JPS60164210A - 容量式変換装置 - Google Patents
容量式変換装置Info
- Publication number
- JPS60164210A JPS60164210A JP59019685A JP1968584A JPS60164210A JP S60164210 A JPS60164210 A JP S60164210A JP 59019685 A JP59019685 A JP 59019685A JP 1968584 A JP1968584 A JP 1968584A JP S60164210 A JPS60164210 A JP S60164210A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitance
- capacitor
- variable capacitor
- voltage
- circuit
- 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.)
- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の属する技術分野〉
本発明は、圧力、差圧等の被測定量に応じて可動電極が
変位し、電極間の容量が変化する可変コンデンサを用い
た容量式変換装置に関するもので、さらに詳しくは微小
変位による容量変化を直流の電圧または電流信号に変換
する容量式変換装置に関するものである。
変位し、電極間の容量が変化する可変コンデンサを用い
た容量式変換装置に関するもので、さらに詳しくは微小
変位による容量変化を直流の電圧または電流信号に変換
する容量式変換装置に関するものである。
〈従来技術〉
一般に容量変化を直流の電圧（ｔたは電流）信号に変換
する場合には、−第１図に示すように発振器１１の発振
出力ｅ□（周波数ｆ、振幅Ｅ１ｐｐ）を、可、動電極１
２ が変位し電極１２ａ、 １２．間の容量Ｃ１が変化
する可変コンデンサ１２に与え、その容量Ｃ□に応じて
流れる交流電流をダイオード１３ａ、１３ｂからなる整
流回路１３で整流して直流電流Ｉを得、この直流電流■
を電流／電圧変換回路１４で電圧信号ＥＫ変換している
。なお電流／電圧変換回路１４は演算増幅器１４ と、
その帰還回路に容量値がＣ２のコンデンサ１４ｂと抵抗
値がＲの抵抗１４゜の並列回路を有している。
する場合には、−第１図に示すように発振器１１の発振
出力ｅ□（周波数ｆ、振幅Ｅ１ｐｐ）を、可、動電極１
２ が変位し電極１２ａ、 １２．間の容量Ｃ１が変化
する可変コンデンサ１２に与え、その容量Ｃ□に応じて
流れる交流電流をダイオード１３ａ、１３ｂからなる整
流回路１３で整流して直流電流Ｉを得、この直流電流■
を電流／電圧変換回路１４で電圧信号ＥＫ変換している
。なお電流／電圧変換回路１４は演算増幅器１４ と、
その帰還回路に容量値がＣ２のコンデンサ１４ｂと抵抗
値がＲの抵抗１４゜の並列回路を有している。
ところで可変コンデンサ１２の容量Ｃ１が例えば１０ｐ
Ｆ程度の微小容量の場合には、整流回路１３のダイオー
ドの２ｐＦ程度の並列容量ＣＤや順方向電圧ＥＤ（ヨ０
．６Ｖ）の影響を受ける。すなわち、整流回路１３で整
流して得た直流電流■け、 Ｉ −ｆ （Ｃ１（Ｅｌｐｐ−２ＥＤ’） −４ＥＤＣ
Ｄ） （１）で与えられ、しかも発振器１１の発振出力
ｅ工の振幅Ｅ は通常３ｖ 程度のものが用いられてい
る。
Ｆ程度の微小容量の場合には、整流回路１３のダイオー
ドの２ｐＦ程度の並列容量ＣＤや順方向電圧ＥＤ（ヨ０
．６Ｖ）の影響を受ける。すなわち、整流回路１３で整
流して得た直流電流■け、 Ｉ −ｆ （Ｃ１（Ｅｌｐｐ−２ＥＤ’） −４ＥＤＣ
Ｄ） （１）で与えられ、しかも発振器１１の発振出力
ｅ工の振幅Ｅ は通常３ｖ 程度のものが用いられてい
る。
ｐｐ ｐｐ
このため可変コンデンサ１２の容量Ｃ１が微小であると
、並列容量ＣＤと順方向電圧ＥＤの影響を受けてＳＩＮ
が悪くなり、またダイオードの順方向電圧ＥＤの温度係
数（２ｍＶ／’Ｃ）により温度変動の影響も受ける。こ
のように従来の容量式変換装置では、微小容量を精度よ
く直流信号に変換することは困難であった。
、並列容量ＣＤと順方向電圧ＥＤの影響を受けてＳＩＮ
が悪くなり、またダイオードの順方向電圧ＥＤの温度係
数（２ｍＶ／’Ｃ）により温度変動の影響も受ける。こ
のように従来の容量式変換装置では、微小容量を精度よ
く直流信号に変換することは困難であった。
〈発明の目的〉
本発明の目的は、微小容量を精度よく直流の電圧または
電流信号に変換できる容量式変換装置を実現するにある
。
電流信号に変換できる容量式変換装置を実現するにある
。
〈発明の構成〉
本発明は、可変コンデンサの容量変化をチャージコンバ
ータで交流電圧の振幅の変化として検出し、このチャー
ジコンバータの出方を可変コンデシサの容量よシ大きい
一定容量の固定コンデンサに印加して、この固定コンデ
ンサを流れる交流電流をダイオードを用いた整流回路で
整流するとともに、チャージコンバータの帰還回路に補
償用ダイオードを接続することを特徴としたものである
。
ータで交流電圧の振幅の変化として検出し、このチャー
ジコンバータの出方を可変コンデシサの容量よシ大きい
一定容量の固定コンデンサに印加して、この固定コンデ
ンサを流れる交流電流をダイオードを用いた整流回路で
整流するとともに、チャージコンバータの帰還回路に補
償用ダイオードを接続することを特徴としたものである
。
〈実施例〉
ｍ２図は本発明装置の一実施例を示す接続図である。第
２図において第１図の従来例と異るところは、演算増幅
器１５ とその帰還回路に容量値がＣ２のコンデンサ１
５ｂと抵抗値がＲ１の抵抗１５ｏとの並列回路を有する
チャージコンバータ１５の入カ回、１８に可変＝ｙ ｙ
ｆ ｙヶ□２を接続しア、可変３゛７デ。
２図において第１図の従来例と異るところは、演算増幅
器１５ とその帰還回路に容量値がＣ２のコンデンサ１
５ｂと抵抗値がＲ１の抵抗１５ｏとの並列回路を有する
チャージコンバータ１５の入カ回、１８に可変＝ｙ ｙ
ｆ ｙヶ□２を接続しア、可変３゛７デ。
す１２の容量変化を交流電圧ｅ２の振幅の変化として検
出した後、この交流電圧θ２を一定容Ｉｃ３の固定コン
デンサ１６に印加し、固定コンデンサ１６を流れる交流
電流を整流回路１３で整流するとともに、チャージコン
バータ１５の演算増幅器１５ の出力端とコンデンサ１
５ｂと抵抗１５ｂの並列回路の一端１５゜との間に互い
に逆極性に接続された補償用ダイオード１５ｄ、 １５
８の並列回路を挿入し、かつ並列回路の一端１５〜容量
値がＣ４の調整用コンデンサ１５ｇを介してコモンに接
続した点である。
出した後、この交流電圧θ２を一定容Ｉｃ３の固定コン
デンサ１６に印加し、固定コンデンサ１６を流れる交流
電流を整流回路１３で整流するとともに、チャージコン
バータ１５の演算増幅器１５ の出力端とコンデンサ１
５ｂと抵抗１５ｂの並列回路の一端１５゜との間に互い
に逆極性に接続された補償用ダイオード１５ｄ、 １５
８の並列回路を挿入し、かつ並列回路の一端１５〜容量
値がＣ４の調整用コンデンサ１５ｇを介してコモンに接
続した点である。
このように構成した本発明装置においては、チャージコ
ンバーター５の帰還回路の時定数０２Ｒ１を発振器１１
の発振周期１／ｆ より充分に大きく傭べば、テ具シコ
ンバーター５の出力ｅ２の振幅Ｅ２ｐＰけ、補償用ダイ
オード１５１５ による電圧降下の振幅がｄ′ｅ ２ＥＤであるので、 となり、可変コンデンサー２の容量ｃに応じた値になる
。このチャージコンバーター５の出力ｅが固定コンデン
サ１６に印加され、固定コンデンサ１６を流れる交流電
流を整流回路１３で整流して得た直流電流Ｉけ、次式の
如くなる。
ンバーター５の帰還回路の時定数０２Ｒ１を発振器１１
の発振周期１／ｆ より充分に大きく傭べば、テ具シコ
ンバーター５の出力ｅ２の振幅Ｅ２ｐＰけ、補償用ダイ
オード１５１５ による電圧降下の振幅がｄ′ｅ ２ＥＤであるので、 となり、可変コンデンサー２の容量ｃに応じた値になる
。このチャージコンバーター５の出力ｅが固定コンデン
サ１６に印加され、固定コンデンサ１６を流れる交流電
流を整流回路１３で整流して得た直流電流Ｉけ、次式の
如くなる。
■＝ｆ（Ｃ３（Ｅ２ｐｐ−２ＥＤ）−４ＣＤＥＤ）（３
）（３）式に（２）式を代入すると、 となるので、固定コンデンサー６の容量ｃ３を満足する
ように選べば、直流電流工け、となり、整流回路１３の
ダイオードの並列容量ＣＤや順方向電圧ＥＤの影響を有
効に除去することができる＠例えば、ＣＤ＝ ２ｐＦ
、 ＥＤ−０，６Ｖ、 、ｆ ＝ １００ｋＨｚ 。
）（３）式に（２）式を代入すると、 となるので、固定コンデンサー６の容量ｃ３を満足する
ように選べば、直流電流工け、となり、整流回路１３の
ダイオードの並列容量ＣＤや順方向電圧ＥＤの影響を有
効に除去することができる＠例えば、ＣＤ＝ ２ｐＦ
、 ＥＤ−０，６Ｖ、 、ｆ ＝ １００ｋＨｚ 。
ＥＩＰｐ＝ ３Ｖｐｐ、 Ｃ２＝ １１ｉＦであれば固
定；ンデンｔ１ｅの容量Ｃ３を１００ｐＦ程度に選ぶこ
とＫよシ、可変コンデンサ１２の１１ｐＦ程度の微小容
ｔｃ工を精度よく直流の電流または電圧信号に変換でき
る。なおチャージコンバーター５に設けた調整用コンデ
ンサー５は整流回路１３のダイオード１３ａ、１３ｂの
１亨と補償用ダイオード１５１５の負荷とを整合させる
ためｌ ｅ のもので、その容量ｃ４は次式を満足するように選ばれ
ている。
定；ンデンｔ１ｅの容量Ｃ３を１００ｐＦ程度に選ぶこ
とＫよシ、可変コンデンサ１２の１１ｐＦ程度の微小容
ｔｃ工を精度よく直流の電流または電圧信号に変換でき
る。なおチャージコンバーター５に設けた調整用コンデ
ンサー５は整流回路１３のダイオード１３ａ、１３ｂの
１亨と補償用ダイオード１５１５の負荷とを整合させる
ためｌ ｅ のもので、その容量ｃ４は次式を満足するように選ばれ
ている。
０３■Ｃ２＋０４（７）
なお上述では、可変コンデンサー２をチャージコンバー
タ１５の入力回路に接続する場合を例示したが、第５図
に示すように可変コンデンサー２をチャージコンバータ
ー５の帰還回路に接続し、コンデンサー５ｂを入力回路
に接続してもよい。この場合のチャージコンバーター５
の出力ｅ２の振幅Ｅ２ＰＰは、となる。またチャージコ
ンバーター５の帰ｆｆｉ回路の抵抗１５ｏの代りに、第
３図に示すように抵抗１５．。
タ１５の入力回路に接続する場合を例示したが、第５図
に示すように可変コンデンサー２をチャージコンバータ
ー５の帰還回路に接続し、コンデンサー５ｂを入力回路
に接続してもよい。この場合のチャージコンバーター５
の出力ｅ２の振幅Ｅ２ＰＰは、となる。またチャージコ
ンバーター５の帰ｆｆｉ回路の抵抗１５ｏの代りに、第
３図に示すように抵抗１５．。
１５ およびコンデンサー５ｊを用いたＴ形フィルタを
用いてもよい。
用いてもよい。
〈発明の効果〉
本発明においては、整流回路のダイオードの並列容量や
順方向電圧の影響を有効に除去でき、微小容量を精度よ
く直流信号に変換できる容量式変換装置が得られる。
順方向電圧の影響を有効に除去でき、微小容量を精度よ
く直流信号に変換できる容量式変換装置が得られる。
第１図は従来装置の一例を示す接続図、第２図は本発明
装置の一実施例を示す接続図、第３図は本発明装置の他
の実施例を示す接続図である。 １１・・・発振器、１２・・・可変コンデンサ、１３・
・・整流回路、１４・・・電流／電圧変換回路、１５・
・・チャージコンバータ、１６・・・固定コンデンサ、
１５ｄ、 １５８・・・補償用ダイオード、１５ ・・
・調整用コンデンサ。
装置の一実施例を示す接続図、第３図は本発明装置の他
の実施例を示す接続図である。 １１・・・発振器、１２・・・可変コンデンサ、１３・
・・整流回路、１４・・・電流／電圧変換回路、１５・
・・チャージコンバータ、１６・・・固定コンデンサ、
１５ｄ、 １５８・・・補償用ダイオード、１５ ・・
・調整用コンデンサ。
Claims (1)
- 被測定量に応じて容量が変化する可変コンデンサと、こ
の可変コンデンサに発振出力を印加する発振器と、前記
可変コンデンサが入力回路または帰還回路に接続され、
その容量に応じた振幅の交流電圧を出力するチャージコ
ンパ・−夕と、このチャージコンバータの出力が加えら
れる一定容量の固定コンデンサと、この固定コンデンサ
を流れる交流電流を整流するダイオードを用いた整流回
路と、前記チャージコンバータの帰還回路に挿入される
補償用ダイオードとを有し、前記固定コンテンツの容量
を前記可変コンデンサの容量よシ大きく選んだことを特
徴とする容量式変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59019685A JPS60164210A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 容量式変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59019685A JPS60164210A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 容量式変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164210A true JPS60164210A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH0430528B2 JPH0430528B2 (ja) | 1992-05-22 |
Family
ID=12006087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59019685A Granted JPS60164210A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 容量式変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164210A (ja) |
-
1984
- 1984-02-06 JP JP59019685A patent/JPS60164210A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0430528B2 (ja) | 1992-05-22 |
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