JP2009156798A - Physical/chemical quantity measuring device using crystal oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象物が水晶振動子に与える影響によって水晶振動子の共振特性（固有振動数）が変化することを利用して、該測定対象物の物理量乃至化学量を測定する物理／化学量測定装置に関するものである。 The present invention utilizes the fact that the resonance characteristic (natural frequency) of a crystal resonator changes due to the influence of the object to be measured on the crystal resonator, thereby measuring the physical / chemical quantity of the object to be measured. The present invention relates to a quantity measuring device.
水晶振動子は、水晶振動板と水晶振動板に電圧を印加するように設けられた一対の電極からなるもので、その表面に物質を付着させたり温度を変化させたりして、水晶振動子寸法、弾性率、密度等を変化させると、その変化量に応じて、共振周波数が変化する性質を有している。この性質を利用して、水晶振動子の一方の電極を作用電極として試料ガスや試料溶液に晒し、そのことによる温度変化や化学変化に伴う質量変化などを、共振周波数の変化として検知するようにした温度センサや化学センサ、質量センサ（ＱＣＭ）などが種々開発されている。 A quartz crystal unit consists of a quartz crystal plate and a pair of electrodes provided to apply a voltage to the quartz crystal plate. When the elastic modulus, density, and the like are changed, the resonance frequency changes according to the amount of change. Utilizing this property, one electrode of a quartz crystal resonator is exposed to sample gas or sample solution as a working electrode, and mass change due to temperature change or chemical change due to it is detected as change in resonance frequency. Various types of temperature sensors, chemical sensors, mass sensors (QCM), and the like have been developed.
このようなセンサでは、前記共振周波数の変化を電気的に測定するために、水晶振動子を帰還素子に用いた発振回路を構成し、その発振回路の周波数を検出するようにしている。そのうちのひとつに、Meacham型の水晶発振回路がある。かかる発振回路の利点としては、水晶振動子の等価抵抗が高くなっても安定な短時間発振周波数安定性能を得ることができる点や、増幅器電源と水晶振動子周辺回路とがトランスにより絶縁されているので、例えば、複数のセンサにおける水晶振動子を接液しても、その接液中での相互干渉が無い点などが挙げられる。
しかしながら、このような回路では、部品点数が多くなるうえに、トランスのように小型化が困難な部品もあり、センサ周辺回路としての必要条件である高集積化、小型化が難しい。 However, in such a circuit, the number of parts increases, and there are some parts that are difficult to miniaturize, such as a transformer, and it is difficult to achieve high integration and miniaturization, which are necessary conditions as a sensor peripheral circuit.
一方、トランスを用いず、小型化可能な発振回路として、コルピッツ型発振回路を応用したサバロフ回路が知られている。しかし、かかる回路では、水晶振動子の各電極を回路コモンに接続できない構成となっており、例えばこの回路で接液センサを構成すると、複数のセンサを接液した場合にその接液中での相互干渉が生じる、同様の理由から環境ノイズ除去のための差分回路を構成しにくい、溶液が回路コモンと接続されている場合には安定動作が困難になる、などの不具合が生じ得る。 On the other hand, a Sabarov circuit using a Colpitts type oscillation circuit is known as an oscillation circuit that can be miniaturized without using a transformer. However, in such a circuit, each electrode of the crystal resonator cannot be connected to the circuit common. For example, when a wetted sensor is configured with this circuit, when a plurality of sensors are wetted, Problems such as mutual interference, difficulty in configuring a differential circuit for removing environmental noise for the same reason, and difficulty in stable operation when the solution is connected to a circuit common may occur.
本発明はかかる問題点を一挙に解決すべく図ったものであって、その主たる所期課題は、複数を同時に用いることが容易にでき、その結果、外乱影響（温度影響等）を抑えて検出感度を向上させることなどをできるようにするとともに、回路構成を極めて簡単化できる水晶振動子を用いた物理／化学量測定装置を提供することにある。 The present invention is intended to solve such problems all at once, and the main desired problem is that a plurality of problems can be easily used at the same time. As a result, the influence of disturbance (temperature effect, etc.) can be suppressed and detected. An object of the present invention is to provide a physical / stoichiometric measuring apparatus using a crystal resonator capable of improving the sensitivity and the like and extremely simplifying the circuit configuration.
すなわち本発明に係る物理／化学量測定装置は、水晶振動子を有する発振回路を具備してなり、試料ガスや試料溶液などに含まれる測定対象物が水晶振動子に与える影響によって前記発振回路の発振周波数が変化することを利用して、該測定対象物の物理量乃至化学量を測定するものであって、
前記発振回路が、前記第１コンデンサ、第２コンデンサ、抵抗素子及び水晶振動子をこの順に環状に直列接続して環状回路を形成するとともに、前記水晶振動子と抵抗素子との間の接続配線を回路コモンに接続し、前記抵抗素子と第２コンデンサとの間の接続配線を差動増幅器の一方の入力端子に接続し、前記水晶振動子と第１コンデンサとの間の接続配線を差動増幅器の他方の入力端子に接続し、前記第１コンデンサと第２コンデンサとの間の接続配線を差動増幅器の出力端子に接続したものであることを特徴とする。
なお、前記各コンデンサの代わりに、抵抗素子を用いてもよい。
That is, the physical / stoichiometric measurement device according to the present invention includes an oscillation circuit having a crystal resonator, and the measurement object included in the sample gas or the sample solution has an influence on the crystal resonator due to the influence on the crystal resonator. Using the change of the oscillation frequency, the physical quantity or chemical quantity of the measurement object is measured,
The oscillation circuit forms an annular circuit by annularly connecting the first capacitor, the second capacitor, the resistance element, and the crystal resonator in this order, and connecting wiring between the crystal resonator and the resistance element. Connected to circuit common, connected wiring between the resistor element and the second capacitor to one input terminal of the differential amplifier, and connected wiring between the crystal unit and the first capacitor to the differential amplifier Is connected to the other input terminal, and the connection wiring between the first capacitor and the second capacitor is connected to the output terminal of the differential amplifier.
A resistance element may be used in place of each capacitor.
差分計測によるより精度の高い測定を可能とするには、特性が等しい一対の発振回路を設け、一方の発振回路の水晶振動子のみを測定対象物の影響下におき得るように構成しているものが好ましい。特に本発明によれば、溶液測定の場合であっても、各発振回路に共通の電源を用いることができるので、回路電源の複雑化や部品点数の増大をも抑制することが可能となる。 In order to enable more accurate measurement by differential measurement, a pair of oscillation circuits with the same characteristics is provided, and only the crystal resonator of one oscillation circuit can be placed under the influence of the measurement object. Those are preferred. In particular, according to the present invention, even in the case of solution measurement, since a common power source can be used for each oscillation circuit, it is possible to suppress the complexity of the circuit power source and the increase in the number of parts.
具体的な態様としては、前記一方の発振回路の水晶振動子における回路コモン側の電極に、特定の物質に感応する感応膜を貼着しているものを挙げることができる。 As a specific aspect, there may be mentioned one in which a sensitive film sensitive to a specific substance is attached to an electrode on the circuit common side in the crystal resonator of the one oscillation circuit.
上記構成の本発明によれば、水晶振動子を除いた周辺回路素子を、作動増幅器とコンデンサや抵抗素子など、せいぜい数個の簡単な素子で構成することが可能となる。また、コンデンサを用いる場合のコンデンサ容量は非常に小さい値でよいので、コンデンサに単体素子を用いることなく、例えばプリントパターンを利用したり、ダイオードにおけるＰＮ接合の端子間容量を利用したりすることができ、周辺回路素子のＩＣ化による小型化も容易に可能となる。作動増幅器にしても、発振理論から言って増幅度の安定は必要ないため、高速差動デジタルインタフェースレシーバなど、ローコストなものを用いることができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the peripheral circuit element excluding the crystal resonator can be constituted by several simple elements such as an operational amplifier, a capacitor, and a resistance element at most. In addition, since the capacitor capacity may be very small when a capacitor is used, it is possible to use, for example, a printed pattern or a capacitance between terminals of a PN junction in a diode without using a single element for the capacitor. In addition, it is possible to easily downsize the peripheral circuit element by making it into an IC. Even if the operational amplifier is used, it is not necessary to stabilize the amplification degree from the viewpoint of oscillation theory, so that a low-cost one such as a high-speed differential digital interface receiver can be used.
さらに、水晶振動子の一方の電極が回路コモンに接続されているので、この部分のインピーダンスが低くなるうえ、この部分を用い測定に影響の出ない方法でシールドすることなども容易に可能であることから、大気中、液中に拘わらず、電気的ノイズに対して強い構成にできる。 Furthermore, since one electrode of the crystal unit is connected to the circuit common, the impedance of this part is reduced, and it is possible to easily shield this part using a method that does not affect the measurement. Therefore, it is possible to make the structure strong against electrical noise regardless of whether it is in the atmosphere or liquid.
また、特に測定対象物が溶液であって、一方を検出用、他方を参照用とした２つの発振回路を用いて差分測定する場合には、作用電極となる水晶振動子の電極がいずれも発振回路のコモン電位であることから接続可能なので、共通の電源を用いても相互干渉が生じ難く、２つの発振回路を同一環境下においた差分測定が容易にできる。したがって、温度影響などの外乱を排除した、精度良い測定が容易にできるようになる In particular, when the object to be measured is a solution and differential measurement is performed using two oscillation circuits, one of which is for detection and the other is for reference, both of the electrodes of the crystal resonator serving as the working electrode oscillate. Since the circuit can be connected because of the common potential of the circuit, mutual interference hardly occurs even when a common power source is used, and difference measurement can be easily performed with the two oscillation circuits in the same environment. Therefore, accurate measurement can be easily performed without disturbances such as temperature effects.
溶液の多成分測定などの目的で、本発明にかかる測定装置をマルチチャンネル化する場合にも、作用電極となる水晶振動子の電極がいずれも回路コモン電位なので、相互干渉が生じ難く、共通の電源を用いることができる。したがって従来のように回路電源の複雑化を招来しないし、また、各発振回路の切替素子を一素子で構成することも可能となる。 Even when the measuring apparatus according to the present invention is multi-channeled for the purpose of multi-component measurement of a solution, since the electrodes of the crystal resonator serving as the working electrode are all circuit common potentials, mutual interference hardly occurs, A power supply can be used. Therefore, the circuit power supply is not complicated as in the prior art, and the switching elements of the oscillation circuits can be configured by one element.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る物理／化学量測定装置１００（図１参照）は、水晶振動子Ｘ１に外部から何らかの物理的変化を与えることによって該水晶振動子Ｘ１の共振周波数が変化することを利用したものであり、この共振周波数を測定することにより、その変化を与えた原因である物理量や化学量を測定するものである。測定できる物理量や化学量としては、例えば、微量物質の質量が挙げられる。水晶振動子Ｘ１の電極表面に微量物質が付着すれば、その物質の質量を共振周波数の変化として定量的に捉えることができるからである。また、水晶振動子Ｘ１の電極表面を感応膜で覆えば、その感応膜が感応対象物質との間で反応（分離、結合）することで質量が変化した場合などに、その反応を共振周波数の変化として測定することができる。その他に、温度によって水晶振動子Ｘ１の水晶振動子寸法、弾性率、密度等が変化してその共振周波数が変化するから、温度も測定することができる。 The physical / stoichiometry apparatus 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment utilizes the fact that the resonance frequency of the crystal unit X1 is changed by applying some physical change to the crystal unit X1 from the outside. By measuring the resonance frequency, the physical quantity and the chemical quantity that cause the change are measured. Examples of physical quantities and chemical quantities that can be measured include the mass of a trace substance. This is because if a trace amount of material adheres to the electrode surface of the crystal unit X1, the mass of the material can be quantitatively grasped as a change in resonance frequency. Also, if the electrode surface of the crystal unit X1 is covered with a sensitive film, when the mass changes due to reaction (separation, binding) of the sensitive film with the substance to be sensed, the reaction is reduced to the resonance frequency. It can be measured as a change. In addition, since the crystal resonator size, elastic modulus, density, and the like of the crystal resonator X1 change depending on the temperature and the resonance frequency changes, the temperature can also be measured.
かかる物理／化学量測定装置１００について具体的に説明すると、このものは、図１に示すように、水晶振動子Ｘ１を有する発振回路１と、その発振回路１の発振周波数を検知する周波数検知手段２とを具備している。 The physical / chemical quantity measuring apparatus 100 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the physical / chemical quantity measuring apparatus 100 includes an oscillation circuit 1 having a crystal resonator X1 and frequency detection means for detecting the oscillation frequency of the oscillation circuit 1. 2 is provided.
発振回路１は、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、抵抗素子Ｒ３、水晶振動子Ｘ１及び差動増幅器Ａ１を具備したものであり、差動増幅部Ａ１には、ここでは、ローコストな高速差動デジタルインタフェースレシーバを用いている。 The oscillation circuit 1 includes a first capacitor C1, a second capacitor C2, a resistance element R3, a crystal resonator X1, and a differential amplifier A1, and the differential amplifier A1 includes a low-cost high-speed difference here. Dynamic digital interface receiver is used.
詳述すると、前記第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、抵抗素子Ｒ３及び水晶振動子Ｘ１がこの順に環状に直列接続してある。そして、前記水晶振動子Ｘ１と抵抗素子Ｒ３との間の接続配線が回路コモンに、抵抗素子Ｒ３と第２コンデンサＣ２との間の接続配線が差動増幅器Ａ１のプラス入力端子に、水晶振動子Ｘ１と第１コンデンサＣ１との間の接続配線が差動増幅器Ａ１のマイナス入力端子に、さらに、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２との間の接続配線が差動増幅器Ａ１の出力端子にそれぞれ接続してある。なお、差動増幅器Ａ１の各入力端子への接続は、コンデンサを介したＡＣカップリングでも構わない。 More specifically, the first capacitor C1, the second capacitor C2, the resistance element R3, and the crystal resonator X1 are connected in series in this order in a ring shape. The connection wiring between the crystal resonator X1 and the resistance element R3 is connected to the circuit common, and the connection wiring between the resistance element R3 and the second capacitor C2 is connected to the plus input terminal of the differential amplifier A1. The connection wiring between X1 and the first capacitor C1 is the negative input terminal of the differential amplifier A1, and the connection wiring between the first capacitor C1 and the second capacitor C2 is the output terminal of the differential amplifier A1, respectively. Connected. The connection to each input terminal of the differential amplifier A1 may be AC coupling via a capacitor.
一方、周波数検知手段２は、詳細は図示しないが、例えば、一定周波数で動作するクロック素子を利用したカウンタ回路である。このような構成にしておけば、Ａ／Ｄコンバータを用いることなく、対象物を測定することができる。 On the other hand, the frequency detection means 2 is a counter circuit using a clock element that operates at a constant frequency, although details are not shown. If it is set as such a structure, a target object can be measured, without using an A / D converter.
次に、前記発振回路１について解析した結果を説明する。解析に用いた等価回路は図２に示すとおりである。 Next, the result of analyzing the oscillation circuit 1 will be described. The equivalent circuit used for the analysis is as shown in FIG.
解析に用いた水晶振動子Ｘ１の等価定数は２０ＭＨｚ品を用い、水晶振動子Ｘ１の等価直列抵抗ＸＲ１は、接液状態での解析とするために、大気中の値より大きな値（約２０倍）の２２０Ωとした。その他の符号の意味と値は以下の通りである。
ＸＬ１（等価直列インダクタンス）＝２．８９・１０−３（Ｈ）
ＸＣ１（等価直列容量） ＝２３．６１・１０−１５（Ｆ）
ＸＣ０（並列容量） ＝５．３５２・１０−１２（Ｆ）
この等価回路での水晶振動子Ｘ１の直列（主）共振周波数ｆ０は以下の通りとなる。
ｆ０＝１／｛２π（ＸＬ１・ＸＣ１）１／２｝
＝１．９２６７４０７６・１０７（Ｈｚ）
Equivalent constants of the crystal oscillator X1 used in the analysis using a 20MHz products, equivalent series resistance X R1 of the quartz oscillator X1 in order to be analyzed in a wetted state, greater than the value of the air (approximately 20 Double) 220Ω. The meanings and values of the other symbols are as follows.
X L1 (equivalent series inductance) = 2.89 · 10 −3 (H)
X C1 (equivalent series capacity) = 23.61 · 10 −15 (F)
X C0 (parallel capacity) = 5.352 · 10 −12 (F)
Series (main) resonance frequency f 0 of the crystal oscillator X1 in this equivalent circuit is as follows.
f 0 = 1 / {2π (X L1 · X C1 ) 1/2 }
= 1.92674076 · 10 7 (Hz)
また、各コンデンサＣ１、Ｃ２の容量は４０ｐＦ、抵抗素子の抵抗値は２５０Ωとした。 The capacitances of the capacitors C1 and C2 were 40 pF, and the resistance value of the resistance element was 250Ω.
かかる条件下で解析すると、同位相になる周波数ｆｓは、
ｆｓ＝１．９２６２・１０７（Ｈｚ）
ｆｓ時のゲイン（ｅｉ＝１とした場合のｅｏｕｔ）は、
ｅｏｕｔ（ｆｓ）＝ｅｏｕｔＢ＋（ｆｓ）−ｅｏｕｔＡ−（ｆｓ）
＝０．０７２
位相傾きａは、
ａ（ｆｓ）＝−３６．４５３
となる。したがって、差動増幅器のゲインが、１／０．０７２≒１４以上で発振可能となる。
参考のために、図３に、共振周波数近傍でのゲイン特性と位相特性を掲げておく。
なお、ｅｏｕｔＢ＋は差動増幅器Ａ１のプラス入力端子での電圧、ｅｏｕｔＡ−は差動増幅器Ａ１のマイナス入力端子での電圧、ｅｉは差動増幅器Ａ１の出力端子での電圧である。
When analyzed under such conditions, the frequency f s in phase is
f s = 1.9262 · 10 7 (Hz)
The gain at f s (eout when ei = 1) is
eout (f s) = eoutB + (f s) -eoutA - (f s)
= 0.072
The phase slope a is
a (f s) = - 36.453
It becomes. Therefore, oscillation becomes possible when the gain of the differential amplifier is 1 / 0.072≈14 or more.
For reference, FIG. 3 shows gain characteristics and phase characteristics near the resonance frequency.
Incidentally, eoutB + the voltage at the positive input terminal of the differential amplifier A1, eoutA - the voltage at the negative input terminal of the differential amplifier A1, ei is the voltage at the output terminal of the differential amplifier A1.
しかして、この物理／化学量測定装置１００を用いて測定する場合には、水晶振動子Ｘ１のコモン側の電極を作用電極とし、その作用電極に物質を付着させるようにする。例えば溶液中の所望成分を測定する場合には、作用電極に感応膜を被覆して化学的吸着を生じせしめるなどする。このことにより、水晶振動子Ｘ１の共振周波数が変化し、その変化を周波数検知手段２で捉えることにより、前記成分を測定することができる。 Therefore, when measurement is performed using the physical / chemical quantity measuring apparatus 100, the electrode on the common side of the crystal resonator X1 is used as a working electrode, and a substance is attached to the working electrode. For example, when measuring a desired component in a solution, the working electrode is covered with a sensitive film to cause chemical adsorption. As a result, the resonance frequency of the crystal resonator X1 changes, and the component can be measured by capturing the change with the frequency detection means 2.
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、図４に示すように差分測定やマルチチャンネル測定をすべく、発振回路１を複数（図４では２つ）並列に設けた構成としても構わない。ここでは、それに応じて周波数検知手段２も複数設けている。そして測定の場合は、前記実施形態同様、各水晶振動子Ｘ１のコモン側電極を作用電極とする。 For example, as shown in FIG. 4, a plurality of oscillation circuits 1 (two in FIG. 4) may be provided in parallel to perform differential measurement or multi-channel measurement. Here, a plurality of frequency detection means 2 are also provided accordingly. In the case of measurement, the common electrode of each crystal resonator X1 is used as a working electrode, as in the above embodiment.
また、図５に示すように、コンデンサの代わりに抵抗素子を用いても構わない。ここで、符号Ｒ１は請求項２における第１抵抗素子、符号Ｒ２は請求項２における第２抵抗素子、符号Ｒ３は請求項２における第３抵抗素子に相当する。
なお、各図において、前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付している。
Further, as shown in FIG. 5, a resistance element may be used instead of the capacitor. Here, symbol R1 corresponds to the first resistor element in claim 2, symbol R2 corresponds to the second resistor element in claim 2, and symbol R3 corresponds to the third resistor element in claim 2.
In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the member corresponding to the said embodiment.
しかして、このように構成した各実施形態に係る物理／化学量測定装置１００によれば、作用電極となる水晶振動子Ｘ１の一方の電極が回路コモンに接続されているので、この部分のインピーダンスが低くなるうえ、この部分を用い測定に影響の出ない方法でシールドすることなども容易に可能であることから、大気中、液中に拘わらず、電気的ノイズに対して強い構成にできる。 Therefore, according to the physical / stoichiometric measurement device 100 according to each embodiment configured as described above, since one electrode of the crystal resonator X1 serving as the working electrode is connected to the circuit common, the impedance of this portion In addition, since this portion can be easily shielded by a method that does not affect the measurement, the structure can be made strong against electrical noise regardless of the atmosphere or the liquid.
また、特に測定対象物が溶液の場合に、２つの発振回路１を用いて差分測定したり、マルチチャンネル測定する場合に、水晶振動子Ｘ１の作用電極がいずれもコモン電位なので、各発振回路１に共通の電源を用いても相互干渉が生じ難い。したがって、各発振回路１を同一環境下においた差分測定が容易にできるし、あるいは、マルチチャンネル測定する場合において、回路電源を独立化するといった複雑な構成が不要となる。また、各発振回路１の切替素子を一素子で構成することも可能となる。 In particular, when the object to be measured is a solution, when the differential measurement is performed using the two oscillation circuits 1 or when the multi-channel measurement is performed, since the working electrode of the crystal unit X1 is a common potential, each oscillation circuit 1 Even if a common power source is used, mutual interference hardly occurs. Therefore, differential measurement with each oscillation circuit 1 in the same environment can be easily performed, or in the case of multi-channel measurement, a complicated configuration such as independent circuit power supply is not required. It is also possible to configure the switching element of each oscillation circuit 1 with a single element.
さらに、水晶振動子Ｘ１を除いた周辺回路素子を、作動増幅器Ａ１とコンデンサＣ１、Ｃ２や抵抗素子Ｒ３など、せいぜい数個の簡単な素子で構成できるうえ、図１におけるコンデンサＣ１、Ｃ２の容量は非常に小さい値でよいので、コンデンサＣ１、Ｃ２に単体素子を用いることなく、例えばプリントパターンの層間容量を利用したり、ダイオードにおけるＰＮ接合の端子間容量を利用したりすることができ、周辺回路素子のＩＣ化による小型化も容易に可能となる。作動増幅器Ａ１にしても、発振理論から言って増幅度の安定は必要ないため、前述した高速差動デジタルインタフェースレシーバを利用するなど、ローコストなものを用いることができるし、もちろん、計装アンプやコンパレータなどを用いて構わない。 Further, the peripheral circuit elements excluding the crystal unit X1 can be composed of a few simple elements such as the operational amplifier A1, capacitors C1 and C2, and the resistance element R3, and the capacitances of the capacitors C1 and C2 in FIG. Since a very small value is sufficient, it is possible to use, for example, an interlayer capacitance of a printed pattern or a capacitance between terminals of a PN junction in a diode without using a single element for the capacitors C1 and C2. It is possible to easily reduce the size of the device by making it into an IC. The operational amplifier A1 does not need to be stable in terms of oscillation in terms of oscillation theory. Therefore, it is possible to use a low-cost one such as using the high-speed differential digital interface receiver described above. A comparator or the like may be used.
図５の回路であれば、ブリッジ平衡をより安定に保つために、第２抵抗素子にランプ抵抗を用いることがより好ましい。図１の回路であれば、第２コンデンサの容量を可変にすれば、ブリッジ平衡の点で好ましいが、回路の複雑化を招く恐れがあるため、その兼ね合いで定めればよい。 In the circuit of FIG. 5, it is more preferable to use a lamp resistor for the second resistance element in order to keep the bridge balance more stable. In the case of the circuit of FIG. 1, it is preferable in terms of bridge equilibrium if the capacitance of the second capacitor is made variable, but there is a risk of complicating the circuit.
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
１００・・・物理／化学量測定装置
１・・・発振回路
Ｃ１・・・第１コンデンサ
Ｃ２・・・第２コンデンサ
Ａ１・・・差動増幅器
Ｒ１・・・第１抵抗素子
Ｒ２・・・第２抵抗素子
Ｒ３・・・抵抗素子（第３抵抗素子）
Ｘ１・・・水晶振動子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Physical / chemical quantity measuring device 1 ... Oscillator circuit C1 ... 1st capacitor C2 ... 2nd capacitor A1 ... Differential amplifier R1 ... 1st resistance element R2 ... 1st 2 resistance element R3... Resistance element (third resistance element)
X1 ... Crystal resonator
Claims (4)
前記発振回路が、
前記第１コンデンサ、第２コンデンサ、抵抗素子及び水晶振動子をこの順に環状に直列接続して環状回路を形成するとともに、
前記水晶振動子と抵抗素子との間の接続配線を回路コモンに接続し、
前記抵抗素子と第２コンデンサとの間の接続配線を差動増幅器の一方の入力端子に接続し、
前記水晶振動子と第１コンデンサとの間の接続配線を差動増幅器の他方の入力端子に接続し、
前記第１コンデンサと第２コンデンサとの間の接続配線を差動増幅器の出力端子に接続したものであることを特徴とする物理／化学量測定装置。 An oscillation circuit having a crystal resonator is provided, and the measurement is performed by utilizing the fact that the oscillation frequency of the oscillation circuit changes due to the influence of the measurement object included in the sample gas or the sample solution on the crystal resonator. Measuring the physical or chemical quantity of an object,
The oscillation circuit is
The first capacitor, the second capacitor, the resistance element, and the crystal resonator are connected in series in this order in a ring shape to form an annular circuit
Connect the connection wiring between the crystal resonator and the resistance element to the circuit common,
A connection line between the resistance element and the second capacitor is connected to one input terminal of the differential amplifier;
Connecting a connection wiring between the crystal resonator and the first capacitor to the other input terminal of the differential amplifier;
A physical / chemical quantity measuring apparatus, wherein a connection wiring between the first capacitor and the second capacitor is connected to an output terminal of a differential amplifier.
前記発振回路が、
前記第１抵抗素子、第２抵抗素子、第３抵抗素子及び水晶振動子をこの順に環状に直列接続して環状回路を形成するとともに、
前記水晶振動子と抵抗素子との間の接続配線を回路コモンに接続し、
前記第３抵抗素子と第２抵抗素子との間の接続配線を差動増幅器の一方の入力端子に接続し、
前記水晶振動子と第１抵抗素子との間の接続配線を差動増幅器の他方の入力端子に接続し、
前記第１抵抗素子と第２抵抗素子との間の接続配線を差動増幅器の出力端子に接続したものであることを特徴とする物理／化学量測定装置。 An oscillation circuit having a crystal resonator is provided, and the measurement is performed by utilizing the fact that the oscillation frequency of the oscillation circuit changes due to the influence of the measurement object included in the sample gas or the sample solution on the crystal resonator. Measuring the physical or chemical quantity of an object,
The oscillation circuit is
The first resistance element, the second resistance element, the third resistance element and the crystal resonator are connected in series in this order in a ring shape to form a ring circuit,
Connect the connection wiring between the crystal resonator and the resistance element to the circuit common,
A connection wiring between the third resistance element and the second resistance element is connected to one input terminal of the differential amplifier;
Connecting the connection wiring between the crystal resonator and the first resistance element to the other input terminal of the differential amplifier;
A physical / stoichiometric measurement apparatus characterized in that a connection wiring between the first resistance element and the second resistance element is connected to an output terminal of a differential amplifier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007337669A JP2009156798A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Physical/chemical quantity measuring device using crystal oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007337669A JP2009156798A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Physical/chemical quantity measuring device using crystal oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009156798A true JP2009156798A (en) | 2009-07-16 |
Family
ID=40960962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007337669A Pending JP2009156798A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Physical/chemical quantity measuring device using crystal oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009156798A (en) |
-
2007
- 2007-12-27 JP JP2007337669A patent/JP2009156798A/en active Pending
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