(57)【要約】【課題】容量変化型変位計の可動極を有するコンデンサの直流電位を安定させて計測精度を向上し安定させる。【解決手段】本発明の容量変化型変位計におけるコンデンサＭ１の一端側電極は、抵抗Ｒ１００を介してグランドに接続されることでグランドに対して電位的に固定され、コンデンサＭ１の他端側電極は、コイルＴ１を介してグランドに接続されることでグランドに対して電位的に固定されている。なお、コンデンサＭ１の片側は直接グランドに接続してもよい。また、直流電源は、コンデンサＭ１に対しコンデンサＣ１００の介在により遮断されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象の変位をコンデンサの可動極に力学的に作用させて、当該コンデンサの容量変化を検出することにより前記変位を計測する容量変化型変位計において、
前記コンデンサの両電極がそれぞれグランドに対して電位的に固定されてなる電気回路を有した容量変化型変位計。
【請求項２】
前記コンデンサが当該コンデンサの容量変化を検出する検波回路の直流電源から遮断されてなる電気回路を有した請求項１に記載の容量変化型変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ型加速度ピックアップや傾斜計等、計測対象の変位をコンデンサの可動極に力学的に作用させて、当該コンデンサの容量変化を検出することにより前記変位を計測する容量変化型変位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば図２に示すように、容量変化型変位計には可動極を有するコンデンサＭ１及びリファレンスコンデンサＣ５を含んだ電気回路が構成される。
図示しない発振器により生成された数ＭＨｚのキャリア信号が抵抗Ｒ７の一端側の電極１から入力される。リファレンスコンデンサＣ５を介して導電するキャリア信号をトランジスタＱ１等から構成される検波回路で検出する一方、コンデンサＭ１を介して導電するキャリア信号をトランジスタＱ５等から構成される検波回路で検出し、両検波回路の出力信号の差動信号が抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ１０とが交わる電極ＯＵＴに出力される。トランジスタＱ１のベース電極等とトランジスタＱ５のベース電極等との間には直流電源Ｖｃｃ−Ｖｓｓが印加されている。
本回路は、リファレンスコンデンサＣ５側と可動極を有するコンデンサＭ１側とで対称に構成されているので、コンデンサＭ１の可動極の変位が０であれば、リファレンスコンデンサＣ５の容量とコンデンサＭ１の容量とが一致し、前記差動信号が０となる。コンデンサＭ１の可動極に変位があれば、コンデンサＭ１の容量が変化してリファレンスコンデンサＣ５の容量とコンデンサＭ１の容量と間に容量差が生じるので、前記差動信号がその変位を示す変位検出信号として出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８‐１７８９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の容量変化型変位計の回路構成にあっては、リファレンスコンデンサＣ５とコンデンサＭ１との接点３がグランドに対して固定されておらず、そのため接点３の直流電位が安定しない。コンデンサＭ１には、接点３とトランジスタＱ５のエミッタ電極との間の電位差が印加されており、コンデンサＭ１の両電極間に静電吸引力を生じさせる。
コンデンサＭ１の両電極間に静電吸引力が生じていると、その静電吸引力による変位分が容量変化型変位計の計測値に含まれ誤差を生じさせるという問題がある。また、コンデンサＭ１に印加されている直流電圧の不安定性により、計測分解能を低下させてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、容量変化型変位計の変位検出用の可動極を有するコンデンサの直流電位を安定させて計測精度を向上し、安定させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、計測対象の変位をコンデンサの可動極に力学的に作用させて、当該コンデンサの容量変化を検出することにより前記変位を計測する容量変化型変位計において、
前記コンデンサの両電極がそれぞれグランドに対して電位的に固定されてなる電気回路を有した容量変化型変位計である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記コンデンサが当該コンデンサの容量変化を検出する検波回路の直流電源から遮断されてなる電気回路を有した請求項１に記載の容量変化型変位計である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、可動極を含むコンデンサの両電極がそれぞれグランドに対して電位的に固定されているので、コンデンサに直流電圧が印加されず、従って容量変化型変位計の可動極を有するコンデンサの直流電位が安定し、直流成分による計測値への影響が消滅するので、計測精度を向上し安定させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る容量変化型変位計に構成される電気回路の回路図である。
【図２】比較例に係る容量変化型変位計に構成される電気回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１１】
図１に示すように本実施形態の容量変化型変位計には、可動極を有するコンデンサＭ１及びリファレンスコンデンサＣ５を含んだ電気回路が構成される。
図示しない発振器により生成された数ＭＨｚのキャリア信号が抵抗Ｒ７の一端側の電極１から入力される。リファレンスコンデンサＣ５，Ｃ１０１を介して導電するキャリア信号をトランジスタＱ１等から構成される検波回路で検出する一方、コンデンサＭ１，Ｃ１００を介して導電するキャリア信号をトランジスタＱ５等から構成される検波回路で検出し、両検波回路の出力信号の差動信号が抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ１０とが交わる電極ＯＵＴに出力される。トランジスタＱ１のベース電極等とトランジスタＱ５のベース電極等との間には直流電源Ｖｃｃ−Ｖｓｓが印加されている。
本回路は、リファレンスコンデンサＣ５側と可動極を有するコンデンサＭ１側とで対称に構成されているので、コンデンサＭ１の可動極の変位が０であれば、リファレンスコンデンサＣ５の容量とコンデンサＭ１の容量とが一致し、前記差動信号が０となる。コンデンサＭ１の可動極に変位があれば、コンデンサＭ１の容量が変化してリファレンスコンデンサＣ５の容量とコンデンサＭ１の容量と間に容量差が生じるので、前記差動信号がその変位を示す変位検出信号として出力される。
【００１２】
上記一例におけるコンデンサＭ１の電極とグランドとの間にはダイオード、コンデンサ等が介在している（図２参照）。
これに対し本実施形態の容量変化型変位計におけるコンデンサＭ１の一端側電極は、抵抗Ｒ１００を介してグランドに接続されることでグランドに対して電位的に固定され、コンデンサＭ１の他端側電極は、コイルＴ１を介してグランドに接続されることでグランドに対して電位的に固定されている。
また、直流電源ＶＳＳは、コンデンサＭ１に対しコンデンサＣ１００の介在により遮断されている。
【００１３】
リファレンスコンデンサＣ５側に関しても、コンデンサＭ１側と対称となるように、抵抗Ｒ１０１，コンデンサＣ１０１を介装して構成される。但し、これらの抵抗Ｒ１０１，コンデンサＣ１０１は回路の対象性を保持するためのもので、対象性を保持しない場合は入れなくてよい。その場合、リファレンスコンデンサＣ５の容量値に注意する。
また、コンデンサＭ１と抵抗Ｒ１００とによりハイパスフィルタが形成されるので、キャリア信号の周波数がそのカット領域に入らないようにする。
【００１４】
以上のように構成される本実施形態の容量変化型変位計によれば、コンデンサＭ１の両電極がそれぞれグランドに対して電位的に固定されているので、コンデンサＭ１に直流電圧が印加されず、従って容量変化型変位計のコンデンサＭ１の直流電位が安定し、直流成分による計測値への影響が消滅するので、計測精度を向上し安定させることができる。
【００１５】
なお、以上のコンデンサＭ１，Ｃ５を、２つの固定極版の間に力学的作用を受ける可動極版を備えたコンデンサに置き換え、一方の固定極と可動極と間の容量変化及び他方の固定極と可動極と間の容量変化をそれぞれ検出してこの両者の差動信号を出力するプッシュプル方式の構成を実施してもよい。この場合、可動極と一方の固定極とを両電極とするコンデンサ及び可動極と他方の固定極とを両電極とするコンデンサについて、コンデンサＭ１及びＣ５のように３電極をグランドに対して電位的に固定するとともに、他のコンデンサの介在等により直流電源から遮断する。
【符号の説明】
【００１６】
Ｍ１   可動極を有するコンデンサ
Ｃ５   リファレンスコンデンサ
【図１】
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【図２】
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