电压测定装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电压测定装置。
【背景技术】
[0002]已有一种电压测定装置的提案，其具备检测电极、第一?第四可变电容元件以及电压生成电路。该电压测定装置中，检测电极与测定对象电容耦合。对各可变电容元件的电容量进行调整，使得第一可变电容元件与第三可变电容元件各自阻抗的积和第二可变电容元件与第四可变电容元件各自阻抗的积相同。电压生成电路生成电压，使得从检测电极经过第二可变电容元件和第四可变电容元件的接合点、流至接地点的电流为O。该电压被作为测定对象的电压。根据该电压测定装置，对测定对象能以非接触式进行电压测定(例如参照专利文献I)。
现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1:日本专利第4607752号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]然而，该电压测定装置中，电流最终为O之前，与检测电极连接的电路的输入阻抗是有限的。因此，无法测定直流电压。
[0005]本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能以非接触方式对测定对象测定直流电压的电压测定装置。
解决技术问题所采用的技术方案
[0006]本发明涉及的电压测定装置，包括:电介质，该电介质以与测定对象的导体相对的方式而设置；电极，该电极设置在所述电介质上；电容器，该电容器在与所述电极连接时保持与所述电极的电位一比一相关的电位；以及开关，该开关以使所述电极和所述电容器连接的方式被设置，以在切断所述电极和所述电容器的连接时，使所述电容器的两端电压输出的方式被设置。
发明效果
[0007]根据本发明，能以非接触式对测定对象测定直流电压。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的实施方式I中电压测定装置的电路图。
图2是本发明的实施方式I中电压测定装置的电压测定电路的图。
图3是本发明的实施方式I中包含电压测定装置的等效电路的图。
图4是本发明的实施方式2中电压测定装置的电路图。
图5是本发明的实施方式4中电压测定装置的电路图。 图6是本发明的实施方式5中电压测定装置的电路图。
图7是本发明的实施方式7中电压测定装置的电路图。
【具体实施方式】
[0009]根据附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。另外，各图中，对相同或相当的部分标注相同的符号，其重复的说明适当简化或省略。
[0010]实施方式1.图1是本发明的实施方式I中电压测定装置的电路图。
[0011]图1中，测定对象的导体I是控制电子装置的电子控制装置等的布线。例如，导体I为电子控制装置的控制电源线、控制信号线、地线等。
[0012]如图1所示，电压测定装置包括:电介质2、电极3、电容器4、开关5、开关6、信号公共线7、以及电压测定电路8。
[0013]电介质2以与导体I相对的方式设置。电极3与电介质2连接。电极3由于和导体I之间隔着电介质2因此与导体I不接触。电容器4具有静电电容Ca。开关5的前端侧的一边与电极3连接。开关5的后端侧与电容器4的前端侧连接。开关6的前端侧与电容器4的后端侧连接。信号公共线7与开关6的后端侧的一边连接。电压测定电路8包括差分放大器等。电压测定电路8的前端侧的一边与开关5的前端侧的另一边连接。电压测定电路8的前端侧的另一边与开关6的后端侧的另一边连接。
[0014]导体I保持电位V时，导体1、电介质2和电极3作为电容器9发挥作用。电容器9具有静电电容C。电压测定装置中，开关5的前端倒向电极3侧。与此同时，开关6的后端倒向信号公共线7侧。这时，导体I的电位V利用形成在电容器9和信号公共线7之间的电路被分压。
[0015]例如，如图1所示，电路仅由串联的电容器4、9形成的情况下，电容器4、9的电位以静电电容C和静电电容Ca的比被分压。S卩，电容器4、9的电位与导体I的电位V保持一比一相关性。
[0016]电容器4将分压的一部分保持为电位Va时，开关5的前端倒向电压测定电路8侧。与此同时，开关6的后端倒向电压测定电路8侧。这时，电容器4朝向电压测定电路8放出电荷。电压测定电路8基于该电荷测定电位Va。电压测定电路8基于电位Va计算导体I的电位V。
[0017]这时，电位Va的变化根据电压测定电路8的时间常数Ca*的输入阻抗来确定。例如图1所示，在电压测定电路8利用差分放大器的情况下，输入阻抗升高。该情况下，电位Va的变化减小。
[0018]接着，利用图2，对电压测定电路8的例子进行说明。
图2是本发明的实施方式I中电压测定装置的电压测定电路的图。
[0019]如图2所示，电压测定电路8包括:差分放大器8a、开关Sb、保持电容器Sc、以及缓冲放大器8d。
[0020]差分放大器8a的前端侧的一边与开关5的前端侧的另一边连接。差分放大器8a的前端侧的另一边与开关6的后端侧的另一边连接。开关Sb的前端侧与差分放大器8a的后端侧连接。保持电容器Sc的前端侧与开关Sb的后端侧连接。保持电容器Sc的后端侧与电压测定电路8的公共线连接。缓冲放大器Sd的前端侧与开关Sb的后端侧连接。
[0021]电压测定电路8中，开关5的前端和开关6的后端同时倒向电压测定电路8之后，开关8b被关闭。这时，缓冲放大器8d输出差分放大器8a的后端的电位Va。这时，保持电容器8c保持差分放大器8a的后端的电位Va。之后，开关8b被打开。这时，缓冲放大器8d输出保持在保持电容器8c的电位Va。S卩，缓冲放大器8d的输出不会不确定。在此期间，开关5的前端与电极3侧连接。与此同时，开关6的后端倒向信号公共线7侦U。
[0022]接着，采用图3，对静电电容Ca和测定对象整体的等效电路进行说明。
图3是本发明的实施方式I中包含电压测定装置的等效电路的图。
[0023]图3中，R’是测定对象10的电路的阻抗。C’是电容器4和电容器9合成而成的电容器11的静电电容。r是线路电阻12的阻抗。V是具有电压调节器的DC电源、输出数字信号的逻辑元件等、电压产生源的输出电位。
[0024]从交流的输出电位V观察时，阻抗Z为r+R’ / (1+j ω R’ C’)。S卩，输出电位V受到来自测定对象10的电路负载和电容器11的影响。
[0025]电压测定装置中，开关5的前端倒向电极3侧。与此同时，开关6的后端与信号公共线7侧连接。该状态持续时间tl。在此期间，电容器4和电容器9储存电荷。之后，开关5的前端倒向电压测定电路8侧。与此同时，开关6的后端倒向电压测定电路8侧。该状态持续时间t2。在此期间，电压测定电路8测定输出电位Va。
[0026]电荷的储存和输出电位Va的测定之间的间隔被设定为时间t3。S卩，在时间t3期间，开关5的前端和开关6的后端持续开放时间t3。
[0027]电压测定装置中，时间tl和时间t2被设定为充分短于时间t3。因此，输出电位Va在微观上作为直流处理。S卩，输出电位Va的变化小。
[0028]例如，测定对象信号为数1MHz的高频噪音信号的情况下，使时间t3为十几ns以上，时间tl和时间t2为数ns以下即可。该情况下，若静电电容C’为数pF水平，则电压测定装置具有充分的测定性能。
[0029]根据以上说明的实施方式1，电容器4保持电位Va，该电位Va与导体I的电位V一比一相关。切断电容器4和电容器9的连接之后，测定电容器4的电位Va。这时，可以不考虑测定电路的阻抗。因此，能以非接触方式进行不依赖于频率的电压测定。即，能以非接触方式对导体I