかる装置を示した回路
図。
図。
【図５】本発明の第５実施例にかかる装置を示した回路
図。
図。
１…入力端子 ２…共通端子 ３…出力端子 ４…第１の抵抗 ５…第２の抵抗 ８…演算増幅器 ６…容量センサ ６' …固定容量
Claims (5)
- 【請求項１】 検出すべき物理量に応じて静電容量を変
化させ、静電容量を電気信号に変換することにより、物
理量を検出する静電容量式物理量検出装置において、 第１の演算増幅器と、 入力端子と前記演算増幅器の反転入力端子の間に接続さ
れた第１の抵抗と、 前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に接続さ
れた第２の抵抗と、 前記入力端子と前記演算増幅器の非反転入力端子との間
に接続された容量センサと、 前記演算増幅器の非反転入力端子と共通端子との間に接
続された第１のスイッチ手段とを備え、前記演算増幅器
の出力を出力端子に接続したことを特徴とする静電容量
式物理量検出装置。 - 【請求項２】 検出すべき物理量に応じて静電容量を変
化させ、静電容量を電気信号に変換することにより、物
理量を検出する静電容量式物理量検出装置において、 第１の演算増幅器と、 共通端子と前記演算増幅器の反転入力端子の間に接続さ
れた第１の抵抗と、 前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に接続さ
れた第２の抵抗と、 一端が前記共通端子に接続された容量センサと、 前記演算増幅器の非反転入力端子と前記入力端子と間に
介在され、切替え動作により、前記入力端子と前記容量
センサの他端とを接続し、又は、前記演算増幅器の非反
転入力端子と前記容量センサの他端とを接続することが
可能なスイッチ手段と、 を備え、前記演算増幅器の出力を出力端子に接続したこ
とを特徴とする静電容量式物理量検出装置。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２における、演算増幅
器、第１の抵抗、第２の抵抗、容量センサ、スイッチ手
段で構成される回路Ｘにおいて前記容量センサを固定容
量に交換した回路Ｙを設け、回路Ｘと回路Ｙとを入力側
で並列接続し、出力側にそれぞれの出力を差動増幅する
差動増幅器とを設けたことを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の静電容量式物理量検出装置。 - 【請求項４】請求項１又は請求項２における、演算増幅
器、第１の抵抗、第２の抵抗、容量センサ、スイッチ手
段でされる回路Ｘにおいて前記容量センサを固定容量に
交換した回路Ｙを設け、回路Ｘと回路Ｙとを入力側で並
列接続し、前記回路Ｙの出力に回路Ｙの出力電圧レベル
を検出し、所定レベルより低下した場合に、前記回路Ｘ
及び前記回路Ｙのスイッチ手段を前記容量センサを充電
する側に切り換える制御回路を設けたことを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の静電容量式物理量検出装
置。 - 【請求項５】前記回路Ｙの出力電圧レベルを検出し、所
定レベルより低下した場合に、前記回路Ｘ及び前記回路
Ｙのスイッチ手段を前記容量センサを充電する側に切り
換える制御回路を前記回路Ｙの出力に設けたことを特徴
とする請求の範囲３に記載の静電容量式物理量検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35358592A JPH06180336A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 静電容量式物理量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35358592A JPH06180336A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 静電容量式物理量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06180336A true JPH06180336A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=18431839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35358592A Pending JPH06180336A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 静電容量式物理量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06180336A (ja) |
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1992
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