(57)【要約】【課題】  電位の判定や極性判別などの結果を高速で出力することが可能で、検出応答速度の高速化が図れる表面電位検出装置を提供する。【解決手段】  検出電極５から生ずる交流電圧をその周波数よりはるかに高い周波数のサンプリング信号にてサンプリングするサンプリング回路９と、そのサンプリングされた信号のピークを、振動子駆動回路２からの振動子駆動信号の各パルスごとに検出するピーク検出回路１０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出電極と、この検出電極と被測定物との間の電界をチョッピングする振動子と、振動子を振動させる振動子駆動回路とを備え、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表面電位検出装置において、 前記交流電圧をその周波数よりはるかに高い周波数のサンプリング信号にてサンプリングするサンプリング手段と、そのサンプリングされた信号のピークを、前記振動子駆動回路からの振動子駆動信号の各パルスごとに検出するピーク検出手段とを備えたことを特徴とする表面電位検出装置。
【請求項２】
ピーク検出手段は、サンプリングされた信号のピークを、振動子駆動信号のパルスの立ち上がり時点より立ち下がり時点までの間で検出することを特徴とする請求項１に記載の表面電位検出装置。
【請求項３】
ピーク検出時より所定のサンプリング数後に交流電圧の極性判別信号を出力する極性出力手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面電位検出装置。
【請求項４】
サンプリングされた信号の有無又は個数から故障を判別する故障判別手段を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の表面電位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物と検出電極との間の電界を振動子でチョッピングして交流電圧に変換し、その電圧から被測定物の表面電位を検出する表面電位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の表面電位検出装置は、本出願人の出願に係る特許文献１（特許第３５１８８０９号公報）に開示されているように、振動子の振動子駆動信号（パルス）の周期に対応して検出された交流電圧を増幅後、同期検波整流回路で単に同期整流して直流電圧に変換し、その直流電圧により電位の判定や極性判別などを行っていた。
【０００３】
そのため、同期検波整流回路での整流のための平滑動作に時間がかかり、その分だけ、電位の判定や極性判別などの結果を出力するまでに時間を要し、高速の検出ができなかった。
【特許文献１】特許第３５１８８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、平滑動作をしなくとも、電位の判定や極性判別などの結果を高速で出力することが可能で、検出応答速度の高速化が図れる表面電位検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、検出電極と、この検出電極と被測定物との間の電界をチョッピングする振動子と、振動子を振動させる振動子駆動回路とを備え、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表面電位検出装置において、 検出電極からの交流電圧をその周波数よりはるかに高い周波数のサンプリング信号にてサンプリングするサンプリング手段と、そのサンプリングされた信号のピークを、振動子駆動回路からの振動子駆動信号の各パルスごとに検出するピーク検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
ピーク検出手段は、サンプリングされた信号のピークを、振動子駆動信号のパルスの立ち上がり時点より立ち下がり時点までの間で検出する。
【０００７】
極性判別する場合には、ピーク検出時より所定のサンプリング数後に交流電圧の極性判別信号を出力する極性出力手段を備える。
【０００８】
また、故障を判別する場合には、サンプリングされた信号の有無又は個数から故障を判別する故障判別手段を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検出電極からの交流電圧をその周波数よりはるかに高い周波数のサンプリング信号にてサンプリングした後、そのサンプリングされた信号のピークを振動子駆動信号の各パルスごとに検出するので、従来のような同期検波整流の際の平滑動作のために出力遅延が生ずることがなく、検出応答速度の高速化が図れる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、サンプリングされた信号のピークを、振動子駆動信号のパルスの立ち上がり時点より立ち下がり時点までの間で検出するので、ピーク検出が容易になる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、ピーク検出時より所定のサンプリング数後に交流電圧の極性判別信号を出力するので、極性判別も高速化できる。
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、サンプリングされた信号の有無又は個数から故障を判別するので、故障の有無の判別も容易かつ正確に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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】
【００１４】
図１に本発明による表面電位検出装置の構成をブロック図で示し、図２にその動作のタイミングチャートを示す。
【００１５】
この表面電位検出装置は、音叉型の振動子１に、振動子駆動回路２との自励発振による振動子駆動信号が印加される。図２（２）に、振動子駆動回路２の出力端から出力されるパルス状の振動子駆動信号を示し、このパルス状の振動子駆動信号はアンド回路３に入力される。アンド回路３には、サンプリングパルス発生器４からの図２（６）に示すサンプリングパルスが入力されている。サンプリングパルスの周波数は、パルス状の振動子駆動信号の周波数よりもはるかに高く、アンド回路３からは、図２（２）に示す振動子駆動信号がＨｉｇｈになっているときに、図２（４）に示すようにサンプリングパルスが出力される。
【００１６】
一方、検出電極５と被測定物との間に生じている電界は、振動子１の振動に同期してチョッピングすることによりインピーダンス変換回路６で交流電圧として検出され、これを増幅器７で増幅することにより、図２（１）に示すような正負の極性に対応した交流のアナログ信号として取り出される。このアナログ信号は、極性判別回路８にて、図２（３）に示すように正成分と負成分とに分離され、アンド回路３から出力される図２（４）に示すサンプリングパルスにより、サンプリング回路９にて正負別々にサンプリングされる。図２（５）に、サンプリングされた正負のサンプリングアナログ信号を示す。
【００１７】
これら正負のサンプリングアナログ信号は、図２（７）に示すように、振動子駆動信号の各パルスの立ち上がりをスタート信号、立ち下がりをストップ信号として、これらスタート・ストップ間でのピーク（最高電位）を、ピーク検出回路（ピークホールド回路）１０にて正負別々に検出される。図２（８）にピーク検出のタイミングを示し、ピーク検出は振動子駆動信号の各パルスごとに行われる。また、図２（９）に極性判別結果の出力タイミングを示し、その出力は、振動子駆動信号の各パルスごとに、しかもピーク検出時点から遅れて行われる。図２（１０）に、スタート信号とストップ信号との間における、ピーク検出及び極性判別結果の出力タイミングを拡大して示す。
【００１８】
このようにして検出されたピーク（最高電位）は、Ａ／Ｄ変換回路１１にてデジタルに変換してからＣＰＵ１２に入力され、正負別々の最高電位が測定される。
【００１９】
また、アンド回路３から振動子駆動信号の各パルスごとに出力されるサンプリングパルスは、故障判別回路１３へ入力され、ここでサンプリングパルスの有無又はパルス数を計数することにより、振動子駆動信号が振動子駆動回路２から正常に出力されているか否か判別される。その判別結果を示す信号もＣＰＵ１２に入力される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による表面電位検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】その動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１  振動子
２  振動子駆動回路
３  アンド回路
４  サンプリングパルス発生器
５  検出電極
６  インピーダンス変換回路
７  増幅器
８  極性判別回路
９  サンプリング回路
１０  ピーク検出回路
１１  Ａ／Ｄ変換回路
１２  ＣＰＵ
１３  故障判別回路
【図１】
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【図２】
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