JPS6182104A - 静電容量型距離計 - Google Patents
静電容量型距離計Info
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- JPS6182104A JPS6182104A JP20424184A JP20424184A JPS6182104A JP S6182104 A JPS6182104 A JP S6182104A JP 20424184 A JP20424184 A JP 20424184A JP 20424184 A JP20424184 A JP 20424184A JP S6182104 A JPS6182104 A JP S6182104A
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、静電容量量距離計の改良に関する。
距離計には、静電容量型センサを用い、このセンサで検
出される静電容量の変化から被測定体との間の距離を測
定するものがある。
出される静電容量の変化から被測定体との間の距離を測
定するものがある。
従来、この種の静電容量検出手段は公知であシ、その１
つとしてチャージ増幅器を用いたものがあシ、他の１つ
はダミーのコンデンサと静電容量型セ／すのコンデンサ
を用いてブリッジ回路を構成し、静電容量型センサの静
電容量の微小変化をブリッジ回路で電圧信号に変換して
取出し、センサコンデンサの微少容量変化を検知するも
のがある。
つとしてチャージ増幅器を用いたものがあシ、他の１つ
はダミーのコンデンサと静電容量型セ／すのコンデンサ
を用いてブリッジ回路を構成し、静電容量型センサの静
電容量の微小変化をブリッジ回路で電圧信号に変換して
取出し、センサコンデンサの微少容量変化を検知するも
のがある。
第５図は従来の帰還増幅型静電容量計の構成図であって
、この静電容量計は静電容量型センサのコンデンサＣ８
靜電容量変化を、この静電容量変化に応じて得られる電
圧と発振器１から出力される一定振幅の交流電圧との差
電圧から検出するものである。具体的に説明すると、静
電容量盤センサのコンデンサＣ６が演算増幅器２の負入
力端子に接続され、また発振器１が演算増幅器２の正入
力端子に接続され、さらに演算増幅器２の出力端が負帰
還用コンデンサＣＭを介して増幅器２の負入力端子に接
続されて負帰還型増幅器を構成している。
、この静電容量計は静電容量型センサのコンデンサＣ８
靜電容量変化を、この静電容量変化に応じて得られる電
圧と発振器１から出力される一定振幅の交流電圧との差
電圧から検出するものである。具体的に説明すると、静
電容量盤センサのコンデンサＣ６が演算増幅器２の負入
力端子に接続され、また発振器１が演算増幅器２の正入
力端子に接続され、さらに演算増幅器２の出力端が負帰
還用コンデンサＣＭを介して増幅器２の負入力端子に接
続されて負帰還型増幅器を構成している。
しかして、以上のような静電容量計においては、演算増
幅器２に発振器１から固定周波数でかつ一定振幅の交流
電圧ｅ１を加え、この状態でコンデンサＣＢの静電容量
が被測定体（不図示）との距離に応じて変化すると、演
算増幅器２からはＣＮ／Ｃ８比の値に応じた電圧ｅＫが
出力される。この出力電圧ｅＫは次式によシ表わされる
。
幅器２に発振器１から固定周波数でかつ一定振幅の交流
電圧ｅ１を加え、この状態でコンデンサＣＢの静電容量
が被測定体（不図示）との距離に応じて変化すると、演
算増幅器２からはＣＮ／Ｃ８比の値に応じた電圧ｅＫが
出力される。この出力電圧ｅＫは次式によシ表わされる
。
すなわち
である。この第（１）式から明らかなように発振器１の
出力電圧ｅｉおよび負帰還用コンデンサＣＮの値をそれ
ぞれ固定にすると、帰還が加わったときの出力電圧ｅＫ
はコンデンサＣ３の静電容量変化に対応した値となる。
出力電圧ｅｉおよび負帰還用コンデンサＣＮの値をそれ
ぞれ固定にすると、帰還が加わったときの出力電圧ｅＫ
はコンデンサＣ３の静電容量変化に対応した値となる。
従りて、増幅器２の出力電圧θ、を計測することにより
、間接的にコンデンサＣｓの静電容量の値を検知するこ
とができる。なお、第６図は発振器１の出力電圧ｅｉを
ＩＶに設定したとき、ＣＮ／Ｃ８の比に対する出力特性
である。
、間接的にコンデンサＣｓの静電容量の値を検知するこ
とができる。なお、第６図は発振器１の出力電圧ｅｉを
ＩＶに設定したとき、ＣＮ／Ｃ８の比に対する出力特性
である。
ところで、静電容量型センサと被測定体との′ 相対距
離に対する静電容量型センサのコンデンサＣ８の静電容
量値は、 Ｓ −ζ Ｃ＝□ ゛・・・（２） Ｄ なる式により表わされる。ここでＳは静電容量型センサ
の断面積、εは静電容量型センサと被測定体との間の誘
電率、Ｄは静電容量型センサと被測定体との相対距離で
ある。したがって、コンデンサＣ３の静電容量変化は、
相対距離に対して非線型となシ、かつ相対距離りが長く
なるに従って微小となる。
離に対する静電容量型センサのコンデンサＣ８の静電容
量値は、 Ｓ −ζ Ｃ＝□ ゛・・・（２） Ｄ なる式により表わされる。ここでＳは静電容量型センサ
の断面積、εは静電容量型センサと被測定体との間の誘
電率、Ｄは静電容量型センサと被測定体との相対距離で
ある。したがって、コンデンサＣ３の静電容量変化は、
相対距離に対して非線型となシ、かつ相対距離りが長く
なるに従って微小となる。
しかしながら、従来の帰還増幅型静電容量計では次のよ
うな問題がある。すなわち、■ 静電容量壓センサに近
接して他の物体、特に電荷を帯びた物体や導電性の物体
が存在すると、この物体の影響を受けて静電容量型セ／
すの静電容量変化が被測定体との相対距離に対応しなく
なってしまう。また、他の物体の影響を防止するような
手段も設けられていない。
うな問題がある。すなわち、■ 静電容量壓センサに近
接して他の物体、特に電荷を帯びた物体や導電性の物体
が存在すると、この物体の影響を受けて静電容量型セ／
すの静電容量変化が被測定体との相対距離に対応しなく
なってしまう。また、他の物体の影響を防止するような
手段も設けられていない。
■ 演算増幅器２の出力電圧ｅ。は第６図に示すように
非線をであるため、この出力電圧ｅ０をリニアライプに
通して線型化しなければならず回路が複雑化してしまう
。
非線をであるため、この出力電圧ｅ０をリニアライプに
通して線型化しなければならず回路が複雑化してしまう
。
■ 一般に静電容量型センサの断面積と測定スパンとの
比率は約１が限度であって、例えば断面積約３２餌φの
静電容量型センサでの測定２ノ々ンは約３０■となシ、
測定スノＪ？ンを拡大したい要求がある。
比率は約１が限度であって、例えば断面積約３２餌φの
静電容量型センサでの測定２ノ々ンは約３０■となシ、
測定スノＪ？ンを拡大したい要求がある。
■ 第（１）式から判るように静電容量をセンサの静電
容量の微小変化を拡大して検出するために増幅度を高く
（ＣＭの値を大きく設定）すると、出力電圧ｅＫの絶対
値が大きくなシすぎて飽和してしまい、測定が不可能と
なってしまう。
容量の微小変化を拡大して検出するために増幅度を高く
（ＣＭの値を大きく設定）すると、出力電圧ｅＫの絶対
値が大きくなシすぎて飽和してしまい、測定が不可能と
なってしまう。
本発明は上記実情に基づいてなされたもめで、その目的
とするところは、センサ近辺に存在する物体からの影響
を防止でき、かつ線型の出力特性が得られて精度の高い
距離測定ができる靜電容量型距離計を提供することにあ
る。
とするところは、センサ近辺に存在する物体からの影響
を防止でき、かつ線型の出力特性が得られて精度の高い
距離測定ができる靜電容量型距離計を提供することにあ
る。
本発明は、基準辺側インピーダンスと被測定体からの距
離に応じて静電容量が変化する静電容量型センサを有す
る測定辺側インピーダンスとでブリッジ回路を構成する
とともに、前記静電容量凰センサにこの静電容量型に加
わる電圧とほぼ同一電圧が加わり靜電容量型センサをシ
ールドするセンサシールド手段を設けて静電容量型セン
サ近辺に存在する物体からの影響を防ぎ、そして、ブリ
ッジ回路の基準辺側および測定辺側の各出力電圧の差電
圧に比例する電圧をブリッジ回路に交流信号を供給する
信号増幅回路に正帰還して静電容量型センサと被測定体
との距離の信号を得るようにした静電容量量距離計であ
る。
離に応じて静電容量が変化する静電容量型センサを有す
る測定辺側インピーダンスとでブリッジ回路を構成する
とともに、前記静電容量凰センサにこの静電容量型に加
わる電圧とほぼ同一電圧が加わり靜電容量型センサをシ
ールドするセンサシールド手段を設けて静電容量型セン
サ近辺に存在する物体からの影響を防ぎ、そして、ブリ
ッジ回路の基準辺側および測定辺側の各出力電圧の差電
圧に比例する電圧をブリッジ回路に交流信号を供給する
信号増幅回路に正帰還して静電容量型センサと被測定体
との距離の信号を得るようにした静電容量量距離計であ
る。
以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。同図においてＡはブリッジ回路であって、これは
複数のインピーダンスＺｌ。
する。同図においてＡはブリッジ回路であって、これは
複数のインピーダンスＺｌ。
ｚ２よシなる基準辺側回路と、コンデンサＣノおよび被
測定体Ｓからの距離ｔに応じて変化する静電容量を検出
する静電容量型センサ１０（以下、センサと指称する）
よシなる測定辺側回路とで構成されている。そして、こ
のブリッジ回路Ａには発振器１１から出力される所定振
幅かつ所定周波数の交流信号がｒイン補償用負帰還回路
用抵抗Ｒ１ｒ ＲＮを持った信号増幅器１２を介して加
えられるようになっている。さらに、各基準辺側回路と
被測定辺側回路の各接続点ａ。
測定体Ｓからの距離ｔに応じて変化する静電容量を検出
する静電容量型センサ１０（以下、センサと指称する）
よシなる測定辺側回路とで構成されている。そして、こ
のブリッジ回路Ａには発振器１１から出力される所定振
幅かつ所定周波数の交流信号がｒイン補償用負帰還回路
用抵抗Ｒ１ｒ ＲＮを持った信号増幅器１２を介して加
えられるようになっている。さらに、各基準辺側回路と
被測定辺側回路の各接続点ａ。
ｂは帰還用差動増幅器１５の２入力端にそれぞれ個別に
接続されている。この差動増幅器１５は各接続点ａ、ｂ
に現われる信号電圧ｅＩｌｌ ｒ ｅ Ｂ＠の差の電圧
を求めるものである。また、帰還用差動増幅器１５の出
力端は加算回路１６を介して信号増幅器１２の正入力端
に接続され、いわゆる正帰還回路を構成している。１７
は帰還量調整回路であって、これは信号増幅器１２の出
力電圧を加算回路１６ＶＣ加え、信号増幅器１２への正
帰還量を調整する機能をもっている。
接続されている。この差動増幅器１５は各接続点ａ、ｂ
に現われる信号電圧ｅＩｌｌ ｒ ｅ Ｂ＠の差の電圧
を求めるものである。また、帰還用差動増幅器１５の出
力端は加算回路１６を介して信号増幅器１２の正入力端
に接続され、いわゆる正帰還回路を構成している。１７
は帰還量調整回路であって、これは信号増幅器１２の出
力電圧を加算回路１６ＶＣ加え、信号増幅器１２への正
帰還量を調整する機能をもっている。
さらに、前記センサ１０には、このセンサ１０に加わる
電圧とほぼ同一電圧を加えてセンサ１０をシールドする
センサシールド手段が設けられている。すなわち、この
センサシールド手段は、センサ１０に対して被測定体Ｓ
対向面と反対面および外側面側を覆う如く形成された第
１のシールド体１３（以下、補助センサと指称する）が
設けられ、被測定辺側回路の接続点すに現われる信号電
圧を高入力インピーダンス型増幅器１４および結合コン
デンサＣ１を介して補助センサ１３に加える構成となっ
ている。
電圧とほぼ同一電圧を加えてセンサ１０をシールドする
センサシールド手段が設けられている。すなわち、この
センサシールド手段は、センサ１０に対して被測定体Ｓ
対向面と反対面および外側面側を覆う如く形成された第
１のシールド体１３（以下、補助センサと指称する）が
設けられ、被測定辺側回路の接続点すに現われる信号電
圧を高入力インピーダンス型増幅器１４および結合コン
デンサＣ１を介して補助センサ１３に加える構成となっ
ている。
なお、補助センサ１３の静電容量Ｃｆおよび結合コンデ
ンサＣ２の静電容量との比Ｃ２／（４は１０４〜１０５
になるように選択選定され、また増幅器１４の増幅度は
１に設定しである。
ンサＣ２の静電容量との比Ｃ２／（４は１０４〜１０５
になるように選択選定され、また増幅器１４の増幅度は
１に設定しである。
次に上記の如く構成された距離計の動作について説明す
る。七／す１０が被測定体Ｓに対して対向配置され、発
振器１１から所定周波数の交流信号が出力されると、こ
の交流信号は信号増幅器１２によシ所定値まで増幅され
コンデンサＣ１を介してセンサ１０に加えられる。
る。七／す１０が被測定体Ｓに対して対向配置され、発
振器１１から所定周波数の交流信号が出力されると、こ
の交流信号は信号増幅器１２によシ所定値まで増幅され
コンデンサＣ１を介してセンサ１０に加えられる。
これと同時に、信号増幅器１２の出力電圧がコンデンサ
Ｃ１を介して高入力インピーダンス型の増幅器１４に加
わり、さらに結合コンデンサＣ２を介して補助センサ１
３に加えられる。
Ｃ１を介して高入力インピーダンス型の増幅器１４に加
わり、さらに結合コンデンサＣ２を介して補助センサ１
３に加えられる。
これにより、補助センサ１３に加わる電圧θ８はセンサ
１０に加わる電圧（センサ１０の静電容量変化に応じて
得られる出力電圧） ａＳｌとほぼ同一値となシ、両セ
ンサ１０．１３間には電流が流れないことになる。しか
しながら、センサ１０には低出力インピーダンスの信号
増幅器１２から交流電圧が加わっているので、センサ１
０の上方側つまり補助センサ１３が設けられている方向
の検出感度は減少するが、被測定体Ｓと対向する面側の
検出感度は変化しない。つまシ、検出方向に指向性が生
じる。このため、センサ１０の上部側に被測定体Ｓとは
別の物体が存在してもその物体の影響は受けなくなる。
１０に加わる電圧（センサ１０の静電容量変化に応じて
得られる出力電圧） ａＳｌとほぼ同一値となシ、両セ
ンサ１０．１３間には電流が流れないことになる。しか
しながら、センサ１０には低出力インピーダンスの信号
増幅器１２から交流電圧が加わっているので、センサ１
０の上方側つまり補助センサ１３が設けられている方向
の検出感度は減少するが、被測定体Ｓと対向する面側の
検出感度は変化しない。つまシ、検出方向に指向性が生
じる。このため、センサ１０の上部側に被測定体Ｓとは
別の物体が存在してもその物体の影響は受けなくなる。
第２図はセンサ１０の出力特性図であって、４ａｎ Ｘ
４ ｃｍの面接を有するセンサＩＱを用いた例である
。この出力特性図から明らかなようにセンサ１０の出力
特性（イ）はほぼ線型となる。また出力特性（ロ）は、
被測定体Ｓを補助センサ１３が設けられている側に設け
、この状態でのセンサ１０と被測定体Ｓとの相対距離を
変えたときのものである。
４ ｃｍの面接を有するセンサＩＱを用いた例である
。この出力特性図から明らかなようにセンサ１０の出力
特性（イ）はほぼ線型となる。また出力特性（ロ）は、
被測定体Ｓを補助センサ１３が設けられている側に設け
、この状態でのセンサ１０と被測定体Ｓとの相対距離を
変えたときのものである。
そこで、センサ１０の被測定体Ｓとの距離に応じた静電
容量変化によりて得られる出力電圧ｅｇｌは帰還用差動
増幅器１５の一方の入力端子に送られ、この帰還用差動
増幅器１５の他方の入力端子にはインピーダンスＺｌ、
Ｚ２によシ分圧された信号増幅器１２の出力電圧ｅｇ、
が入力される。そして、この帰還用差動増幅器１５から
は入力した°各電圧ｅｇｌ ＋ ｅａ２の差電圧ｅ、＝
（ｅ幻−ｅａｘ ）Ｇｌｓが出力されて加算回路１６に
供給される。Ｇ１１ｉは増幅器１５の増幅度を表わす。
容量変化によりて得られる出力電圧ｅｇｌは帰還用差動
増幅器１５の一方の入力端子に送られ、この帰還用差動
増幅器１５の他方の入力端子にはインピーダンスＺｌ、
Ｚ２によシ分圧された信号増幅器１２の出力電圧ｅｇ、
が入力される。そして、この帰還用差動増幅器１５から
は入力した°各電圧ｅｇｌ ＋ ｅａ２の差電圧ｅ、＝
（ｅ幻−ｅａｘ ）Ｇｌｓが出力されて加算回路１６に
供給される。Ｇ１１ｉは増幅器１５の増幅度を表わす。
さらＫこの差電圧ｅ８は加算回路１６において帰還量調
整回路１７の出力信号と加算されて信号増幅器１２の他
方の入力端子に加わる。そこで、このときの信号増幅器
１２の出力電圧ｅ０はセンサ１０と被測定体Ｓとの距離
に対応した値となる。ここで、出力電圧ｅ０は次式によ
シ表わされる。すなわち、 Ｍｌ；ｅＩＩ３／ｅ０ Ｈｚ ＝ Ｓｉｔ／ ｅａ ＝ Ｃｘ／ （Ｃ１＋ ０
１ ）である。なお、Ｎは信号増幅器１２の増幅度（正
帰還なし時の増幅度、Ｎ＝ＲＮ／Ｒｓ）、Ｋは帰還量調
整回路１７の正帰還率、Ｃｘはセンサ１０の静電容量値
である。この第（３）式から判るように発振器１１の出
力電圧ｅ１、各増幅器１２゜１５の増幅度Ｎ ｒ ０１
８％正帰還率におよびＭｌの各値が固定であるとすれば
、出力電圧ｅ０はセンｆ１０の静電容量Ｃ工の変化に応
じて変化することになシ、この出力電圧ｅ０の変化を測
定することによってセンサ１０と被測定体Ｓとの間の距
離ｔが求められる。
整回路１７の出力信号と加算されて信号増幅器１２の他
方の入力端子に加わる。そこで、このときの信号増幅器
１２の出力電圧ｅ０はセンサ１０と被測定体Ｓとの距離
に対応した値となる。ここで、出力電圧ｅ０は次式によ
シ表わされる。すなわち、 Ｍｌ；ｅＩＩ３／ｅ０ Ｈｚ ＝ Ｓｉｔ／ ｅａ ＝ Ｃｘ／ （Ｃ１＋ ０
１ ）である。なお、Ｎは信号増幅器１２の増幅度（正
帰還なし時の増幅度、Ｎ＝ＲＮ／Ｒｓ）、Ｋは帰還量調
整回路１７の正帰還率、Ｃｘはセンサ１０の静電容量値
である。この第（３）式から判るように発振器１１の出
力電圧ｅ１、各増幅器１２゜１５の増幅度Ｎ ｒ ０１
８％正帰還率におよびＭｌの各値が固定であるとすれば
、出力電圧ｅ０はセンｆ１０の静電容量Ｃ工の変化に応
じて変化することになシ、この出力電圧ｅ０の変化を測
定することによってセンサ１０と被測定体Ｓとの間の距
離ｔが求められる。
このように本発明の距離計においては、セン？１０に補
助センサ１３を設け、この補助センサ１３に、センサ１
０に交流電圧を加える信号増幅器１２から高入力インピ
ーダンス環の増幅器１４を介して交流電圧を加えてセン
ｆｌＯと同電位にしてシールドし、さらにセンサ１０の
出力電圧ｅＢ１と信号増幅器１２の出力電圧ｅｇ２との
差電圧を信号増幅器１２に正帰還し、このときの信号増
幅器１２の出力電圧ｅ０から距離ｔを求めるよう忙した
ので、センサ１０の検出感度は補助センサ１３が設けら
れた側には生ぜず被測定体Ｓと対向する側のみとなる。
助センサ１３を設け、この補助センサ１３に、センサ１
０に交流電圧を加える信号増幅器１２から高入力インピ
ーダンス環の増幅器１４を介して交流電圧を加えてセン
ｆｌＯと同電位にしてシールドし、さらにセンサ１０の
出力電圧ｅＢ１と信号増幅器１２の出力電圧ｅｇ２との
差電圧を信号増幅器１２に正帰還し、このときの信号増
幅器１２の出力電圧ｅ０から距離ｔを求めるよう忙した
ので、センサ１０の検出感度は補助センサ１３が設けら
れた側には生ぜず被測定体Ｓと対向する側のみとなる。
具体的にセンサ１０の被測定体Ｓ側と補助センサ１３側
との検出感度の差は約２０ｄＢとなシ、これによシ外部
からの影響（外乱）に対するＳ／Ｎ比が向上する。した
がって、被測定体Ｓとは別の物体がセンサ１０近辺の例
えば上部側や横側に存在してもその物体の影響は受けず
、センサ１０の出力電圧ｅ０は被測定体Ｓ間の距離に応
じた値となる。
との検出感度の差は約２０ｄＢとなシ、これによシ外部
からの影響（外乱）に対するＳ／Ｎ比が向上する。した
がって、被測定体Ｓとは別の物体がセンサ１０近辺の例
えば上部側や横側に存在してもその物体の影響は受けず
、センサ１０の出力電圧ｅ０は被測定体Ｓ間の距離に応
じた値となる。
また、出力特性が第２図に示すように線型となシ、従来
のようにリニアライブを用いることもない。そして測定
スパンを従来のものよシも３〜５倍に拡大することがで
きる。
のようにリニアライブを用いることもない。そして測定
スパンを従来のものよシも３〜５倍に拡大することがで
きる。
次に本発明の第２の実施例について第３図を参照して説
明する。なお、同図において第１図と同一部分には同一
符号を付してその詳しい説明は省略する。この距離計は
、補助センサ１３と同一形状で補助センサ１３を覆う如
く第２のシールド体２０が設けられ、この第２のシール
ド体２０と被測定体Ｓとが共通接続されて接地される構
成となっている。したがって、第２のシールド体２０は
、アース電位に保たれ補助センサ１３から発′生する電
界を完全にしゃ断することになる。これ忙よシ、センサ
１ｏの補助センサ１３側の検出感度は大幅に減少するこ
とになる。第４図は、第３図に示すセンサ１ｏの出力特
性図であって、この出力特性図から判るように出力特性
（ハ）は第１の実施例のものと大差はないが、センサ１
ｏの補助センサ１３側に対する出力特性（ロ）は一定で
あり、このことは検出感度が減少したことを示している
。
明する。なお、同図において第１図と同一部分には同一
符号を付してその詳しい説明は省略する。この距離計は
、補助センサ１３と同一形状で補助センサ１３を覆う如
く第２のシールド体２０が設けられ、この第２のシール
ド体２０と被測定体Ｓとが共通接続されて接地される構
成となっている。したがって、第２のシールド体２０は
、アース電位に保たれ補助センサ１３から発′生する電
界を完全にしゃ断することになる。これ忙よシ、センサ
１ｏの補助センサ１３側の検出感度は大幅に減少するこ
とになる。第４図は、第３図に示すセンサ１ｏの出力特
性図であって、この出力特性図から判るように出力特性
（ハ）は第１の実施例のものと大差はないが、センサ１
ｏの補助センサ１３側に対する出力特性（ロ）は一定で
あり、このことは検出感度が減少したことを示している
。
また、補助センサ１３と第２のシールド体２０との間に
静電容量Ｃ１が発生するが、この静電容量ＣＫが発生し
ても補助センサ１３に交流電圧を供給する信号源（高入
力インピーダンス型の増幅器１４）のインピーダンスＺ
ｏは非常に小さく（１０以下）、かつ静電容量ＣＫと結
合コンデンサＣ２の容量との比をＣ３≧１０〜１０ＣＫ
に設定することによシ靜電容量ＣＫによる影響はほとん
ど無視できる。
静電容量Ｃ１が発生するが、この静電容量ＣＫが発生し
ても補助センサ１３に交流電圧を供給する信号源（高入
力インピーダンス型の増幅器１４）のインピーダンスＺ
ｏは非常に小さく（１０以下）、かつ静電容量ＣＫと結
合コンデンサＣ２の容量との比をＣ３≧１０〜１０ＣＫ
に設定することによシ靜電容量ＣＫによる影響はほとん
ど無視できる。
したがって、第２の実施例では、第１の実施例と同様の
効果を奏することは言うまでもなく、第１の実施例のも
のよシも別の物体の影響を受けにくいものとなる。
効果を奏することは言うまでもなく、第１の実施例のも
のよシも別の物体の影響を受けにくいものとなる。
本発明によれば、静電容量型センサにこの静電容量型セ
ンサに加わる電圧とほぼ同一電圧が加わって静電容量型
センサをシールドするセンサシールド手段を設け、プリ
ッゾ回路の基準辺側および測定辺側の各出力電圧の差電
圧を信号増幅器に正帰還して信号増幅器から距離に応じ
た出力電圧を得るようにしたので、被測定体近辺に存在
する物体の影響を防止でき、かつ線型の出力特性が得ら
れて精度の高い距離測定ができる静電容量量距離計を提
供できる。
ンサに加わる電圧とほぼ同一電圧が加わって静電容量型
センサをシールドするセンサシールド手段を設け、プリ
ッゾ回路の基準辺側および測定辺側の各出力電圧の差電
圧を信号増幅器に正帰還して信号増幅器から距離に応じ
た出力電圧を得るようにしたので、被測定体近辺に存在
する物体の影響を防止でき、かつ線型の出力特性が得ら
れて精度の高い距離測定ができる静電容量量距離計を提
供できる。
第１図は本発明に係る静電容量量距離計の第１の実施例
を示す構成図、第２図は第１図に示す距離計の出力特性
図、第３図は本発明の静電容量量距離計の第２の実施例
を示す構成図、第４図は第３図に示す距離計の出力特性
図、第５図は従来の静電容量量距離計の構成図、第６図
は第５図に示す距離計の出力特性図である。 １０・・・静電容量凰センサ、１１・・・発振器、１２
・・・信号増幅器、１３・・・補助センサ、１４・・・
高入力インピーダンス増幅器、１５・・・帰還用差動増
幅器、１６・・・加算回路、１７・・・帰還量調整回路
、Ｚｌ、Ｚｌ・・・インピーダンス、ＣＩ。 Ｃ２・・・結合コンデ／す、Ｓ・・・被測定体。 第１図 第２図 ノｌｌすＺ 距Ａｍ １（ｍｍ） 第３図 １ム 第４図 測定距離１ （ｍｍ）
を示す構成図、第２図は第１図に示す距離計の出力特性
図、第３図は本発明の静電容量量距離計の第２の実施例
を示す構成図、第４図は第３図に示す距離計の出力特性
図、第５図は従来の静電容量量距離計の構成図、第６図
は第５図に示す距離計の出力特性図である。 １０・・・静電容量凰センサ、１１・・・発振器、１２
・・・信号増幅器、１３・・・補助センサ、１４・・・
高入力インピーダンス増幅器、１５・・・帰還用差動増
幅器、１６・・・加算回路、１７・・・帰還量調整回路
、Ｚｌ、Ｚｌ・・・インピーダンス、ＣＩ。 Ｃ２・・・結合コンデ／す、Ｓ・・・被測定体。 第１図 第２図 ノｌｌすＺ 距Ａｍ １（ｍｍ） 第３図 １ム 第４図 測定距離１ （ｍｍ）
Claims (3)
- （１）複数の基準辺側インピーダンスと被測定体からの
距離に応じて静電容量が変化する静電容量型センサを有
する測定辺側インピーダンスとで構成されたブリッジ回
路と、このブリッジ回路に発振器から出力される所定振
幅かつ所定周波数の交流信号を供給する信号増幅回路と
、前記ブリッジ回路の基準辺側および測定辺側の各出力
電圧を受け、これら出力電圧の差に比例する電圧を前記
信号増幅回路に正帰還する帰還用差動増幅回路と、前記
静電容量型センサに加わる電圧とほぼ同一電圧が加わり
前記静電容量型センサをシールドするセンサシールド手
段とを具備したことを特徴とする静電容量型距離計。 - （２）センサシールド手段は、信号増幅回路の出力電圧
を増幅する高入力インピーダンスの増幅回路と、この増
幅回路に結合コンデンサを介して接続され、前記静電容
量型センサの前記被測定体と対向する側と反対側に設け
られた第１のシールド体とを有する特許請求の範囲第（
１）項記載の静電容量量距離計。 - （３）センサシールド手段は、信号増幅回路の出力電圧
を増幅する高入力インピーダンスの増幅回路と、この増
幅回路に結合コンデンサを介して接続され、前記静電容
量型センサの前記被測定体と対向する側と反対側に設け
られた第１のシールド体と、この第１のシールド体の外
側に設けられ前記被測定体と結線されて接地された第２
のシールド体とを有する特許請求の範囲第（１）項記載
の静電容量型距離計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20424184A JPS6182104A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 静電容量型距離計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20424184A JPS6182104A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 静電容量型距離計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182104A true JPS6182104A (ja) | 1986-04-25 |
| JPH0448166B2 JPH0448166B2 (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=16487183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20424184A Granted JPS6182104A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 静電容量型距離計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6182104A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63177002A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-21 | Shinichi Tamura | 表面の検出方法およびそれに用いる顕微鏡 |
| JPS63236903A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 走査型トンネル顕微鏡 |
| JPH0666708A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-03-11 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | 被測定物の階級判別装置 |
| JP2006014935A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Shimadzu Corp | Ｘ線診断装置 |
| JP2007524841A (ja) * | 2003-07-01 | 2007-08-30 | タイアックス エルエルシー | 容量性位置センサー及び感知方法 |
| JP2008539444A (ja) * | 2005-04-27 | 2008-11-13 | ローホー，インコーポレイテッド | 近接センサー |
| JP2009543643A (ja) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | ザ ユニバーシティ オブ サセックス | 電位センサ |
| US9901499B2 (en) | 2014-01-29 | 2018-02-27 | Roho, Inc. | Cushion immersion sensor |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP20424184A patent/JPS6182104A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63177002A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-21 | Shinichi Tamura | 表面の検出方法およびそれに用いる顕微鏡 |
| JPS63236903A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 走査型トンネル顕微鏡 |
| JPH0666708A (ja) * | 1993-02-26 | 1994-03-11 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | 被測定物の階級判別装置 |
| JP2007524841A (ja) * | 2003-07-01 | 2007-08-30 | タイアックス エルエルシー | 容量性位置センサー及び感知方法 |
| JP2006014935A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Shimadzu Corp | Ｘ線診断装置 |
| JP2008539444A (ja) * | 2005-04-27 | 2008-11-13 | ローホー，インコーポレイテッド | 近接センサー |
| JP2009543643A (ja) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | ザ ユニバーシティ オブ サセックス | 電位センサ |
| US9901499B2 (en) | 2014-01-29 | 2018-02-27 | Roho, Inc. | Cushion immersion sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0448166B2 (ja) | 1992-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |