JPH08122380A - 表面電位測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】物体の時々刻々の表面電位と該表面電位のピー
ク値と交流の表面電位の振幅値との測定を簡単且つ小型
な構成で行うことができる表面電位測定器を提供する。 【構成】センサ部３の出力から測定対象物Ｗの時々刻々
の実電位信号を生成する実電位信号生成回路部２９と、
交流電位信号を生成する交流電位信号生成回路部３０
と、ピーク検出回路２３と、測定値を表示する表示器８
とを備える。実電位を測定するリアル測定モードと、実
電位のピーク値を測定するピーク測定モードと交流電位
の振幅値を測定する交流測定モードとの三つの測定モー
ドを有し、各測定モードに対応させて回路部２９，３
０，２３及び表示器８の接続構成をＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ２１，２２，２４，２５により切換えることで、各測
定モードの測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電体等の物体の表面
電位を非接触で測定する表面電位測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の表面電位測定器として
は、所謂、静電誘導型や振動型、回転セクタ型のものが
一般に知られており、これらの測定器は、物体に導体材
料から成るセンサ電極を対向配置したとき、静電誘導に
より物体の表面電位に応じたレベルの電位がセンサ電極
に生じることを利用し、該センサ電極の電位レベルを検
出することで、物体の表面電位を測定するものである。

【０００３】この場合、静電誘導型の測定器にあって
は、センサ電極に生じる電位を、そのまま該センサ電極
に接続されたコンデンサに充電し、該コンデンサの充電
電圧を検出することで、物体の表面電位を把握してそれ
を表示器に表示する。

【０００４】また、振動型や回転セクタ型の測定器にあ
っては、抵抗を介して接地したセンサ電極と物体との間
で音叉型振動体を振動させたり、回転羽根車を回転させ
ることで、センサ電極に物体の表面電位に応じた振幅レ
ベルを有する交流の電位信号を生ぜしめ、その電位信号
の振幅レベルを検出することで、物体の表面電位を把握
してそれを表示器に表示する。

【０００５】尚、センサ電極に生じる電位レベルは、物
体に表面電位だけでなく、物体からの距離にも依存す
る。このため、上記測定器にあっては、表面電位を測定
するためのセンサ電極と物体との距離をあらかじめ定め
ておき、その距離で測定を行った場合に、正しく表面電
位を測定することができるようになっている場合が多
い。

【０００６】ところで、この種の表面電位測定器は、本
来、定常的、あるいは時間的変化の緩やかな表面電位の
測定を目的としており、前記センサ電極の電位レベルに
より時々刻々把握される物体の表面電位をそのまま表示
器に表示し、あるいは、測定器の使用者が随時、測定器
に備えられたホールドスイッチを操作することで、その
操作時点における表面電位の測定値を継続的に表示器に
表示するようにしている。

【０００７】一方、表面電位を測定しようとする物体の
種類や状態、測定環境等によっては、物体の表面電位が
比較的頻繁に時間的変動を生じたり、あるいは交流電圧
となっている場合が多々あり、このような表面電位を測
定する場合には、物体の表面電位のピーク値や交流の表
面電位の振幅値を測定することが望まれる。

【０００８】しかしながら、前記の表面電位測定器にあ
っては、物体の時々刻々の表面電位を測定して表示する
ものであるため、その表示から、時間的変動を生じる表
面電位のピーク値や交流の表面電位の振幅値を把握する
ことは困難である。

【０００９】この場合、前記の表面電位測定器におい
て、時間的変動を生じる表面電位のピーク値や交流の表
面電位振幅値をも容易に測定することができるようにす
るためには、前記センサ電極の電位レベルから前記のよ
うに物体の時々刻々の表面電位を測定・表示するための
回路構成と、センサ電極の電位レベルから物体の表面電
位のピーク値を測定するための回路構成と、センサ電極
の電位レベルから交流の表面電位を測定・表示するため
の回路構成とをそれぞれ測定器に備え、それらの回路構
成を選択的に切換えることができるようにすることが考
えられる。

【００１０】しかしながら、それらの３種類の回路構成
をそれぞれ独立的に測定器に備えることは、測定器の大
型化を招くと共にコスト的に不利なものとなり、このこ
とは、特に安価・小型化が要求される携帯型の測定器に
おいて顕著なものとなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、物体の時々刻々の表面電位と該表面電位のピ
ーク値と交流の表面電位の振幅値との測定を簡単且つ小
型な構成で行うことができる表面電位測定器を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、測定対象物に対向配置したとき、静電誘
導により該測定対象物の表面電位に応じた信号を出力す
るセンサ部と、前記センサ部の出力信号から前記測定対
象物の時々刻々の実電位を示す実電位信号を生成する実
電位信号生成回路部と、前記センサ部の出力信号から前
記測定対象物の交流電位を示す交流電位信号を生成する
交流電位信号生成回路部と、前記実電位信号を入力した
とき、該実電位信号のピークレベルを示すピーク信号を
前記測定対象物の実電位のピーク値として生成すると共
に、前記交流電位信号を入力したとき、該交流電位信号
のピークレベルを示すピーク信号を前記測定対象物の交
流電位の振幅値として生成するピーク信号生成回路部
と、前記測定対象物の実電位と該実電位のピーク値と交
流電位の振幅値とをそれぞれ測定するためのリアル測定
モードとピーク測定モードと交流測定モードとを選択的
に切換設定するためのモード切換設定手段と、前記各測
定モードにおける測定値を表示する表示手段と、前記リ
アル測定モードが選択されたとき、前記表示手段に前記
実電位信号を入力して前記測定対象物の実電位を表示せ
しめるべく前記実電位信号生成回路部を該表示手段に接
続する第１のスイッチ手段と、前記ピーク測定モードが
選択されたとき、前記ピーク信号生成回路部に前記実電
位信号を入力すべく前記実電位信号生成回路部を該ピー
ク信号生成回路部に接続すると共に、前記表示手段に前
記ピーク信号を入力して前記測定対象物の実電位のピー
ク値を表示せしめるべく該ピーク信号生成回路部を前記
表示手段に接続する第２のスイッチ手段と、前記交流測
定モードが選択されたとき、前記ピーク信号生成回路部
に前記交流電位信号を入力すべく前記交流電位信号生成
回路部を該ピーク信号生成回路部に接続すると共に、前
記表示手段に前記ピーク信号を入力して前記測定対象物
の交流電位の振幅値を表示せしめるべく該ピーク信号生
成回路部を前記表示手段に接続する第３のスイッチ手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１３】さらに、前記交流測定モードが選択された
とき、前記ピーク信号生成回路部の出力を前記振幅値を
測定する前記交流電位の周期よりも長い時定数でリセッ
トせしめるリセット手段を備えたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によれば、前記モード切換設定手段によ
り、前記リアル測定モードが設定されると、測定対象物
に対向配置される前記センサ部の信号から測定対象物の
時々刻々の実電位を示す前記実電位信号を生成する前記
実電位信号生成回路部が前記第１のスイッチ手段により
前記表示手段に接続され、該実電位信号が表示手段に入
力される。これにより該表示手段は、測定対象物の時々
刻々の実電位を表示する。

【００１５】また、前記モード切換設定手段により、前
記ピーク測定モードが設定されると、前記第２のスイッ
チ手段により、前記実電位信号生成回路部が前記ピーク
信号生成回路部に接続されると共に、該ピーク信号生成
回路部が前記表示手段に接続され、この時、ピーク信号
生成回路部は、実電位信号生成回路部から入力される前
記実電位信号のピークレベルを示すピーク信号を生成
し、これを表示手段に入力する。これにより該表示手段
は、測定対象物の時々刻々の実電位のピーク値を表示す
る。

【００１６】また、前記モード切換設定手段により、前
記交流測定モードが設定されると、前記第３のスイッチ
手段により、前記センサ部の信号から測定対象物の交流
電位を示す前記交流電位信号を生成する前記交流電位信
号生成回路部が前記ピーク信号生成回路部に接続される
と共に、該ピーク信号生成回路部が前記表示手段に接続
され、この時、ピーク信号生成回路部は、交流電位信号
生成回路部から入力される前記交流電位信号のピークレ
ベル、すなわち振幅を示すピーク信号を生成し、これを
表示手段に入力する。これにより該表示手段は、測定対
象物の交流電位の振幅値を表示する。

【００１７】従って、前記三つの測定モードにおける測
定を、前記実電位信号生成回路部やピーク信号生成回路
部を共用しつつ行うことが可能となる。

【００１８】さらに、前記リセット手段を備えたときに
は、前記ピーク信号生成回路部の出力を前記振幅値を測
定する前記交流電位の周期よりも長い時定数でリセット
せしめることで、換言すれば、ピーク信号生成回路部の
出力のリセットを緩やかに行わせることで、測定対象物
の交流電位の振幅値が一定であるような場合には、その
一定の振幅値に対応したピーク信号をピーク信号生成回
路部から出力して、該交流電位の振幅値を前記表示手段
に表示させることが可能となる一方、該交流電位の振幅
値が時間的に変化するような場合には、その振幅値の変
化に対応したピーク信号をピーク信号生成回路部から出
力して、該交流電位の振幅値の変化を前記表示手段に表
示させることが可能となる。

【００１９】

【実施例】本発明の一例を図１乃至図７を参照して説明
する。図１は本実施例の表面電位測定器の外観斜視図、
図２及び図３は図１の測定器の要部の回路構成図、図４
乃至図７は図１の測定器の作動を説明するための線図で
ある。

【００２０】図１を参照して、本実施例の表面電位測定
器１は、その箱形の筐体２の前面部に、電位検出用のセ
ンサ部３を備え、筐体２の側面部には、測定モードの切
換設定を行うための一組の操作スイッチ５，６（モード
切換設定手段）と電源スイッチ７とが設けられ、さら
に、筐体２の上面部には測定表面電位を表示する表示器
８（表示手段）が設けられている。

【００２１】この場合、センサ部３は、所謂振動型のも
のであり、図２に示すように測定対象物Ｗに対向配置さ
れる導体材料からなる平板状のセンサ電極９と、その前
方で測定対象物Ｗとの間に設けられた導体材料からなる
音叉型振動体１０とにより構成されている。センサ電極
９は筐体２内で抵抗１１を介して接地され、また、音叉
型振動体１０は筐体２内で直接的に接地されている。そ
して、測定に際しては、音叉型振動体１０は、その両側
部に固着された圧電素子１２，１２を介して後述の回路
により所定周波数（例えば４００Ｈｚ）で振動されるよ
うになっており、この時、センサ電極９に、測定対象物
Ｗの表面電位に応じた振幅レベルを有する上記所定周波
数の交流信号が静電誘導により生じる。

【００２２】また、操作スイッチ５，６は、それぞれ２
接点切換式のスイッチであり、操作スイッチ５を図１の
矢印ａ側に操作したとき、操作スイッチ６の操作位置に
かかわらず表面電位の時々刻々の実電位を測定するため
のリアル測定モードが設定され、操作スイッチ５を図１
の矢印ｂ側に操作し、且つ操作スイッチ６を図１の矢印
ｃ側に操作したとき、表面電位のピーク値を測定するた
めのピーク測定モードが設定され、操作スイッチ５を図
１の矢印ｂ側に操作し、且つ操作スイッチ６を図１の矢
印ｄ側に操作したとき、交流の表面電位の振幅値を測定
するための交流測定モードが設定されるようになってい
る。

【００２３】尚、本実施例の表面電位測定器１は、セン
サ電極９と測定対象物Ｗとの距離をあらかじめ定めた所
定距離Ｄ₀ とした状態で測定対象物Ｗの表面電位を測定
するものであり、その距離合わせを行うための光を測定
対象物Ｗの表面に照光する照光手段１３（図１参照）が
備えられている。この照光手段１３は、筐体２の前面部
に前記サンサ部３に近接して設けられた凸レンズ１４
と、該凸レンズ１４を介して測定対象物Ｗに光を照光す
べく筐体２内に設けられたＬＥＤ等により構成された発
光体１５とを備えている。そして、該発光体１５から発
せられる光は、凸レンズ１４を通過して前記所定距離Ｄ
₀ の位置に焦点を結び、センサ電極９と測定対象物Ｗと
の距離が上記所定距離Ｄ₀ である場合にのみ、測定対象
物Ｗの表面に鮮明な光源の像を生ぜしめ、それ以外の距
離では、鮮明な光源の像は得られないようになってい
る。これにより、測定者は、測定対象物Ｗの表面に生じ
る光の像を確認することで、センサ電極９と測定対象物
Ｗとの距離を上記所定距離Ｄ₀に合わせることができる
ようになっている。

【００２４】図２に示すように、筐体２の内部には、前
記センサ電極９に測定対象物Ｗの表面電位に応じて生じ
る信号（交流信号）を必要レベルに増幅する増幅回路
（プリアンプ）１６と、該増幅回路１６の出力をさらに
増幅する増幅回路１７と、該増幅回路１７の出力から表
面電位の時々刻々の実電位に応じたレベルの実電位信号
を生成する実電位信号生成回路１８と、増幅回路１７の
出力から表面電位の交流電圧成分を抽出するローパスフ
ィルタ１９と、該ローパスフィルタ１９の出力を増幅し
て表面電位の交流電圧成分に応じた振幅レベルの交流電
位信号を生成する増幅回路２０と、実電位信号生成回路
１８及び増幅回路２０の出力側にそれぞれＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ２１，２２を介して入力側が接続されたピーク
ホールド回路２３（ピーク信号生成回路部）と、ピーク
ホールド回路２３及び実電位信号生成回路１８の出力側
にそれぞれＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４，２５を介して入
力側が接続されたＡ／Ｄ変換回路２６と、前記操作スイ
ッチ５，６の操作位置に応じてＯＮ／ＯＦＦスイッチ２
１，２２，２４，２５等を駆動するスイッチ駆動回路２
７と、ピークホールド回路２３の入力信号の極性（正か
負か）を検出する正負検出回路２８とが備えられ、Ａ／
Ｄ変換回路２６の出力側が表示器８に接続されている。

【００２５】ここで、かかる回路構成を本発明の構成に
対応させると、増幅回路１６，１７及び実電位信号生成
回路１８は実電位信号生成回路部２９を構成し、増幅回
路１６，１７、ローパスフィルタ１９及び増幅回路２０
は交流電位信号生成回路部３０を構成する。また、ＯＮ
／ＯＦＦスイッチ２５及びスイッチ駆動回路２７は第１
のスイッチ手段３１を、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２１，２
４及びスイッチ駆動回路２７は第２のスイッチ手段３２
を、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２２，２４及びスイッチ駆動
回路２７は第３のスイッチ手段３３を構成する。

【００２６】この場合、ピークホールド回路２３は、正
負検出回路２８により検出される入力信号の極性でもっ
て、該入力信号のピークレベルを図示しないコンデンサ
にホールドして出力する。

【００２７】尚、正負検出回路２８は、操作スイッチ
５，６により交流測定モードが設定されたときには、後
述するようにスイッチ駆動回路２７から与えられる信号
により、ピークホールド回路２３の入力信号の極性を常
に正として検出するようになっている。また、正負検出
回路２８には、ピークホールド回路２３の入力信号と共
に該ピークホールド回路２３の出力信号も入力されてお
り、後述のピーク測定モードの測定においてピークホー
ルド回路２３がその入力信号の極性のピークレベルをホ
ールドして出力した後、該入力信号が０レベルもしくは
低レベルで極性が反転しても既にピークホールド回路２
３がホールドしているピークレベルの極性を検出して該
ピークホールド回路２３に付与するようにしている。ま
た、ピークホールド回路２３のピークレベルを保持・出
力するコンデンサは、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４及び抵
抗３５を介して接地されており、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
３４をＯＮにすることで、保持したピークレベル（ピー
クホールド回路２３の出力）が該コンデンサの容量と抵
抗３５の抵抗値とにより定まる時定数でもってリセット
されるようになっている。

【００２８】前記各ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２１，２２，
２４，２５，３４は、例えば半導体ＩＣ（アナログスイ
ッチ）により構成されたものであり、その制御入力部に
Ｈレベル（正レベル）の信号を付与したときＯＮし、Ｌ
レベル（負レベル）の信号を付与したときにＯＦＦする
ようになっている。

【００２９】そして、これらのＯＮ／ＯＦＦスイッチ２
１，２２，２４，２５，３４の駆動等を行うための前記
スイッチ駆動回路２７は、図３に示すように、前記操作
スイッチ５，６の操作位置に応じて、前記筐体２内に備
えられた電源回路（図示しない）から正電圧又は負電圧
が付与される６本の制御ライン３６〜４１を備えてい
る。ここで、制御ライン３６はＯＮ／ＯＦＦスイッチ２
５に、制御ライン３７は表示器８に、制御ライン３８は
ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２１に、制御ライン３９はＯＮ／
ＯＦＦスイッチ３４に、制御ライン４０はＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ２２と表示器８と正負検出回路２８とに、制御
ライン４１はＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４に接続されてい
る。

【００３０】図３を参照して明らかなように、操作スイ
ッチ５をａ側に操作したとき（リアル測定モードを設定
したとき）、制御ライン３６からＯＮ／ＯＦＦスイッチ
２５にＨレベルの信号が付与されて該スイッチ２５がＯ
Ｎすると共に、制御ライン３９からＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ３４にＨレベルの信号が付与されて該スイッチ３４が
ＯＮし、さらに、制御ライン３７から表示器８にＨレベ
ルの信号が付与される。このとき、表示器８に付与され
るＨレベルの信号は、表示器８が直流の測定モードであ
る旨を示す“ＤＣ”という表示を行うための指示信号と
して使用される。

【００３１】また、操作スイッチ５をｂ側に操作し、且
つ操作スイッチ６をｃ側に操作したとき（ピーク測定モ
ードを設定したとき）、制御ライン３８からＯＮ／ＯＦ
Ｆスイッチ２１にＨレベルの信号が付与されて該スイッ
チ２１がＯＮすると共に、制御ライン４１からＯＮ／Ｏ
ＦＦスイッチ２４にＨレベルの信号が付与されて該スイ
ッチ２４がＯＮし、さらに、前記リアル測定モードと同
様に、制御ライン３７から表示器８に“ＤＣ”表示を行
うためのＨレベルの信号が付与される。

【００３２】また、操作スイッチ５をｂ側に操作し、且
つ操作スイッチ６をｄ側に操作したとき（交流測定モー
ドを設定したとき）、制御ライン４１からＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ２４にＨレベルの信号が付与されて該スイッチ
２４がＯＮすると共に、制御ライン４０からＯＮ／ＯＦ
Ｆスイッチ２２にＨレベルの信号が付与されて該スイッ
チ２２がＯＮし、同時に該制御ライン４０から表示器８
及び正負検出回路２８にＨレベルの信号が付与される。
このとき、表示器８に付与されるＨレベルの信号は、表
示器８が交流の測定モードである旨を示す“ＡＣ”とい
う表示を行うための指示信号として使用される。また、
正負検出回路２８に付与されるＨレベルの信号は、前述
したように、ピークホールド回路２３がその入力信号の
正極側のピークレベルをホールドするために使用され
る。

【００３３】このような、操作スイッチ５，６の操作位
置に応じた各ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２１，２２，２４，
２５，３４のＯＮ／ＯＦＦ状態を次の表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】尚、前記ピークホールド回路２３の出力を
リセットするための前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４及び
抵抗３５は、ピークホールド回路２３のコンデンサと前
記スイッチ駆動回路２７と併せて、本発明の構成に対応
してリセット手段４２を構成するものである。

【００３６】図２を参照して、前記筐体２内には、さら
に、センサ部３の音叉型振動体１０を駆動するための駆
動回路として、前記圧電素子１２，１２のうちの一方の
圧電素子１２の出力信号から高周波ノイズを除去するた
めのローパスフィルタ４３と、該ローパスフィルタ４３
の出力を増幅して他方の圧電素子１２に付与すると共に
初期駆動用の信号を該他方の圧電素子１２に付与する駆
動用増幅回路４４とを備えている。この駆動用増幅回路
４４は、初期駆動用の信号を該他方の圧電素子１２に付
与することにより前記音叉型振動体１０の振動を開始せ
しめ、この時、該振動により前記一方の圧電素子１２に
生じる信号を増幅して他方の圧電素子に付与することに
より、音叉型振動体１０の振動を所定周波数で継続させ
る。

【００３７】尚、図２中、４５は駆動用増幅回路４４の
出力を基に、前記実電位信号生成回路１８が実電位信号
を生成するために必要なパルスを発生するパルス発生／
移相調整回路である。

【００３８】次に、本実施例の表面電位測定器の作動を
説明する。

【００３９】例えば測定対象物Ｗの表面電位が定常的あ
るいは時間的変化の緩やかな直流電位である場合に、そ
の表面電位を測定する際には、電源スイッチ７をＯＮ操
作すると共に、操作スイッチ５を図１及び図３のａ側に
操作し、測定モードをリアル測定モードに設定する。そ
して、この状態で照光手段１３により発せられる光を測
定対象物Ｗの表面に照射しつつ測定器１の筐体２を測定
対象物Ｗに接近させ、測定対象物Ｗの表面に照射された
光の像により前述したように測定対象物Ｗとセンサ部３
のセンサ電極９との距離が所定距離Ｄ₀ となったことが
確認される位置で測定器１の筐体２を保持する。尚、セ
ンサ部３の音叉型振動体１０は、電源スイッチ７をＯＮ
操作することで、前記ローパスフィルタ４３及び駆動用
増幅回路４４により圧電素子１２，１２を介して所定周
波数（本実施例では４００Ｈｚ）で振動される。また、
操作スイッチ５をａ側に操作することで、ＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ２５，３４がＯＮ状態となる（表１参照）。

【００４０】この時、センサ部３のセンサ電極９には、
音叉型振動体１０の振動と静電誘導とにより、測定対象
物Ｗの表面電位に応じた振幅レベルの交流信号が誘起さ
れ、その交流信号が増幅回路１６，１７を介して実電位
信号生成回路１８に入力される。該実電位信号生成回路
１８に入力される交流信号は例えば図４の実線ｕで示す
ような正弦波となり、その振幅レベルＶ_D が測定対象物
Ｗの表面電位に比例したレベルで、周波数は音叉型振動
体１０の振動周波数と同一となる。

【００４１】一方、実電位信号生成回路１８には、図４
に破線で示すように実電位信号生成回路１８に入力され
る交流信号と同期し、且つ該交流信号が最大レベルとな
るようなタイミングでもってパルスＰがパルス発生／移
相調整回路４５から付与される。そして、実電位信号生
成回路１８は、パルスＰが付与された時の交流信号のレ
ベル、すなわち、該交流信号の振幅レベルを該パルスＰ
が付与される毎に保持して出力する。これにより、実電
位信号生成回路１８から図４に実線ｑで示すように測定
対象物Ｗの表面電位に比例したレベルＶ_D の実電位信号
が出力される。

【００４２】実電位信号生成回路１８から出力された実
電位信号は、ＯＮ状態となっているＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ２５を介してＡ／Ｄ変換器２６に付与されてデジタル
データに変換され、そのデジタルデータを表示器８が測
定対象物Ｗの表面電位を示すデータとして表示する。こ
の場合、前述のようにセンサ部３のセンサ電極９と測定
対象物Ｗとの距離合わせがなされた状態で、表示器８に
測定対象物Ｗの正しい表面電位の表示がなされるよう
に、前記増幅回路１７のゲインが調整されており、これ
により表示器８の表示により測定対象物Ｗの表面電位の
実電位が測定される。

【００４３】尚、かかるリアル測定モードにおける測定
時には、前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４がＯＮ状態とさ
れるため、その測定の間に、ピークホールド回路２３の
出力がリセットされる。

【００４４】また、この時、表示器８には、スイッチ駆
動回路２７の制御ライン３７からＨレベルの信号が付与
されることで、該表示器８は、直流の測定モードである
旨を示す“ＤＣ”という表示を併せて行う。

【００４５】かかるリアル測定モードにおいて、測定対
象物Ｗの表面電位が比較的大きな時間的変動を生じるよ
うな場合には、それに追従して表示器８の表示も変化す
る。

【００４６】このような測定対象物Ｗの表面電位のピー
ク値を測定する際には、操作スイッチ５を図１及び図３
のｂ側に操作すると共に、操作スイッチ６をｃ側に操作
し、測定モードをピーク測定モードに設定する。このよ
うな操作スイッチ５，６の操作により、ＯＮ／ＯＦＦス
イッチ２１，２４がＯＮ状態となる（表１参照）。ま
た、前記リアル測定モードの場合と同様に、電源スイッ
チ７をＯＮ操作した状態で、筐体２を測定対象物Ｗに近
づけて、該測定対象物Ｗとセンサ部３のセンサ電極９と
の距離を所定距離Ｄ₀ に保持する。

【００４７】この時、前記実電位信号生成回路１８は、
前述のリアル測定モードの場合と同様に、測定対象物Ｗ
の表面電位の実電位に応じたレベルの実電位信号を生成
・出力し、その実電位信号は、例えば図５に実線ｒで示
すような信号となる。そして、実電位信号生成回路１８
から出力される実電位信号は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２
１を介してピークホールド回路２３に入力される。そし
て、該ピークホールド回路２３は、入力される実電位信
号のピークレベルの電圧（これが測定対象物Ｗの表面電
位のピーク値を示す）を図示しないコンデンサにホール
ドしてその電圧値を出力し、例えば図５の実線ｒで示す
実電位信号が入力されると、そのピークレベルの電圧Ｖ
_P をホールドして出力する。尚、その後に電圧Ｖ_P を越
えるレベルの実電位信号がピークホールド回路２３に入
力されると、そのピークレベルの電圧がピークホールド
回路２３から継続的に出力されることとなる。また、ピ
ークホールド回路２３がホールドする実電位信号のピー
クレベルの電圧は、該実電位信号の極性（これは正負検
出回路２８により検出される）、すなわち、測定対象物
Ｗの表面電位の極性のものであり、例えば該表面電位の
極性が負であれば、その負の極性のピークレベルの電圧
がホールドされる。

【００４８】このようにピークホールド回路２３から出
力される表面電位のピーク値を示すレベルの信号は、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦスイッチ２４を介してＡ／Ｄ変換器２６に付
与されてデジタルデータに変換され、そのデジタルデー
タを表示器８が測定対象物Ｗの表面電位を示すデータと
して表示する。この表示器８の表示により測定対象物Ｗ
の表面電位のピーク値が測定される。

【００４９】尚、表示器８には、前記リアル測定モード
の場合と同様に、直流の測定モードである旨を示す“Ｄ
Ｃ”という表示が併せて行われる。

【００５０】また、かかるピーク測定モードにおいて、
例えば表示器８の表示を確認すべく測定器１を測定対象
物Ｗから離反させると、ピークホールド回路２３に入力
される信号レベルが０レベルとなったり、あるいは他の
帯電体の影響で極性が反転することがあるが、本実施例
においては、ピークホールド回路２３の出力を正負検出
回路２８に入力することで、ピークホールド回路２３に
入力される実電位信号の極性が既にピークホールド回路
２３から出力されている信号レベルに対して大きなレベ
ルで反転しない限り、該正負検出回路２８はピークホー
ルド回路２３の出力の極性と同じ極性を検出してピーク
ホールド回路２３に付与するようにしている。これによ
り、上記のように測定対象物Ｗの表面電位のピーク値の
測定後に測定器１を測定対象物Ｗから離反させた際に、
ピークホールド回路２３に入力される信号レベルが０レ
ベルとなったり、あるいは他の帯電体の影響で極性が反
転しても、ピークホールド回路２３は現在ホールドして
いる入力信号のピークレベルをそのまま保持し、従っ
て、表示器８も前記測定相性物の表面電位の極性のピー
ク値を継続して表示する。この場合、前記操作スイッチ
５をａ側に操作し、あるいは、操作スイッチ５をｂ側に
したままで操作スイッチ６をｄ側に操作して、前記ＯＮ
／ＯＦＦスイッチ３４をＯＮ状態とすれば、ピークホー
ルド回路２３の出力や表示器８の表示がリセットされる
ことはもちろんである。

【００５１】次に測定対象物Ｗの表面電位が交流電位成
分を含んでいる場合に、その交流電位の振幅値を測定す
る際には、操作スイッチ５を図１及び図３のｂ側に操作
すると共に、操作スイッチ６をｄ側に操作し、測定モー
ドを交流測定モードに設定する。このような操作スイッ
チ５，６の操作により、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２２，２
４，３４がＯＮ状態となる（表１参照）。また、前記リ
アル測定モード等の場合と同様に、電源スイッチ７をＯ
Ｎ操作した状態で、筐体２を測定対象物Ｗに近づけて、
該測定対象物Ｗとセンサ部３のセンサ電極９との距離を
所定距離Ｄ₀ に保持する。

【００５２】本実施例の表面電位測定器１においては、
前記音叉型振動体１０の振動周波数よりも低周波数の交
流電位を測定するようになっており、このような交流電
位成分が測定対象物Ｗに生じている場合には、前記増幅
回路１７からは、例えば図６に実線ｓで示すような信号
が出力される。この場合、音叉型振動体１０が閉じられ
た時、センサ電極９を電界から完全に遮蔽していない構
造のため、増幅回路１７から出力される信号ｓは、同図
示のように、音叉型振動体１０の振動周波数の交流信号
が表面電位の交流電位信号成分により正側が負側に対し
てより大きく振幅変調された形の信号となる。

【００５３】そして、このように増幅回路１７から出力
される信号は、ローパスフィルタ１９に入力され、該ロ
ーパスフィルタ１９により前記音叉型振動体１０の振動
周波数を含む高周波成分が除去され、さらに増幅回路２
０により増幅される。これにより、増幅回路２０から、
図７に実線ｔで示すように測定対象物Ｗの交流電位成６
に比例したレベルの交流電位信号が出力される。

【００５４】この増幅回路２０から出力される交流電位
信号は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２２を介してピークホー
ルド回路２３に入力される。そして、該ピークホールド
回路２３は、入力される交流電位信号の正のピークレベ
ルの電圧（これが測定対象物Ｗの交流電位の振幅値を示
す）を図示しないコンデンサにホールドして出力し、例
えば図７に実線ｔで示した交流電位信号が入力される
と、その振幅レベルの電圧Ｖ_ACをホールドして出力す
る。

【００５５】このようにピークホールド回路２３から出
力される表面電位の交流電位成分の振幅値を示すレベル
の信号は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４を介してＡ／Ｄ変
換器２６に付与されてデジタルデータに変換され、その
デジタルデータを表示器８が測定対象物Ｗの交流電位の
振幅値を示すデータとして表示する。この場合、前述の
ようにセンサ部３のセンサ電極９と測定対象物Ｗとの距
離合わせがなされた状態で、表示器８に測定対象物Ｗの
正しい交流電位の振幅値表示がなされるように、前記増
幅回路２０のゲインが調整されており、これにより表示
器８の表示により測定対象物Ｗの交流電位の振幅値が測
定される。

【００５６】尚、表示器８には、スイッチ駆動回路２７
の制御ライン４０からＨレベルの信号が付与されること
で、該表示器８は、交流の測定モードである旨を示す
“ＡＣ”という表示を併せて行う。

【００５７】また、かかる交流測定モードにおいては、
前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４がＯＮ状態とされるた
め、前記ピークホールド回路２３の出力が、それをホー
ルドするコンデンサ（図示しない）の容量と、該コンデ
ンサにＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４を介して接続される前
記抵抗３５の抵抗値とにより定まる時定数でもってリセ
ットされる。この場合、該時定数は、測定する交流電位
の周期よりも十分に長いものに設定されている。

【００５８】このため、測定対象物Ｗの交流電位の振幅
が時間的に変化しない場合は、ピークホールド回路２３
は、交流電位の振幅値を示すほぼ一定レベルの電圧を出
力し、従って、表示器８により表示される交流電位の振
幅値もほぼ一定となる。

【００５９】一方、測定対象物Ｗの交流電位の振幅が時
間的変動を生じる場合、例えば測定の途中で測定対象物
Ｗの交流電位が減少した場合には、その減少前にピーク
ホールド回路２３にホールドされる電圧がその減少後に
は、前記時定数でもって減衰し、最終的には減少後の交
流電位の振幅値に対応したレベルとなる。従って、表示
器８の表示も減少後の交流電位の振幅値を表示するよう
になる。尚、交流電位が増加した場合には、それに追従
してピークホールド回路２３の出力が増加し、従って表
示器８に表示される交流電位の振幅値も増加することは
もちろんである。

【００６０】このように、交流測定モードにおいては、
ピークホールド回路２３の出力を所定の時定数でもって
リセットするためのＯＮ／ＯＦＦスイッチ３４をＯＮ状
態としておくことで、表示器８の表示により、測定対象
物Ｗの交流電位の振幅値の変化の様子を把握することが
できる。

【００６１】また、一般に、測定対象物Ｗの交流電位に
対応して前記センサ電極９から得られる信号成分は比較
的小さいため、測定を行うべく表面電位測定器１を測定
対象物Ｗに接近させる際に、その影響で前記増幅回路２
０から測定対象物Ｗの交流電位の実際の振幅値よりも大
きな振幅レベルの交流電位信号が出力されやすい。そし
て、このような場合に、ピークホールド回路２３から出
力される電圧レベルは、測定開始初期には、測定対象物
Ｗの交流電位の実際の振幅値に対応したレベルよりも大
きなレベルとなって、表示器８に実際の振幅値よりも大
きな値が表示されることとなるが、ＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ３４をＯＮ状態としておくことで、センサ電極９と測
定対象物Ｗとの距離合わせがなされた後には、最終的
に、ピークホールド回路２３から出力される電圧レベル
が測定対象物Ｗの交流電位の実際の振幅値に対応したレ
ベルとなって、表示器８に実際の振幅値が正しく表示さ
れることとなる。

【００６２】以上説明したように、本実施例の表面電位
測定器１は、操作スイッチ５，６の操作位置に応じて、
ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２１，２２，２４，２５，３４を
適宜ＯＮ／ＯＦＦさせることで、リアル測定モード、ピ
ーク測定モード及び交流測定モードの各測定を、各測定
モードについて必要な回路構成を互いに共用しつつ回路
部品の少ない簡単な回路構成で容易且つ的確に行うこと
ができる。

【００６３】尚、本実施例においては、前記ＯＮ／ＯＦ
Ｆスイッチ２１，２２，２４，２５，３４として半導体
スイッチ素子を使用したが、リレースイッチを使用する
ことも可能であり、また、各測定モードに対応して使用
者が適宜操作する操作スイッチを使用することも可能で
ある。

【００６４】また、本実施例においては、振動型の測定
器を例にとって説明したが、静電誘導型や回転セクタ型
のものについても本発明を適用することができることは
もちろんである。

【００６５】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、モード切換設定手段により設定されるリアル
測定モード、ピーク測定モード及び交流測定モードの各
測定モードに対応させて、実電位信号生成回路部や交流
電位信号生成回路部、ピーク信号生成回路部と表示手段
との接続構成を第１乃至第３のスイッチ手段により適宜
変更せしめるようにしたことによって、物体の時々刻々
の表面電位と該表面電位のピーク値と交流の表面電位の
振幅値との測定を少ない回路部品構成で簡単且つ小型な
構成で行うことができ、特に携帯型の表面電位測定器に
おいて好適な安価で小型な測定器を提供することができ
る。

【００６６】さらに、交流測定モードにおいてピーク信
号生成回路部の出力を測定する交流電位の周期よりも長
い時定数でリセットせしめるリセット手段を備えたこと
によって、交流電位の振幅値が時間的に変化するような
場合であっても、その振幅値の変化の様子を表示手段に
表示させることができ、交流電位の振幅値の測定を的確
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の表面電位測定器の外観斜視図。

【図２】図１の表面電位測定器の要部の回路構成図。

【図３】図１の表面電位測定器の要部の回路構成図。

【図４】図１の表面電位測定器の作動を説明するための
線図。

【図５】図１の表面電位測定器の作動を説明するための
線図。

【図６】図１の表面電位測定器の作動を説明するための
線図。

【図７】図１の表面電位測定器の作動を説明するための
線図。

【符号の説明】

１…表面電位測定器、３…センサ部、５，６…モード切
換設定手段、８…表示手段（表示器）、２３…ピーク信
号生成回路部（ピークホールド回路）、２９…実電位信
号生成回路部、３０…交流電位信号生成回路部、３１…
第１のスイッチ手段、３２…第２のスイッチ手段、３３
…第３のスイッチ手段、Ｗ…測定対象物。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象物に対向配置したとき、静電誘導
   により該測定対象物の表面電位に応じた信号を出力する
   センサ部と、 前記センサ部の出力信号から前記測定対象物の時々刻々
   の実電位を示す実電位信号を生成する実電位信号生成回
   路部と、 前記センサ部の出力信号から前記測定対象物の交流電位
   を示す交流電位信号を生成する交流電位信号生成回路部
   と、 前記実電位信号を入力したとき、該実電位信号のピーク
   レベルを示すピーク信号を前記測定対象物の実電位のピ
   ーク値として生成すると共に、前記交流電位信号を入力
   したとき、該交流電位信号のピークレベルを示すピーク
   信号を前記測定対象物の交流電位の振幅値として生成す
   るピーク信号生成回路部と、 前記測定対象物の実電位と該実電位のピーク値と交流電
   位の振幅値とをそれぞれ測定するためのリアル測定モー
   ドとピーク測定モードと交流測定モードとを選択的に切
   換設定するためのモード切換設定手段と、 前記各測定モードにおける測定値を表示する表示手段
   と、 前記リアル測定モードが選択されたとき、前記表示手段
   に前記実電位信号を入力して前記測定対象物の実電位を
   表示せしめるべく前記実電位信号生成回路部を該表示手
   段に接続する第１のスイッチ手段と、 前記ピーク測定モードが選択されたとき、前記ピーク信
   号生成回路部に前記実電位信号を入力すべく前記実電位
   信号生成回路部を該ピーク信号生成回路部に接続すると
   共に、前記表示手段に前記ピーク信号を入力して前記測
   定対象物の実電位のピーク値を表示せしめるべく該ピー
   ク信号生成回路部を前記表示手段に接続する第２のスイ
   ッチ手段と、 前記交流測定モードが選択されたとき、前記ピーク信号
   生成回路部に前記交流電位信号を入力すべく前記交流電
   位信号生成回路部を該ピーク信号生成回路部に接続する
   と共に、前記表示手段に前記ピーク信号を入力して前記
   測定対象物の交流電位の振幅値を表示せしめるべく該ピ
   ーク信号生成回路部を前記表示手段に接続する第３のス
   イッチ手段とを備えたことを特徴とする表面電位測定
   器。
2. 【請求項２】前記交流測定モードが選択されたとき、前
   記ピーク信号生成回路部の出力を前記振幅値を測定する
   前記交流電位の周期よりも長い時定数でリセットせしめ
   るリセット手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
   の表面電位測定器。