JPH0412464Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0412464Y2 JPH0412464Y2 JP7726583U JP7726583U JPH0412464Y2 JP H0412464 Y2 JPH0412464 Y2 JP H0412464Y2 JP 7726583 U JP7726583 U JP 7726583U JP 7726583 U JP7726583 U JP 7726583U JP H0412464 Y2 JPH0412464 Y2 JP H0412464Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch
- circuit
- sensor amplifier
- output
- inverting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、圧力等の被測定量に応じて変化する
可変コンデンサの容量を直流の電圧信号に変換す
る容量電圧変換回路に関するものである。
可変コンデンサの容量を直流の電圧信号に変換す
る容量電圧変換回路に関するものである。
一般に被測定量に応じて電極間の距離が変化す
る可変コンデンサの容量Cxは、電極間の基準間
隔ｄからの変位量χに対し、ｘ＝０のときの初期
容量をC0とする次式で与えられる。
る可変コンデンサの容量Cxは、電極間の基準間
隔ｄからの変位量χに対し、ｘ＝０のときの初期
容量をC0とする次式で与えられる。
Cx＝C0ｄ／ｄ＋ｘ ……(1)
このため従来は第１図に示すように、可変コン
デンサ１を演算増幅器からなるセンサアンプ２の
帰還回路に抵抗R1の抵抗３とともに並列に接続
し、センサアンプ２の入力に一定容量Csの固定コ
ンデンサ４を介して交流電源５より正弦波の交流
電圧e1（周波数、振幅Ep-p）を加え、帰還回路
の時定数CxR1を交流電源５の電源周期１／ｆよ
り充分に大きく選び、センサアンプ２の出力e2を
整流回路６で整流して、固定コンデンサ４の容量
Csと可変コンデンサ１の容量Cxとの比Cs／Cxす
なわち変位量ｘに対応した直流電圧E0を得てい
る。ところで直流電圧E0には、信号成分（Cs／
Cx）Ｅの他に、センサアンプ２にバイアス電流iB
を流すための抵抗３による電圧降下ibR1が含まれ
ている。したがつてセンサアンプ２の特性変化に
よりバイアス電流iBが変化するとその影響を受け
る。
デンサ１を演算増幅器からなるセンサアンプ２の
帰還回路に抵抗R1の抵抗３とともに並列に接続
し、センサアンプ２の入力に一定容量Csの固定コ
ンデンサ４を介して交流電源５より正弦波の交流
電圧e1（周波数、振幅Ep-p）を加え、帰還回路
の時定数CxR1を交流電源５の電源周期１／ｆよ
り充分に大きく選び、センサアンプ２の出力e2を
整流回路６で整流して、固定コンデンサ４の容量
Csと可変コンデンサ１の容量Cxとの比Cs／Cxす
なわち変位量ｘに対応した直流電圧E0を得てい
る。ところで直流電圧E0には、信号成分（Cs／
Cx）Ｅの他に、センサアンプ２にバイアス電流iB
を流すための抵抗３による電圧降下ibR1が含まれ
ている。したがつてセンサアンプ２の特性変化に
よりバイアス電流iBが変化するとその影響を受け
る。
本考案は、帰還回路に可変コンデンサと抵抗が
接続され、入力回路に固定コンデンサが接続され
たセンサアンプに、直流の基準電圧源からの一定
電圧をスイツチでオンオフして加え、センサアン
プの出力を前記スイツチと同期して反転と被反転
とを交互に切換えて増幅した後平均化することに
よつて、センサアンプの特性変化の影響を受けな
い容量電圧変換回路を実現したものである。
接続され、入力回路に固定コンデンサが接続され
たセンサアンプに、直流の基準電圧源からの一定
電圧をスイツチでオンオフして加え、センサアン
プの出力を前記スイツチと同期して反転と被反転
とを交互に切換えて増幅した後平均化することに
よつて、センサアンプの特性変化の影響を受けな
い容量電圧変換回路を実現したものである。
第２図は本考案変換回路の一実施例を示す接続
図である。第２図において第１図の従来例と異る
ところは、直流の基準電圧源７からの一定電圧Es
をスイツチ８でオンオフしてセンサアンプ２の入
力回路に加えるとともに、反転／非反転切換形ア
ンプ９でセンサアンプ２の出力E2を前記スイツ
チ８と同期して反転と非反転とに交互に切換えて
増幅した後平均値回路１０で平均して直流の出力
電圧E0を得るようにした点である。反転／非反
転切換形アンプ９は、演算増幅器９１と、演算増
幅器９１の非反転入力端子（＋）とコモン間に接
続されたスイツチ９２と、センサアンプ２の出力
端と演算増幅器９１の反転入力端子（−）間に接
続された抵抗９３と、センサアンプ２の出力端と
演算増幅器９１の非反転入力端子（＋）間に接続
された抵抗９４および、演算増幅器９１の出力端
子と反転入力端子（−）間に接続された帰還抵抗
９５からなつている。なお抵抗９３，９４，９５
の抵抗値は等しく選ばれている。スイツチ９２は
スイツチ８とともに発振器１１からの出力パルス
Ｐで駆動され、アンプ９を反転と非反転とに交互
に切換える。すなわちスイツチ９２がａ側に接続
されると演算増幅器９１の非反転入力端子（＋）
がコモンに接続されるため、センサアンプ２の出
力E2が抵抗９３を介して演算増幅器９１の反転
入力端子（−）に加わり、E2をゲイン１で反転
増幅し、スイツチ９２がｂ側に接続されると演算
増幅器９１の非反転入力端子（＋）がコモンから
切離されるため、センサアンプ２の出力E2が抵
抗９４を介して演算増幅器９１の非反転入力端子
（＋）に加わるようになり、E2をゲイン１で非反
転増幅する。
図である。第２図において第１図の従来例と異る
ところは、直流の基準電圧源７からの一定電圧Es
をスイツチ８でオンオフしてセンサアンプ２の入
力回路に加えるとともに、反転／非反転切換形ア
ンプ９でセンサアンプ２の出力E2を前記スイツ
チ８と同期して反転と非反転とに交互に切換えて
増幅した後平均値回路１０で平均して直流の出力
電圧E0を得るようにした点である。反転／非反
転切換形アンプ９は、演算増幅器９１と、演算増
幅器９１の非反転入力端子（＋）とコモン間に接
続されたスイツチ９２と、センサアンプ２の出力
端と演算増幅器９１の反転入力端子（−）間に接
続された抵抗９３と、センサアンプ２の出力端と
演算増幅器９１の非反転入力端子（＋）間に接続
された抵抗９４および、演算増幅器９１の出力端
子と反転入力端子（−）間に接続された帰還抵抗
９５からなつている。なお抵抗９３，９４，９５
の抵抗値は等しく選ばれている。スイツチ９２は
スイツチ８とともに発振器１１からの出力パルス
Ｐで駆動され、アンプ９を反転と非反転とに交互
に切換える。すなわちスイツチ９２がａ側に接続
されると演算増幅器９１の非反転入力端子（＋）
がコモンに接続されるため、センサアンプ２の出
力E2が抵抗９３を介して演算増幅器９１の反転
入力端子（−）に加わり、E2をゲイン１で反転
増幅し、スイツチ９２がｂ側に接続されると演算
増幅器９１の非反転入力端子（＋）がコモンから
切離されるため、センサアンプ２の出力E2が抵
抗９４を介して演算増幅器９１の非反転入力端子
（＋）に加わるようになり、E2をゲイン１で非反
転増幅する。
このように構成した本考案変換回路の動作を第
３図の波形図を参照して以下に説明する。まず発
振器１１から第３図イに示す如き周波数ｆなるパ
ルスＰでスイツチ８を切換えると、第３図ロに示
すように周波数がｆで、振幅がEs／２なる矩形波電 圧E1が固定コンデンサ４を介してセンサアンプ
２の入力に加えられ、センサアンプ２の出力端に
は第３図ハに示す波形の出力電圧E2が生ずる。
この出力電圧E2には信号成分Cs／CxＥの他に、セン サアンプ２にバイアス電流iBを流すために可変コ
ンデンサ１に並列に接続された抵抗３の電圧降下
iBR1が重畳されている。その結果スイツチ８がａ
側の時の出力電圧E2の値E21は、 E21＝−Cs／Cx・Es／２−iBR1 ……(2) となり、スイツチ８がｂ側のときの出力電圧E2
の値E22は、 E22＝Cs／Cx・Es／２−iBR1 ……(3) となる。このセンサアンプ２の出力電圧E2が反
転／非反転切換形アンプ９に加えられる。アンプ
９においては、スイツチ９２が発振器１１の出力
パルスＰで駆動され、ａ側とｂ側とに交互に切換
えられるので、演算増幅器９１の出力端には第３
図ニの実線に示す如き振幅E31とE32を交互に繰り
返す波形の電圧E3が生ずる。この電圧E3の振幅
E31，E32は次式で与えられる。
３図の波形図を参照して以下に説明する。まず発
振器１１から第３図イに示す如き周波数ｆなるパ
ルスＰでスイツチ８を切換えると、第３図ロに示
すように周波数がｆで、振幅がEs／２なる矩形波電 圧E1が固定コンデンサ４を介してセンサアンプ
２の入力に加えられ、センサアンプ２の出力端に
は第３図ハに示す波形の出力電圧E2が生ずる。
この出力電圧E2には信号成分Cs／CxＥの他に、セン サアンプ２にバイアス電流iBを流すために可変コ
ンデンサ１に並列に接続された抵抗３の電圧降下
iBR1が重畳されている。その結果スイツチ８がａ
側の時の出力電圧E2の値E21は、 E21＝−Cs／Cx・Es／２−iBR1 ……(2) となり、スイツチ８がｂ側のときの出力電圧E2
の値E22は、 E22＝Cs／Cx・Es／２−iBR1 ……(3) となる。このセンサアンプ２の出力電圧E2が反
転／非反転切換形アンプ９に加えられる。アンプ
９においては、スイツチ９２が発振器１１の出力
パルスＰで駆動され、ａ側とｂ側とに交互に切換
えられるので、演算増幅器９１の出力端には第３
図ニの実線に示す如き振幅E31とE32を交互に繰り
返す波形の電圧E3が生ずる。この電圧E3の振幅
E31，E32は次式で与えられる。
E31＝Cs／Cx・Es／２＋iBR1 ……(4)
E32＝Cs／Cx・Es／２−iBR1 ……(5)
よつて、平均値回路１０で演算増幅器９１の出力
E3を平均すると、第２図ニの点線に示すように
なり、平均値回路１０の出力電圧E0は、 E0＝E31＋E32／２＝１／２・Cs／CxEs ……(6) となり、バイアス電流iBの項が除去され、センサ
アンプ２の特性変化の影響を受けない。
E3を平均すると、第２図ニの点線に示すように
なり、平均値回路１０の出力電圧E0は、 E0＝E31＋E32／２＝１／２・Cs／CxEs ……(6) となり、バイアス電流iBの項が除去され、センサ
アンプ２の特性変化の影響を受けない。
なお、抵抗３はセンサアンプ２にバイアス電流
iBを与えるためのものであるので、第４図に示す
ようにセンサアンプ２の出力E2をローパスフイ
ルタ１２を介して抵抗３に与え、交流分の帰還を
少なくしてもよい。この場合抵抗３の抵抗値R1
は第２図の実施例に比してローパスフイルタ１２
のゲインＧ（ｆ）の値だけ小さくできる。また反
転／比反転切換形アンプ９としては第４図に示す
ように、演算増幅器９１の非反転入力端子（＋）
を抵抗９６でコモンに接続し、スイツチ９２でセ
ンサアンプ２の出力E2を演算増幅器９１の反転
入力端子（−）と非反転入力端子（＋）に交互に
加えるようにしてもよい。この場合抵抗９５，９
６に図示の如くそれぞれコンデンサ９７，９８を
並列に接続することにより、演算増幅器９１の出
力端に平均値を得ることができる。
iBを与えるためのものであるので、第４図に示す
ようにセンサアンプ２の出力E2をローパスフイ
ルタ１２を介して抵抗３に与え、交流分の帰還を
少なくしてもよい。この場合抵抗３の抵抗値R1
は第２図の実施例に比してローパスフイルタ１２
のゲインＧ（ｆ）の値だけ小さくできる。また反
転／比反転切換形アンプ９としては第４図に示す
ように、演算増幅器９１の非反転入力端子（＋）
を抵抗９６でコモンに接続し、スイツチ９２でセ
ンサアンプ２の出力E2を演算増幅器９１の反転
入力端子（−）と非反転入力端子（＋）に交互に
加えるようにしてもよい。この場合抵抗９５，９
６に図示の如くそれぞれコンデンサ９７，９８を
並列に接続することにより、演算増幅器９１の出
力端に平均値を得ることができる。
以上説明したように本考案においては、センサ
アンプの特性変化の影響を受けない容量電圧変換
回路が得られる。
アンプの特性変化の影響を受けない容量電圧変換
回路が得られる。
第１図は従来回路の一例を示す接続図、第２図
は本考案回路の一実施例を示す接続図、第３図は
その動作説明のための波形図、第４図は本考案回
路の他の実施例を示す接続図である。 １……可変コンデンサ、２……センサアンプ、
３……抵抗、４……固定コンデンサ、７……直流
の基準電圧源、８……スイツチ、９……反転／非
反転切換形アンプ、１０……平均値回路、１１…
…発振器、１２……ローパスフイルタ。
は本考案回路の一実施例を示す接続図、第３図は
その動作説明のための波形図、第４図は本考案回
路の他の実施例を示す接続図である。 １……可変コンデンサ、２……センサアンプ、
３……抵抗、４……固定コンデンサ、７……直流
の基準電圧源、８……スイツチ、９……反転／非
反転切換形アンプ、１０……平均値回路、１１…
…発振器、１２……ローパスフイルタ。
Claims (1)
- 被測定量に応じて容量が変化する可変コンデン
サと、この可変コンデンサおよび抵抗が帰還回路
に接続され、一定容量の固定コンデンサが入力回
路に接続されたセンサアンプと、このセンサアン
プの入力に直流の基準電圧源からの一定電圧をオ
ンオフして加えるためのスイツチと、前記センサ
アンプの出力を前記スイツチと同期して反転と非
反転とに交互に切換えて増幅した後平均化する回
路とを具えた容量電圧変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7726583U JPS59183609U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 容量電圧変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7726583U JPS59183609U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 容量電圧変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183609U JPS59183609U (ja) | 1984-12-06 |
| JPH0412464Y2 true JPH0412464Y2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=30207297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7726583U Granted JPS59183609U (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 容量電圧変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183609U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012037439A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 静電容量検出回路 |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP7726583U patent/JPS59183609U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59183609U (ja) | 1984-12-06 |
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