JPH095190A

JPH095190A - 容量検出装置

Info

Publication number: JPH095190A
Application number: JP7149856A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Oishi; 芳功大石; Hideto Monju; 秀人文字; Yuko Fujii; 優子藤井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】容量変化型センサにおいて、圧力に対する出
力の温度特性の改善と、圧力に対する出力の直線性を改
善すること。【構成】物理的変化に応じて変化する容量を有する容
量変化型センサと、基準コンデンサと、第１の充放電回
路と、第１の比較回路と、第１の基準電圧源と、第２の
充放電回路と、第２の比較回路と、第２の基準電圧源
と、充放電制御手段と、低域フィルタとから構成され、
第１の基準電圧源と第２の基準電圧源は容量変化型セン
サと基準コンデンサの温度特性の差を相殺するように働
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力や重量等の物理的
変化により、容量が変化する容量変化型センサにおい
て、圧力や重量を直流電圧に変換する容量検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量型センサの一例として、特開
昭５７−７０４０４号公報に示すようなものが一般的で
あった。まず、容量変化型センサが圧力を検出する場合
の原理について図９を参照しながら説明する。２枚の平
行平板電極間の距離が圧力、重量等により変化すると、
２枚の平行平板間の静電容量が変化し、この変化を電気
信号として取り出すものである。

【０００３】図９において、１は可動電極、２は可動電
極１の対となる固定電極で、可動電極１と固定電極２に
より容量変化型センサを構成している。また同図におい
て、３Ａは基準電極、３Ｂは固定電極で基準電極３Ａと
固定電極３Ｂにより基準コンデンサを構成している。同
図において、Ｐは印加圧力、ｄ0は圧力が印加されてい
ない時の電極間距離、Δｄは圧力Ｐが印加された時の電
極間距離の変化、ｄは圧力Ｐ印加時の電極間距離を示
す。圧力が印加されていない時の圧力センサの容量をＣ
ｒ、圧力Ｐが印加され電極間距離がｄとなった時の容量
をＣｐ、電極面積をＳとする。電極間距離の変化Δｄは
印加圧力Ｐに比例するので、ｄ＝ｄ0−Δｄ＝ｄ0−ｋ1×Ｐ（ｋ1は定数）（１） ∴Ｐ＝（ｄ0−ｄ）／ｋ1 ＝ｋ2（１−ｄ／ｄ0）（ｋ2＝ｄ0／ｋ1：定数）（２）一方、容量ＣｒおよびＣｐは、Ｃｒ＝εＳ／ｄ0、Ｃｐ＝εＳ／ｄ（εは誘電率）（３）となるので、ｄ／ｄ0＝Ｃｒ／Ｃｐ（４）となる。（４）式を（２）式に代入すると、次式を得
る。

【０００４】Ｐ＝ｋ2（１−Ｃｒ／Ｃｐ）（５）従って、（１−Ｃｒ／Ｃｐ）は圧力Ｐに比例する。

【０００５】ここで、基準コンデンサＣｒは、図９に示
すように、２枚の基板を接着するスペーサーの近辺に形
成された電極３Ａ、３Ｂにより構成されている一般的な
ものとする。

【０００６】次に、従来の容量検出装置の回路動作につ
いて図１０および図１１を参照しながら説明する。図１
０において、４は容量変化型センサ（Ｃｐ）、５は基準
コンデンサ（Ｃｒ）、６は第１の充放電回路、７は第２
の充放電回路、８は第１の比較回路、９は第２の比較回
路、１０は基準電圧源、１１は充放電制御手段、１２は
低域フィルタを表している。容量変化型センサ（Ｃｐ）
４と第１の充放電回路６と第１の比較回路８の一方の入
力端はａ点で接続され、基準コンデンサ（Ｃｒ）５と第
２の充放電回路７と第２の比較回路９の一方の入力端は
ｂ点で接続され、第１の比較回路８および第２の比較回
路９の他方の入力端は基準電圧源１０の出力に接続され
ている。第２の比較回路９の出力は低域フィルタ１２に
接続され、第１の比較回路８の出力は充放電制御手段１
１に接続されている。また、第１の充放電回路６は、容
量変化型センサ（Ｃｐ）４の電荷を放電させるトランジ
スタＱ１と、容量変化型センサ（Ｃｐ）４が充電される
時の時定数を決める抵抗Ｒ１から構成されている。一
方、基準コンデンサ（Ｃｒ）５に対して同様の働きをす
る第２の充放電回路７は、トランジスタＱ２と、抵抗Ｒ
２とから構成されている。ここで、抵抗Ｒ１、Ｒ２は同
じ値である。

【０００７】次に、図１１に示すＥp、Ｅrの電位波形お
よび第２の比較回路出力を参照しながら、図１０と共に
各部の動作について説明する。はじめにトランジスタＱ
１、Ｑ２がオン状態であるとする。そのとき、ａ、ｂ点
の電位Ｅp、Ｅrは電源電圧Ｖccであり、基準電圧源１０
の電位より高いために、第２の比較回路の出力はロウに
なっている。充放電制御手段１１によりトランジスタＱ
１，Ｑ２がオンからオフになると、容量変化型センサＣ
p、基準コンデンサＣrの充電が開始されてａ、ｂ点の電
位Ｅp、Ｅrは図１１のように低下していく。Ｔ1時間経
過後ｂ点の電位Ｅrが基準電圧源１０の値Ｖrefより低下
すると第２の比較回路９の出力がロウからハイに反転す
る。

【０００８】更にＴ2時間が経過して、ｂ点の電位Ｅpが
基準電圧源１０の値Ｖrefより低下すると、第１の比較
回路８が充放電制御手段１１に対して信号を出し、充放
電制御手段１１によって再びトランジスタＱ１、Ｑ２を
オンし、容量変化型センサ４および基準コンデンサ５の
電荷を急速に放電させてａ、ｂ点の電位Ｅp、ＥrをＶcc
まで引き上げるので、第２の比較回路９の出力はハイか
らロウに反転し元に戻る。

【０００９】この動作が繰り返されて第２の比較回路９
の出力はにはパルスが出力され、低域フィルタ１２を通
過することにより直流電圧に変換される。

【００１０】ａ，ｂ点の電位は、指数的に変化し、その
値はそれぞれ次式のようになる。Ｃｐ側：Ｅｐ＝Ｖcc×exp（−ｔ／（Ｃｐ×Ｒ１））（６）Ｃｒ側：Ｅｒ＝Ｖcc×exp（−ｔ／（Ｃｒ×Ｒ２））（７）従って、低域フィルタの出力電圧Ｖｏｕｔは、Ｖout＝Ｖcc×Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）＝Ｖcc×(１−(Cr×R2×ln(Vref/Vcc)/(Cp×R1×ln(Vref/Vcc))（８）＝Ｖcc×(１−Ｃｒ／Ｃｐ) （９）となる。（５）式と（８）式の右辺同士、左辺同士を除
算することにより、Ｐ／Ｖout＝ｋ2／Vcc＝定数となり、低域フィルタの出力電圧Ｖoutは、センサへの
印加圧力Ｐに比例することがわかる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、容量型センサ４（Ｃｐ）と基準コンデンサ
５（Ｃｒ）との間に温度特性の差があるために、温度を
変化させた場合、図１２のように同一圧力に対して出力
電圧がドリフトするという問題点があった。また、セン
サの構成が理想的な平行平板構造ではなく、ダイヤフラ
ムがたわむ構造であるため、印加圧力が大きくなるほ
ど、図１３のように直線性が悪化するという課題があっ
た。

【００１２】本発明は上記課題を解決するもので、第１
の目的は圧力に対する容量検出装置の出力の温度特性を
改善することであり、第２の目的は、圧力に対する容量
検出装置の出力の直線性を改善することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明では第１の目
的を達成するために、物理的変化に応じて容量が変化す
る容量変化型センサと、容量変化型センサの充放電を行
う第１の充放電回路と、第１の基準電圧源と、容量変化
型センサの電位と第１の基準電圧源の電位を比較する第
１の比較回路と、基準コンデンサと、基準コンデンサの
充放電を行う第２の充放電回路と、第２の基準電圧源
と、基準コンデンサの電位と第２の基準電圧源の電位を
比較する第２の比較回路と、第１の比較回路の出力によ
り駆動され第１の充放電回路と前記第２の充放電回路を
制御する充放電制御回路と、第２の比較回路の出力パル
スを直流に変換して物理的変化に対応する直流電圧信号
を発生させる低域フィルタとを備えた構成とし、第１の
基準電圧源と第２の基準電圧源との温度変動、または第
１の充放電回路と第２の充放電回路との温度変動が容量
変化型センサと基準コンデンサの温度係数の差によって
生じる低域フィルタの温度変動を相殺する方向に働くよ
うにしている。

【００１４】また第２の発明では第２の目的を達成する
ために、物理的変化に応じて容量が変化する容量変化型
センサと、容量変化型センサの充放電を行う第１の充放
電回路と、第１の基準電圧源と、容量変化型センサの電
位と第１の基準電圧源の電位を比較する第１の比較回路
と、基準コンデンサと、基準コンデンサの充放電を行う
第２の充放電回路と、第２の基準電圧源と、基準コンデ
ンサの電位と第２の基準電圧源の電位を比較する第２の
比較回路と、第１の比較回路の出力により駆動され第１
の充放電回路と第２の充放電回路を制御する充放電制御
回路と、第２の比較回路の出力パルスを直流に変換して
物理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フ
ィルタと、低域フィルタの出力に応じて第１の基準電圧
源あるいは第２の基準電圧源を制御する基準電圧制御回
路とを備えた構成としている。

【００１５】さらに第３の発明では第２の目的を達成す
るために、物理的変化に応じて容量が変化する容量変化
型センサと、容量変化型センサの充放電を行う第１の充
放電回路と、第１の基準電圧源と、容量変化型センサの
電位と第１の基準電圧源の電位を比較する第１の比較回
路と、基準コンデンサと、基準コンデンサの充放電を行
う第２の充放電回路と、第２の基準電圧源と、基準コン
デンサの電位と第２の基準電圧源の電位を比較する第２
の比較回路と、第１の比較回路の出力により駆動され第
１の充放電回路と第２の充放電回路を制御する充放電制
御回路と、第２の比較回路の出力パルスを直流に変換し
て物理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域
フィルタと、低域フィルタの出力に応じて第１の充放電
回路あるいは第２の充放電回路を制御する帰還回路とを
備えた構成としている。

【００１６】

【作用】上記構成により、第１の発明では、第１の比較
回路が容量変化型センサの電位と第１の基準電圧源の電
位を比較し、第２の比較回路が基準コンデンサの電位と
第２の基準電圧源の電位を比較する。また、第１の比較
回路の出力により充放電制御回路が駆動され、その出力
により第１の充放電回路および第２の充放電回路が容量
変化型センサと基準コンデンサを充放電させる。一方、
第２の比較回路の出力は、低域フィルタに入力され直流
電圧に変換される。ここで、第１の基準電圧源と第２の
基準電圧源との温度変動、または第１の充放電回路と第
２の充放電回路との温度変動は容量変化型センサと基準
コンデンサの温度係数の差によって生じる低域フィルタ
の温度変動を相殺する方向に働く。

【００１７】また第２の発明では、第１の比較回路が容
量変化型センサの電位と第１の基準電圧源の電位を比較
し、第２の比較回路が基準コンデンサの電位と第２の基
準電圧源の電位を比較する。そして、第１の比較回路の
出力により充放電制御回路が駆動され、その出力により
第１の充放電回路および第２の充放電回路が容量変化型
センサと基準コンデンサを充放電させる。一方、第２の
比較回路の出力は、低域フィルタに入力され直流電圧に
変換される。基準電圧制御回路では低域フィルタの出力
に応じて第１の基準電圧源あるいは第２の基準電圧源を
制御し、直線性の改善を行う。

【００１８】第３の発明では、第１の比較回路が容量変
化型センサの電位と第１の基準電圧源の電位を比較し、
第２の比較回路が基準コンデンサの電位と第２の基準電
圧源の電位を比較する。そして、第１の比較回路の出力
により充放電制御回路が駆動され、その出力により第１
の充放電回路および第２の充放電回路が容量変化型セン
サと基準コンデンサを充放電させる。一方、第２の比較
回路の出力は、低域フィルタに入力され直流電圧に変換
される。帰還回路では、低域フィルタの出力に応じて第
１の充放電回路あるいは第２の充放電回路を制御し、直
線性の改善を行う。

【００１９】

【実施例】以下第１の発明の第１の実施例を図１から図
４を参照して説明する。図１において、容量変化型セン
サ４、基準コンデンサ５、第１の充放電回路６、第２の
充放電回路７、第１の比較回路８、第２の比較回路９、
充放電制御回路１１、低域フィルタ１２は従来例と同様
の構成要素を示すので説明を省略する。第１の発明にお
いて、第１の比較回路８の基準電位が第１の基準電圧源
１３であり、第２の比較回路９の基準電位が第２の基準
電圧源１４であること除けば、各部の接続は従来例と同
様である。

【００２０】上記構成において、第１の比較回路８が容
量変化型センサ４の電位と第１の基準電圧源１３の電位
を比較し、第２の比較回路９が基準コンデンサ５の電位
と第２の基準電圧源１４の電位を比較する。また、第１
の比較回路８の出力により充放電制御回路１１が駆動さ
れ、その出力により第１の充放電回路６および第２の充
放電回路７が容量変化型センサ４と基準コンデンサ５を
充放電させる。一方、第２の比較回路９の出力は、低域
フィルタ１２に入力され直流電圧に変換される。

【００２１】一方、第１の基準電圧源１３と第２の基準
電圧源１４の温度特性は、図２に示すように、負の温度
傾斜を有し、その傾斜は第１の基準電圧源１３の方が第
２の基準電圧源１４より急勾配である。従って、図３に
示すように、温度上昇と共に、第１の基準電圧源１３と
第２の基準電圧源１４の電位差（Ｖref1−Ｖref2）が大
きくなり、出力パルス幅Ｔ２’がパルス周期Ｔ１’＋Ｔ
２’にしめる割合（デューティ）が小さくなる。つま
り、低域フィルタ通過後の出力電圧Ｖｏｕｔは、温度の
上昇と共に減少する。そのため、図４に示すように、温
度変化に対して、出力電圧の変動を小さくなる。このよ
うに、第１の基準電圧源１３および第２の基準電圧源１
４の温度係数を異なるものにするためには、異なる温度
係数を持つ抵抗を用いて、抵抗分割により基準電位をつ
くることで実現できる。

【００２２】このように第１の実施例の構成によれば、
第１の基準電圧源１３と第２の基準電圧源１４の温度係
数が異なり、かつ容量変化型センサ４と基準コンデンサ
５の温度係数の差によって生じる出力の変動を相殺する
ように働くので、同一圧力に対して低域フィルタ１２の
温度変動を小さくし、精度の向上が図れる。

【００２３】次に、第１の目的を達成する第２の実施例
について、図５と図６を参照しながら説明する。容量変
化型センサ４、基準コンデンサ５、第１の比較回路８、
第２の比較回路９、充放電制御回路１１、低域フィルタ
１２は従来例と同様の構成要素を示す。また、第１の基
準電圧源１３と第２の基準電圧源１４は、温度係数が等
しい基準電圧源である。一方、第１の充放電回路６と第
２の充放電回路７は温度係数が異なり、その温度係数の
差は、容量変化型センサ４と基準コンデンサ４の温度係
数の差によって生じる低域フィルタの温度変動を相殺す
る方向に働く。

【００２４】上記構成において、常温での各部の動作は
第１の実施例と同様である。つまり、第１の比較回路８
が容量変化型センサ４の電位と第１の基準電圧源１３の
電位を比較し、第２の比較回路９が基準コンデンサ５の
電位と第２の基準電圧源１４の電位を比較する。また、
第１の比較回路８の出力により充放電制御回路１１が駆
動され、その出力により第１の充放電回路６および第２
の充放電回路７が容量変化型センサ４と基準コンデンサ
５を充放電させる。一方、第２の比較回路９の出力は、
低域フィルタ１２に入力され直流電圧に変換される。

【００２５】次に第２の実施例の温度特性について説明
する。第２の実施例において、第１の充放電回路６と第
２の充放電回路７は、温度特性が異なっている。それは
例えば、従来例の充放電回路を示す図１０の回路の中の
放電抵抗Ｒ１、Ｒ２に異なる温度特性を持たすことによ
り実現できる。図５に示すように充放電抵抗Ｒ１の温度
係数が抵抗Ｒ２の温度係数より小さい場合について説明
する。温度の上昇と共に抵抗Ｒ２の方が抵抗Ｒ１より大
きくなるため、図６に示すように、ｂ点の電圧低下の勾
配が緩くなり、出力パルス幅Ｔ２’および、出力パルス
幅Ｔ２’がパルス周期Ｔ１’＋Ｔ２’にしめる割合が小
さくなる。つまり、低域フィルタ１２通過後の出力電圧
Ｖｏｕｔは、温度の上昇と共に減少する。そのため、温
度変化に対して、出力電圧の変動が小さくなる。

【００２６】第２の実施例の構成によれば、第１の充放
電回路６と第２の充放電回路７の温度係数が異なり、か
つ容量変化型センサ４と基準コンデンサ５の温度係数の
差によって生じる出力の変動を相殺するように働くの
で、同一圧力に対して低域フィルタ１２の温度変動を小
さくし、精度の向上が図れる。

【００２７】次に、第２の目的を達成する第３の実施例
について、図７を参照しながら説明する。容量変化型セ
ンサ４、基準コンデンサ５、第１の充放電回路６、第２
の充放電回路７、第１の比較回路８、第２の比較回路
９、充放電制御手段１１、低域フィルタ１２は、第１の
実施例と同様の構成要素を示す。また、基準電圧制御回
路１７は低域フィルタ１２の出力に応じて、第１の基準
電圧源１３または第２の基準電圧源１４の電圧値を制御
するものである。

【００２８】上記構成における動作について説明する。
第１の比較回路８が容量変化型センサ４の電位と第１の
基準電圧源１３の電位を比較し、第２の比較回路９が基
準コンデンサ５の電位と第２の基準電圧源１４の電位を
比較する。また、第１の比較回路８の出力により充放電
制御回路１１が駆動され、その出力により第１の充放電
回路６および第２の充放電回路７が容量変化型センサ４
と基準コンデンサ５を充放電させる。一方、第２の比較
回路９の出力は、低域フィルタ１２に入力され直流電圧
に変換される。そして、低域フィルタ１２の出力が基準
電圧制御回路１７に入力され、その値に基づいて、基準
電圧制御回路１７は第１の基準電圧源１５または第２の
基準電圧源１６の電位を制御する。図３に示すように、
基準電圧制御回路１７が低域フィルタ１２からの信号に
応じて、第２の基準電圧源１６の電位Ｖref2を変化させ
るように働く。容量変化型センサ４の変化量が小さいと
き、すなわち第２の比較回路９からの出力パルスのデュ
ーティが小さい時には、第２の基準電圧源１６の電位Ｖ
ref2を少しだけ低くする。逆に、容量変化型センサ４の
変化量が大きいとき、すなわち第２の比較回路９からの
出力パルスのデューティが大きい時には、第２の基準電
圧源１６の電位Ｖref2を大きく下げる。基準電圧制御回
路１７のこのような動作により、低域フィルタ１２の出
力は、図１３の改善された特性に示すようにより直線性
の高い特性となる。

【００２９】第３の実施例の構成によれば、容量変化型
センサ４の容量変化が大きく、第２の比較回路９からの
出力パルスデューティが大きいほど、基準電圧制御回路
１７が第２の基準電圧源１６の基準電位の下げ幅を大き
く低下させるように制御するので、印加圧力に対する低
域フィルタ１２の出力の直線性の改善が図れる。

【００３０】なお、基準電圧制御回路１７は容量変化型
センサ４の変化が大きくなるに従い、第２の基準電圧源
１６の基準電位Ｖref2をより大きく下げることにより、
低域フィルタ１２の出力の直線性の向上を図っている
が、低域フィルタ１２の出力の直線性を改善させるため
に、出力基準電圧制御回路１７は第１の基準電圧源１５
を制御してもよい。

【００３１】最後に、第２の目的を達成する第４の実施
例について図８を参照しながら説明する。図８におい
て、容量変化型センサ４、基準コンデンサ５、第１の比
較回路８、第２の比較回路９、充放電制御手段１１、低
域フィルタ１２は第１の発明と同じ構成要素を示し、第
１の基準電圧源１３と第２の基準電圧源１４は温度係数
が等しい基準電位である。また、帰還回路２０は、低域
フィルタ１２からの信号を入力信号とし、第１の充放電
回路１８または第２の充放電回路１９の時定数を制御す
る。

【００３２】上記構成における動作について説明する。
第１の比較回路８が容量変化型センサ４の電位と第１の
基準電圧源１３の電位を比較し、第２の比較回路９が基
準コンデンサ５の電位と第２の基準電圧源１４の電位を
比較する。また、第１の比較回路８の出力により充放電
制御回路１１が駆動され、その出力により第１の充放電
回路６および第２の充放電回路７が容量変化型センサ４
と基準コンデンサ５を充放電させる。また、第２の比較
回路９の出力は、低域フィルタ１２に入力され直流電圧
に変換される。次に、帰還回路２０の動作について説明
する。ここでは、図６に示すように帰還回路２０は、低
域フィルタ１２からの信号に応じて、第２の充放電回路
１９の時定数を変化させるように働く。容量変化型セン
サ４の変化量が小さいとき、すなわち第２の比較回路９
からの出力パルスのデューティが小さい時には、第２の
充放電回路の時定数を少しだけ大きくする。逆に、容量
変化型センサ４の変化量が大きいとき、すなわち第２の
比較回路９からの出力パルスのデューティが大きい時に
は、第２の充放電回路の時定数を大幅に大きくする。帰
還回路２０のこのような動作により、低域フィルタ１２
の出力は、図１４に示すようにより直線性の高い特性と
なる。

【００３３】第４の実施例の構成によれば、容量変化型
センサ４の容量変化が大きく、第２の比較回路９からの
出力パルスデューティが大きいほど、帰還回路２０が第
２の充放電回路７の時定数が大きくなる変化幅を大きく
するので、印加圧力に対する低域フィルタ１２の出力の
直線性の改善が図れる。

【００３４】なお、帰還回路２０は容量変化型センサ４
の変化が大きくなるに従い、第２の充放電回路１９の時
定数をより大きくすることにより、低域フィルタ１２の
出力の直線性の向上を図っているが、低域フィルタ１２
の出力の直線性を改善させるために、帰還回路２０は第
１の充放電回路１８を制御してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、第１の基準電圧源
と第２の基準電圧源の温度係数が異なっており、その温
度係数の差は、容量変化型センサと基準コンデンサの温
度係数の差によって生じる出力の変動を相殺するように
働くか、または第１の充放電回路と第２の充放電回路の
温度係数が異なり、その温度係数の差は容量変化型セン
サと基準コンデンサの温度係数の差によって生じる出力
の変動を相殺するように働くので、同一圧力に対して低
域フィルタの温度変動を小さくし、精度の向上が図れ
る。

【００３６】また、容量変化型センサの容量変化が大き
く、第２の比較回路からの出力パルスデューティが大き
いほど、基準電圧制御回路が第２の基準電圧源の基準電
位の下げ幅を大きく低下させるように制御するので、印
加圧力に対する低域フィルタの出力の直線性の改善が図
れる。

【００３７】また、容量変化型センサの容量変化が大き
く、第２の比較回路からの出力パルスデューティが大き
いほど、帰還回路が第２の充放電回路の時定数が大きく
なる変化幅を大きくするように制御するので、印加圧力
に対する低域フィルタ１２の出力の直線性の改善が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の容量検出装置の回路構
成図

【図２】同回路の第１および第２の基準電圧源の温度特
性図

【図３】同回路のａ，ｂ点の波形および第２の比較回路
の出力波形図

【図４】同回路の低域フィルタの出力の温度特性図

【図５】本発明の第２の実施例における容量検出装置の
第１および第２の充放電回路の放電抵抗の温度特性図

【図６】同回路のａ，ｂ点の波形および第２の比較回路
の出力波形図

【図７】本発明の第３の実施例における容量検出装置の
回路構成図

【図８】本発明の第４の実施例における容量検出装置の
回路構成図

【図９】容量変化型センサの構造図

【図１０】従来の容量検出装置の回路構成図

【図１１】同回路のａ，ｂ点の波形および第２の比較回
路の出力波形図

【図１２】同容量検出装置出力の温度特性図

【図１３】同容量検出装置の圧力対出力の特性図

【符号の説明】

４容量変化型センサ５基準コンデンサ６第１の充放電回路７第２の充放電回路８第１の比較回路９第２の比較回路１１充放電制御回路１２低域フィルタ１３第１の基準電圧源１４第２の基準電圧源１７基準電圧制御回路２０帰還回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物理的変化に応じて容量が変化する容量変
化型センサと、前記容量変化型センサの充放電を行う第
１の充放電回路と、第１の基準電圧源と、前記容量変化
型センサの電位と前記第１の基準電圧源の電位を比較す
る第１の比較回路と、基準コンデンサと、前記基準コン
デンサの充放電を行う第２の充放電回路と、第２の基準
電圧源と、前記基準コンデンサの電位と前記第２の基準
電圧源の電位を比較する第２の比較回路と、前記第１の
比較回路の出力により駆動され前記第１の充放電回路と
前記第２の充放電回路を制御する充放電制御回路と、前
記第２の比較回路の出力パルスを直流に変換して前記物
理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フィ
ルタとで構成し、前記第１の基準電圧源と前記第２の基
準電圧源との温度変動、または前記第１の充放電回路と
前記第２の充放電回路との温度変動が前記容量変化型セ
ンサと基準コンデンサの温度係数の差によって生じる低
域フィルタの温度変動を相殺する方向に働く構成とした
容量検出装置。
【請求項２】物理的変化に応じて容量が変化する容量変
化型センサと、前記容量変化型センサの充放電を行う第
１の充放電回路と、第１の基準電圧源と、前記容量変化
型センサの電位と前記第１の基準電圧源の電位を比較す
る第１の比較回路と、基準コンデンサと、前記基準コン
デンサの充放電を行う第２の充放電回路と、第２の基準
電圧源と、前記基準コンデンサの電位と前記第２の基準
電圧源の電位を比較する第２の比較回路と、前記第１の
比較回路の出力により駆動され前記第１の充放電回路と
前記第２の充放電回路を制御する充放電制御回路と、前
記第２の比較回路の出力パルスを直流に変換して前記物
理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フィ
ルタと、前記低域フィルタの出力に応じて前記第１の基
準電圧源あるいは前記第２の基準電圧源を制御する基準
電圧制御回路とから構成された容量検出装置。
【請求項３】物理的変化に応じて容量が変化する容量変
化型センサと、前記容量変化型センサの充放電を行う第
１の充放電回路と、第１の基準電圧源と、前記容量変化
型センサの電位と前記第１の基準電圧源の電位を比較す
る第１の比較回路と、基準コンデンサと、前記基準コン
デンサの充放電を行う第２の充放電回路と、第２の基準
電圧源と、前記基準コンデンサの電位と前記第２の基準
電圧源の電位を比較する第２の比較回路と、前記第１の
比較回路の出力により駆動され前記第１の充放電回路と
前記第２の充放電回路を制御する充放電制御回路と、前
記第２の比較回路の出力パルスを直流に変換して前記物
理的変化に対応する直流電圧信号を発生させる低域フィ
ルタと、前記低域フィルタの出力に応じて前記第１の充
放電回路あるいは前記第２の充放電回路を制御する帰還
回路とから構成された容量検出装置。