(57)【要約】【課題】表面電位センサの検出電位を、測定した距離に応じて補正することで、正確な電位測定ができる距離補正付き静電気測定器を提供する。【解決手段】帯電体１に超音波を当て、その反射波を受信して帯電体までの距離を測定するに当たり、超音波発信器８に所定時間Ｔ１だけ超音波駆動パルスを加え、その超音波駆動パルス発生時点から所定時間Ｔ２だけ遅延後で、しかも所定時間Ｔ３の範囲内に得られる超音波受信器９の出力信号から帯電体までの距離に応じた距離信号を出力することにより、超音波による測定距離をある範囲内に制限し、その範囲内の測定距離についてだけ、表面電位センサ２の検出電位を測定距離に応じて補正する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電体の電位を表面電位センサにて検出して表示部に表示する静電気測定器において、帯電体に向けて超音波を発信する超音波発信手段と、帯電体を反射した超音波を受信する超音波受信手段と、超音波発信手段に所定時間Ｔ１だけ超音波駆動パルスを加える超音波駆動パルス発生手段と、その超音波駆動パルス発生時点から所定時間Ｔ２だけ遅延後に所定時間Ｔ３の距離補正範囲信号を発生する距離補正範囲信号発生手段と、この距離補正範囲信号による所定時間Ｔ３内に得られる前記超音波受信手段の出力信号から帯電体までの距離に応じた距離信号を出力する距離測定手段と、前記表面電位センサの検出電位を、距離測定手段から得られる距離信号の大小に応じて補正する電位補正手段とを備えたことを特徴とする距離補正付き静電気測定器。
【請求項２】
超音波駆動パルスを超音波発信手段に所定時間Ｔ１だけ加えるのに同期して、表面電位センサの振動子駆動回路からの信号の有無を判別することにより、表面電位センサの故障を診断する表面電位センサ故障診断手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の距離補正付き静電気測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電体の電位を表面電位センサにて検出して表示部に表示する静電気測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面電位センサの検出電位は、帯電体の帯電電位ばかりでなく、帯電体までの距離に依存するため、距離を決めないと正確な電位を測定できないので、この種の静電気測定器のなかには測距手段を備えたものも提供されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平５−１７２８８６号公報）には、表面電位センサと帯電体との距離が所定距離Ｄであるときに、表示器に表面電位を正しく表示させるとともに、表面電位センサに対向する帯電体の測定箇所に光を照射する照光手段を備え、帯電体の表面電位の測定箇所に、表面電位センサと帯電体との距離に応じた光の像を生じさせ、その像が目視判別できるときに、表面電位センサと帯電体との距離が所定距離Ｄであると推定するようにした表面電位測定器が開示されている。
【０００４】
しかし、これでは、帯電体の表面に投影される光の像を目視判別することで、表面電位センサと帯電体との距離を推定するため、正確な距離測定ができないばかりでなく、帯電体の表面の状況によっては、光の像そのものが形成されないことがあり、測距手段を備えているとはいえ、正確な電位測定は望めない。
【特許文献１】特開平５−１７２８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は、距離測定を行うばかりでなく、表面電位センサの検出電位を、測定した距離に応じて補正することで、正確な電位測定ができる距離補正付き静電気測定器を提供することにある。
【０００６】
第２の目的は、表面電位センサの故障の有無を距離測定動作に同期して行うことで、測定の信頼性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の目的を達成するため、本発明は、帯電体の電位を表面電位センサにて検出して表示部に表示する静電気測定器において、帯電体に向けて超音波を発信する超音波発信手段と、帯電体を反射した超音波を受信する超音波受信手段と、超音波発信手段に所定時間Ｔ１だけ超音波駆動パルスを加える超音波駆動パルス発生手段と、その超音波駆動パルス発生時点から所定時間Ｔ２だけ遅延後に所定時間Ｔ３の距離補正範囲信号を発生する距離補正範囲信号発生手段と、この距離補正範囲信号による所定時間Ｔ３内に得られる超音波受信手段の出力信号から帯電体までの距離に応じた距離信号を出力する距離測定手段と、表面電位センサの検出電位を、距離測定手段から得られる距離信号の大小に応じて補正する電位補正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、第２の目的も達成するため、超音波駆動パルスを超音波発信手段に所定時間Ｔ１だけ加えるのに同期して、表面電位センサの振動子駆動回路からの信号の有無を判別することにより、表面電位センサの故障を診断する表面電位センサ故障診断手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、帯電体に超音波を当て、その反射波を受信して帯電体までの距離を測定するに当たり、超音波発信手段に所定時間Ｔ１だけ超音波駆動パルスを加え、その超音波駆動パルス発生時点から所定時間Ｔ２だけ遅延後で、しかも所定時間Ｔ３の範囲内に得られる超音波受信手段の出力信号から帯電体までの距離に応じた距離信号を出力することにより、超音波による測定距離をある範囲内に制限し、その範囲内の測定距離についてだけ、表面電位センサの検出電位を測定距離に応じて補正するので、正確な電位測定ができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、表面電位センサの振動子駆動回路からの信号の有無を、超音波駆動パルスの印加時間Ｔ１に同期して判別して表面電位センサの故障を診断するので、表面電位センサの故障を効率的に自己診断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
本発明による距離補正付き静電気測定器は、図１に示すように、帯電体１の表面電位を表面電位センサ２にて測定する電位測定部Ａと、帯電体１までの距離を超音波で測定する距離測定部Ｂと、これらを制御するとともに、電位測定部Ａで測定された電位を距離測定部Ｂで測定された距離に応じて補正する演算制御部Ｃと、距離補正された電位及び表面電位センサ２の故障の有無を表示する表示部Ｄとからなる。
【００１３】
表面電位センサ２は、検出電極と被測定物との間の電界を振動子でチョッピングして、検出電極から生ずる交流電圧から被測定物の表面電位を検出する公知の音叉型である。その振動子は、振動子駆動回路３により駆動され、また、検出電極からの交流電圧は、増幅回路４で増幅してから平滑回路５で平滑され、さらにＡ／Ｄ変換器６でＡ／Ｄ変換してから演算制御部Ｃ内のＣＰＵに入力される。すなわち、被測定物である帯電体１の表面電位は、電位測定部Ａにてデジタル量として測定される。
【００１４】
振動子駆動回路３から、振動子駆動信号に同期した信号が取り出されて故障診断回路７に入力され、その信号の有無又は個数により、表面電位センサ２の故障の有無を自己診断できるようになっている。
【００１５】
距離測定部Ｂは、超音波発信器８から帯電体１に向かって超音波を発信し、これを反射してきた超音波を超音波受信器９で受信することにより、その発信と受信の時間差から帯電体１までの距離を測定するもので、超音波発発信器８の発信動作、及び超音波受信器９の受信信号の処理を、図２のタイミングチャートを参照して説明する。
【００１６】
演算制御部Ｃに対して測定開始を指示すると、これより図２（１）に示すように、所定時間Ｔ１の幅の発信駆動信号が距離測定部Ｂへ入力され、距離測定部Ｂ内の超音波駆動パルス発生回路１０が、図２（２）に示すように所定時間Ｔ１だけ超音波駆動パルスを発生し、超音波発信器８がこの時間Ｔ１だけ超音波を発信する。
【００１７】
また、この時間Ｔ１の幅の発信駆動信号は、電位測定部Ａの故障診断回路７にも入力され、故障診断回路７は、振動子駆動回路３からの振動子駆動信号に同期した信号の有無をこの時間Ｔ１だけ判断、又はその個数をこの時間Ｔ１だけ計数することにより、表面電位センサ２の故障の有無を診断する。
【００１８】
一方、この時間Ｔ１の幅の発信駆動信号によりタイマ１１が動作し、図２（３）に示すように、このタイマ１１による所定時間Ｔ２だけ遅延後に、距離補正範囲信号発生回路１２から、図２（４）に示すような所定時間Ｔ３の幅の距離補正範囲信号を発生する。そして、この所定時間Ｔ３の時間範囲内についてだけ、距超音波受信器９からの受信信号、詳しくは、距超音波受信器９の交流信号を増幅器１３で増幅し、波形整形回路１４で波形整形した信号により帯電体１までの距離を測定する。そして、電位測定部Ａで上記のように測定された測定電位を、この所定時間Ｔ３の時間範囲内に得られる測定距離に応じて補正する。
【００１９】
すなわち、本静電気測定器を帯電体１に対してある決まった距離（以下、規定距離という）Ｌだけ離した状態で測定する仕様とした場合、タイマ１１の設定値である所定時間Ｔ２を規定距離Ｌに応じた値とし、また、規定距離Ｌよりある範囲内は距離補正範囲Δｌとして、距離補正範囲信号の時間幅Ｔ３をこの距離補正範囲Δｌに応じた値とする。そして、距離測定部Ｂによる測定距離が、この距離補正範囲Δｌ内に入っているときに、その測定距離に応じた値だけ電位測定部Ａの測定電位を補正する。規定距離Ｌを変更したいときは、タイマ１１の設定値Ｔ２を変更する。
【００２０】
図２（５）は、電位測定部Ａによる電位測定が、距離補正範囲Δｌ内で最も近い距離の場合に行われた状態、図２（６）は、距離補正範囲Δｌ内で最も遠い距離の場合に行われた状態を示している。そして、演算制御部Ｃでは、距離補正範囲Δｌ内での測定距離の大小に応じて、測定距離が大きい場合には、図２（７）に示すように電位測定部Ａの測定電位の補正量を多くし、測定距離が小さい場合には、図２（８）に示すように電位測定部Ａの測定電位の補正量を少なくすることで、電位測定部Ａの測定電位に対して、距離補正範囲Δｌ内だけ距離補正（距離補償）を行うようになっている。
【００２１】
本静電気測定器は、バッテリ１５を電源とする携帯型となっており、その電源電圧は電源安定化・スタンバイ回路１６から演算制御部Ｃに印加される。
【００２２】
表示部Ｄは、距離補正された測定電位をデジタル表示するとともに、表面電位センサ２の故障の有無、及びバッテリ１５の状況も表示する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】その動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
Ａ  電位測定部
Ｂ  距離測定部
Ｃ  演算制御部
Ｄ  表示部
１  帯電体
２  表面電位センサ
３  振動子駆動回路
４  増幅回路
５  平滑回路
６  Ａ／Ｄ変換器
７  故障診断回路
８  超音波発信器
９  超音波受信器
１０  超音波駆動パルス発生回路
１１  タイマ
１２  距離補正範囲信号発生回路
１３  増幅器
１４  波形整形回路
１５  バッテリ
１６  電源安定化・スタンバイ回路
【図１】
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【図２】
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