JPH08271556A - Capacitive sensor - Google Patents

Capacitive sensor

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Publication number
JPH08271556A
JPH08271556A JP7072091A JP7209195A JPH08271556A JP H08271556 A JPH08271556 A JP H08271556A JP 7072091 A JP7072091 A JP 7072091A JP 7209195 A JP7209195 A JP 7209195A JP H08271556 A JPH08271556 A JP H08271556A
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JP
Japan
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capacitance
output
comparator
change
logical operation
Prior art date
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Pending
Application number
JP7072091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Yatabe
利彰 矢田部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
A & T Kk
Original Assignee
A & T Kk
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Filing date
Publication date
Application filed by A & T Kk filed Critical A & T Kk
Priority to JP7072091A priority Critical patent/JPH08271556A/en
Publication of JPH08271556A publication Critical patent/JPH08271556A/en
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

PURPOSE: To determine surely that a terminal to be measured has touched a liquid level by determining the variation rate of capacitance being applied to a measuring terminal to be detected from a capacitance detector using a differentiation circuit and then making a decision based on the determination results from the differentiation circuit using a comparator. CONSTITUTION: When a stray capacity 114 (Cp) of a probe 121 is detected, the probe 323 is floated electrically and the voltage being fed to a two-input exclusive OR gate 115 has a waveform integrated through a resistor 112 (R) and the stray capacity 114 (Cp). An integration circuit 116 integrates the output waveform having pulse width corresponding to the phase difference between two inputs obtained from the gate 115 through exclusive OR operation and transforms the phase difference into a voltage value. Subsequently, a variable gain amplifier 102 amplifies the output from the circuit 116 with a gain being set variably and programmably and the integrated voltage waveform is differentiated by a differentiation circuit 103. Finally, a comparator 104 decides whether the differentiated voltage exceeds a predetermined reference voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は静電容量式センサに係
り,特に,液体の液面または物品の表面に対して被測定
端子を近づけていく際に,当該静電容量式センサが設置
される装置の構造に関わらず,また操作者の人体や手等
の影響を受けることなく,被測定端子にかかる静電容量
の変化から測定すべき対象を確実に認識し得る静電容量
式センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance type sensor, and more particularly, to a capacitance type sensor which is installed when a terminal to be measured is brought close to a liquid surface of a liquid or a surface of an article. The present invention relates to a capacitance type sensor capable of surely recognizing an object to be measured from a change in capacitance applied to a terminal to be measured, regardless of the structure of a device to be used and without being affected by an operator's human body or hand. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,臨床分野では,人体の血清,尿等
を測定対象(以下,検体という)として,各種試薬と反
応させて反応状態を分析し,各種項目の測定を行って診
断に供する自動分析装置が知られている。この自動分析
装置には,例えば,バイオセンサ,イオンセンサ,吸光
度測定センサ等が備えられ,各種項目を測定する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the clinical field, human blood serum, urine, etc. have been used as a measurement target (hereinafter referred to as a sample), reacted with various reagents to analyze the reaction state, and various items have been measured for diagnostic use. Automatic analyzers are known. This automatic analyzer is equipped with, for example, a biosensor, an ion sensor, an absorbance measuring sensor, etc., and measures various items.

【0003】このような自動分析装置において,測定操
作を自動化するために不可欠の技術が種々あるが,その
1つに,プローブ(吸い込み針)を検体の入った試験管
に挿入するに当たり,検体の液面を検出して,プローブ
が移動し過ぎて試験管や装置に損傷を与えることなく,
またプローブ先端の汚れによるキャリーオーバを防止す
るために,プローブを試験管内で液面から一定位置に設
定する技術がある。この際,プローブが液面に触れたこ
との検出は,液面センサによって行われている。
In such an automatic analyzer, there are various techniques indispensable for automating the measurement operation. One of them is to insert a probe (suction needle) into a test tube containing a sample. Detecting the liquid level, without moving the probe too much and damaging the test tube or equipment,
In addition, there is a technique to set the probe at a fixed position in the test tube from the liquid level in order to prevent carryover due to dirt on the probe tip. At this time, the detection of the probe touching the liquid surface is performed by the liquid surface sensor.

【0004】従来,自動分析装置においては,液面セン
サとして,例えば2本のプローブを備えた液面センサが
知られている。この2本プローブ式液面センサは,2本
プローブ間に流れる微小電流を検出して,該プローブが
液面に到達したことを認識するものである。しかしなが
ら,この液面センサは,2本のプローブを必要とするこ
とから,試験管の径によっては該プローブを挿入できな
い試験管もあり,そのような小さな径の試験管には適用
できないという問題があった。
Conventionally, a liquid level sensor having, for example, two probes is known as a liquid level sensor in an automatic analyzer. The two-probe liquid level sensor detects a minute current flowing between the two probes and recognizes that the probe has reached the liquid level. However, since this liquid level sensor requires two probes, some test tubes cannot be inserted depending on the diameter of the test tube, and there is a problem that it cannot be applied to a test tube having such a small diameter. there were.

【0005】特に,自動分析装置内部では,試験管内の
検体を再分配して分析するため扱う検体の量が少なく,
また装置の小型化の要請等から,より小さな径の試験管
が採用されることが多く,このような自動分析装置で
は,外部の2本プローブ方式の液面センサとは別に,内
部では1本プローブ方式の液面センサを必要とし,設計
及び装置のコストが増大するという問題が生じていた。
Especially, in the automatic analyzer, the amount of the sample to be handled is small because the sample in the test tube is redistributed and analyzed.
In addition, test tubes with smaller diameters are often used due to demands for downsizing of the device. In such an automatic analyzer, in addition to the external two-probe liquid level sensor, one internal A probe type liquid level sensor is required, and there is a problem that the cost of the design and the device increases.

【0006】また,上記1本プローブ方式の液面センサ
としては,例えば静電容量式液面センサ等が使用されて
いる。この静電容量式液面センサにおける液面の検出原
理は,プローブの先端にかかる静電容量を検出する容量
検出部を設けて,検出される静電容量の変化を認識する
ものである。即ち,空中より検体の液面に液面センサの
容量検出部(金属プローブ等の先端)が触れるときに,
液体の持つ浮遊容量によって検出される静電容量が大き
く変化するのを捉えて,プローブが液面に触れたことを
認識するものである。
As the liquid level sensor of the one-probe type, for example, a capacitance type liquid level sensor or the like is used. The principle of liquid level detection in this capacitance type liquid level sensor is to recognize a change in the detected capacitance by providing a capacitance detection unit for detecting the capacitance applied to the tip of the probe. That is, when the liquid level sensor's capacitance detector (the tip of a metal probe, etc.) touches the liquid level of the sample from the air,
It recognizes that the capacitance detected by the stray capacitance of the liquid changes significantly and recognizes that the probe has touched the liquid surface.

【0007】しかしながら,この静電容量式センサで
は,当該センサが設置される自動分析装置によっては,
静電容量式液面センサのプローブが移動する経路の周囲
に,金属で構成される物体(例えば,蓋や壁等)が設け
られている構造のものもあり,このような場合には,該
金属物体により誤認識していた。
However, in this capacitance type sensor, depending on the automatic analyzer in which the sensor is installed,
There is also a structure in which an object made of metal (for example, a lid or a wall) is provided around the path along which the probe of the capacitance type liquid level sensor moves. It was misrecognized by a metal object.

【0008】また,自動分析装置が上記のように蓋や壁
等の金属物体を備えた構造となっていなくても,特に,
自動分析装置の外側に設置されている試験管に対して適
用される静電容量式センサでは,操作者の人体や手等の
影響も受けやすく,誤認識してしまうこともあった。
Even if the automatic analyzer does not have a structure including a metal object such as a lid or a wall as described above,
The capacitance type sensor applied to the test tube installed outside the automatic analyzer is easily affected by the human body or hand of the operator, and may be erroneously recognized.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように,従来の
2本プローブ式液面センサでは,試験管の径によっては
該プローブを挿入できない試験管もあり,そのような小
さな径の試験管には適用できず,特に,自動分析装置内
部では,より小さな径の試験管が採用されることが多
く,このような自動分析装置では,外部の2本プローブ
方式の液面センサとは別に,内部では1本プローブ方式
の液面センサを必要とし,装置構造が複雑になり装置コ
ストが増大するという問題があった。
As described above, in the conventional two-probe liquid level sensor, there is a test tube in which the probe cannot be inserted depending on the diameter of the test tube. In particular, a test tube with a smaller diameter is often used inside the automatic analyzer. In such an automatic analyzer, in addition to the external two-probe liquid level sensor, However, there is a problem that a liquid level sensor of one probe type is required, the structure of the device becomes complicated, and the cost of the device increases.

【0010】また,従来の静電容量式センサでは,当該
静電容量式センサが設置される自動分析装置において,
静電容量式液面センサのプローブが移動する経路の周囲
に,金属物体を備えた構造のものについては,該金属物
体により誤認識してしまう等の問題点があった。
Further, in the conventional capacitance type sensor, in the automatic analyzer in which the capacitance type sensor is installed,
There is a problem in that the capacitance type liquid level sensor has a structure in which a metal object is provided around the path along which the probe moves, and is erroneously recognized by the metal object.

【0011】更に,自動分析装置が上記構造を備えてい
なくても,特に自動分析装置の外側に設けられている試
験管に対する静電容量式センサでは,操作者の人体や手
等の影響を受けやすく,誤認識してしまうといった問題
点もあった。
Further, even if the automatic analyzer does not have the above-mentioned structure, in particular, in the case of the capacitance type sensor for the test tube provided outside the automatic analyzer, it is affected by the human body or hand of the operator. It was easy and there was a problem that it was erroneously recognized.

【0012】本発明は,上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって,液体の液面または物品の表面に対し
て被測定端子を近づけていく際に,当該静電容量式セン
サが設置される装置の構造に関わらず,また操作者の人
体や手等の影響を受けることなく,被測定端子にかかる
静電容量の変化から,被測定端子が液面または表面に触
れたことを確実に認識し得る静電容量式センサを提供す
ることを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and when the measured terminal is brought close to the liquid surface of the liquid or the surface of the article, the electrostatic capacitance type sensor Regardless of the structure of the device to be installed and without being affected by the human body or hand of the operator, it is possible to confirm that the measured terminal has touched the liquid surface or surface from the change in the capacitance applied to the measured terminal. It is an object of the present invention to provide a capacitance type sensor that can be surely recognized.

【0013】また,本発明の他の目的は,当該静電容量
式センサが設置される装置構造による影響が少なく測定
すべき対象を確実に認識でき,従って,適用される装置
の設計自由度或いはシステムの組み合わせ自由度を高め
ることの可能な静電容量式センサを提供することであ
る。
Another object of the present invention is to reduce the influence of the device structure in which the electrostatic capacitance type sensor is installed and to reliably recognize the object to be measured, and therefore, the design flexibility of the applied device or An object of the present invention is to provide a capacitive sensor capable of increasing the degree of freedom in combination of systems.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,本発明の請求項1に係る静電容量式センサは,被測
定端子にかかる静電容量の変化を検出する容量検出手段
と,前記容量検出手段により検出される静電容量の変化
速度を識別する変化速度識別手段と,液体の液面または
物品の表面に対して前記被測定端子を近づけていく際
に,前記変化速度識別手段の識別結果に基づいて,前記
被測定端子が前記液面または前記表面に触れたことを判
定する判定手段とを備えたものである。
In order to solve the above problems, an electrostatic capacitance type sensor according to claim 1 of the present invention comprises a capacitance detecting means for detecting a change in electrostatic capacitance applied to a terminal to be measured, A changing speed identifying means for identifying the changing speed of the electrostatic capacitance detected by the capacitance detecting means, and the changing speed identifying means for bringing the measured terminal close to the liquid surface of the liquid or the surface of the article. The determination means determines whether the measured terminal has touched the liquid surface or the surface based on the identification result.

【0015】また,請求項2に係る静電容量式センサ
は,請求項1記載の静電容量式センサにおいて,前記静
電容量式センサは,前記容量検出手段の出力を可変設定
可能な利得で増幅する可変利得増幅器を備えたものであ
る。
The capacitance type sensor according to a second aspect is the capacitance type sensor according to the first aspect, wherein the capacitance type sensor has a gain with which the output of the capacitance detecting means can be variably set. It is equipped with a variable gain amplifier for amplification.

【0016】また,請求項3に係る静電容量式センサ
は,請求項1または2記載の静電容量式センサにおい
て,前記判定手段は,液体の液面または物品の表面に対
して前記被測定端子を近づけていく際に,前記変化速度
識別手段の識別結果及び前記容量検出手段または前記可
変利得増幅器の出力に基づいて,前記被測定端子が前記
液面または前記表面に触れたことを判定するものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the capacitance type sensor according to the first or second aspect, wherein the determining means is the liquid surface of the liquid or the surface of the article to be measured. When the terminals are brought close to each other, it is determined that the measured terminal has touched the liquid surface or the surface based on the identification result of the changing speed identification means and the output of the capacitance detection means or the variable gain amplifier. It is a thing.

【0017】また,請求項4に係る静電容量式センサ
は,請求項1,2または3記載の静電容量式センサにお
いて,前記容量検出手段は,一定周波数の矩形波を発振
する発振器と,ヒステリシス特性を備えた第1論理演算
回路と,前記発振器の出力端と前記第1論理演算回路の
一の入力及び他の入力との間にそれぞれ直列に接続さ
れ,相互に同一特性を備える第1及び第2の抵抗と,前
記第1論理演算回路の出力を積分する積分回路と,前記
第1論理演算回路の一または他の入力に接続される被測
定端子とを備え,前記変化速度識別手段は,微分回路を
備えたものである。
The capacitance type sensor according to a fourth aspect is the capacitance type sensor according to the first, second or third aspect, wherein the capacitance detecting means is an oscillator that oscillates a rectangular wave of a constant frequency, A first logic operation circuit having a hysteresis characteristic, and a first logic operation circuit which is connected in series between an output end of the oscillator and one input and another input of the first logic operation circuit, and has the same characteristic as each other. And a second resistor, an integrating circuit that integrates the output of the first logical operation circuit, and a terminal to be measured that is connected to one or another input of the first logical operation circuit. Is equipped with a differentiating circuit.

【0018】また,請求項5に係る静電容量式センサ
は,請求項4記載の静電容量式センサにおいて,前記判
定手段は,前記変化速度識別手段の出力と第1リファレ
ンス電圧とを比較する第1比較器を備えたものである。
The capacitance type sensor according to a fifth aspect is the capacitance type sensor according to the fourth aspect, wherein the determination means compares the output of the change speed identification means with a first reference voltage. It is provided with a first comparator.

【0019】更に,請求項6に係る静電容量式センサ
は,請求項4記載の静電容量式センサにおいて,前記判
定手段は,前記変化速度識別手段の出力と第1リファレ
ンス電圧とを比較する第1比較器と,前記容量検出手段
または前記可変利得増幅器の出力と第2リファレンス電
圧とを比較する第2比較器と,前記第1比較器の出力と
前記第2比較器の出力との論理演算を行う第2論理演算
回路とを備えたものである。
Further, the capacitance type sensor according to a sixth aspect is the capacitance type sensor according to the fourth aspect, wherein the judging means compares the output of the changing speed identifying means with a first reference voltage. Logic of a first comparator, a second comparator for comparing the output of the capacitance detecting means or the variable gain amplifier with a second reference voltage, and an output of the first comparator and an output of the second comparator And a second logical operation circuit for performing an operation.

【0020】[0020]

【作用】本発明の請求項1に係る静電容量式センサで
は,変化速度識別手段によって,容量検出手段により検
出される被測定端子にかかる静電容量の変化の速度を識
別し,判定手段により,液体の液面または物品の表面に
対して被測定端子を近づけていく際に,変化速度識別手
段の識別結果に基づいて,被測定端子が液面または表面
に触れたことを判定するようにしている。
In the capacitance type sensor according to the first aspect of the present invention, the rate of change of the capacitance applied to the measured terminal detected by the capacitance detection means is identified by the change rate identification means, and the determination means is provided. When the terminal to be measured is brought close to the liquid surface of the liquid or the surface of the article, it is determined whether the terminal to be measured touches the liquid surface or the surface based on the identification result of the changing speed identification means. ing.

【0021】静電容量式センサが設置される装置の構
造,例えば,被測定端子が移動する経路の周囲に構成さ
れる金属物体(例えば,蓋や壁等)による静電容量の変
化や,装置の操作者の人体や手等による静電容量の変化
は,被測定端子の移動速度に依存したり,人の動作速度
に依存するもので,一般的になだらかな変化であり,一
方,被測定端子が液面または表面に接触した際の静電容
量の変化は急峻である。従って,該静電容量の変化速度
について,静電容量の変化が周囲に構成される金属物体
等によるものであるか,或いは被測定端子の液面または
表面への接触等によるものであるか等,判定の基準とな
るものを判定手段に予め備えて構成すれば,該判定手段
によって何れの要因で静電容量が変化したかを判定する
ことができる。
The structure of the device in which the capacitance type sensor is installed, for example, the change in capacitance due to a metal object (eg, lid or wall) formed around the path along which the terminal to be measured moves, and the device. The change in the capacitance due to the human body or hand of the operator depends on the moving speed of the terminal to be measured or the operating speed of the person, and is generally a gentle change. The change in capacitance when the terminal comes into contact with the liquid surface or surface is sharp. Therefore, regarding the rate of change of the capacitance, whether the change in the capacitance is due to a metal object or the like formed around it, or due to contact with the liquid surface or the surface of the measured terminal, etc. If the determination means is provided with a reference for determination in advance, it is possible to determine by which factor the capacitance has changed.

【0022】これにより,液体の液面または物品の表面
に対して被測定端子を近づけていく際に,当該静電容量
式センサが設置される装置の構造,また操作者の人体や
手等の影響を受けることなく,被測定端子にかかる静電
容量の変化から,被測定端子が液面または表面に触れた
ことを確実に認識することができる。
As a result, when the terminal to be measured is brought closer to the liquid surface of the liquid or the surface of the article, the structure of the device in which the capacitance type sensor is installed, and the human body or hand of the operator, etc. Without being affected, it is possible to reliably recognize that the measured terminal has touched the liquid surface or the surface from the change in the capacitance applied to the measured terminal.

【0023】また,請求項2に係る静電容量式センサで
は,容量検出手段の出力を可変利得増幅器によって,例
えばプログラマブルに可変設定される利得で増幅して,
判定手段に供給するようにしている。
Further, in the electrostatic capacitance type sensor according to the second aspect, the output of the capacitance detecting means is amplified by a variable gain amplifier, for example, with a gain variably set programmable,
It is supplied to the determination means.

【0024】当該静電容量センサが設置される装置内の
位置によって,装置の構造や操作者の人体や手等による
静電容量への影響の度合いは異なり,また,被測定端子
の液面または表面への接触等による静電容量の変化も異
なる。可変利得増幅器の利得を例えばプログラマブルに
可変設定することにより,装置における当該静電容量セ
ンサの設置場所に関係なく,言い換えれば,被測定端子
の移動経路の近傍に設置されている金属物体等に関わら
ず,誤動作することなく正確にセンシングを行うことが
でき,結果として装置設計の自由度を高めることができ
る。
Depending on the position in the device where the capacitance sensor is installed, the structure of the device and the degree of influence of the human body or hand of the operator on the capacitance vary, and the liquid level of the measured terminal or The change in capacitance due to contact with the surface is also different. By variably setting the gain of the variable gain amplifier, for example, irrespective of the installation location of the capacitance sensor in the device, in other words, regardless of the metal object or the like installed near the moving path of the measured terminal. In addition, accurate sensing can be performed without malfunction, and as a result, the degree of freedom in device design can be increased.

【0025】また,請求項3に係る静電容量式センサで
は,判定手段により,液体の液面または物品の表面に対
して前記被測定端子を近づけていく際に,変化速度識別
手段の識別結果及び容量検出手段または可変利得増幅器
の出力に基づいて,被測定端子が前記液面または前記表
面に触れたことを判定するようにしている。
Further, in the capacitance type sensor according to the third aspect, when the determination means brings the measured terminal close to the liquid surface of the liquid or the surface of the article, the identification result of the change speed identification means. Also, it is determined based on the output of the capacitance detecting means or the variable gain amplifier that the measured terminal has touched the liquid surface or the surface.

【0026】例えば,ハザード等のノイズが容量検出手
段または可変利得増幅器の出力にのっている時には,該
ノイズが変化速度識別手段で識別されてしまい,変化速
度識別手段の識別結果のみに基づいて判定する場合に
は,誤判定をしてしまうこととなる。この変化速度識別
手段の識別結果に加えて,容量検出手段または可変利得
増幅器の出力にも基づいて判定することにより,このよ
うなノイズ等による誤判定を無くすことができ,測定す
べき対象をより確実に認識することが可能となる。
For example, when noise such as a hazard is present on the output of the capacitance detecting means or the variable gain amplifier, the noise is identified by the changing speed identifying means, and based on only the identification result of the changing speed identifying means. When making a determination, an erroneous determination will be made. By making a determination based on the output of the capacitance detecting means or the variable gain amplifier in addition to the identification result of the change speed identifying means, it is possible to eliminate such an erroneous determination due to noise, etc. It is possible to surely recognize.

【0027】また,請求項4に係る静電容量式センサで
は,容量検出手段において,発振器により一定周波数の
矩形波を発振し,相互に同一特性を備える第1及び第2
の抵抗を介してヒステリシス特性を備えた第1論理演算
回路の一の入力及び他の入力とにそれぞれ供給する。第
1論理演算回路の一または他の入力は被測定端子と接続
されて,該入力には第1または第2の抵抗と被測定端子
にかかる静電容量とで決定される遅延時間だけ遅れた位
相の電圧が印加されることになる。また,第1論理演算
回路の出力は積分回路に供給されて積分され,更に該積
分結果は,可変利得増幅器を介して変化速度識別手段内
の微分回路に供給されて,微分される。
Further, in the capacitance type sensor according to the fourth aspect, in the capacitance detecting means, the oscillator oscillates a rectangular wave of a constant frequency, and the first and second electrodes have the same characteristics.
And is supplied to one input and the other input of the first logical operation circuit having the hysteresis characteristic through the resistance of. One or the other input of the first logical operation circuit is connected to the terminal to be measured, and the input is delayed by a delay time determined by the first or second resistance and the capacitance applied to the terminal to be measured. A phase voltage will be applied. Further, the output of the first logical operation circuit is supplied to an integrating circuit for integration, and the result of the integration is supplied to a differentiating circuit in the change speed identifying means via the variable gain amplifier to be differentiated.

【0028】第1論理演算回路の論理演算により,2つ
の入力の位相差に応じたパルス幅を持つ出力波形を得る
こととなり,該第1論理演算回路の出力電圧を積分し
て,所定利得だけ増幅した電圧を更に微分することによ
り,被測定端子にかかる浮遊容量等の静電容量の変化を
検出することが可能となる。つまり,装置構造や操作者
の人体や手等による静電容量変化の推移と,被測定端子
の液面または表面への接触等による静電容量変化の推移
とは異なり,この差異が積分電圧波形の変化速度の差異
として表れ,更に該積分電圧波形を微分することによ
り,静電容量変化の速度が微分電圧波形の波高値として
表れるため,判定手段は,この微分電圧波形における波
高値に基づいて,測定すべき対象を確実に認識すること
が可能となる。
By the logical operation of the first logical operation circuit, an output waveform having a pulse width corresponding to the phase difference between the two inputs is obtained, and the output voltage of the first logical operation circuit is integrated to obtain a predetermined gain. By further differentiating the amplified voltage, it is possible to detect a change in electrostatic capacitance such as stray capacitance applied to the measured terminal. In other words, the change in capacitance due to the device structure or the human body or hand of the operator and the change in capacitance due to contact with the liquid surface or surface of the measured terminal are different, and this difference is the integrated voltage waveform. Of the differential voltage waveform, and by differentiating the integrated voltage waveform, the rate of change in capacitance appears as the peak value of the differential voltage waveform. Therefore, the determining means determines the peak value of the differential voltage waveform based on the peak value. , It becomes possible to surely recognize the object to be measured.

【0029】尚,第1及び第2の抵抗を相互に同一特性
のものを使用することにより,第1論理演算回路の出力
電圧を,被測定端子にかかる静電容量の変化によっての
み変化させることができ,より高精度な検出が可能とな
る。
By using the first and second resistors having the same characteristics as each other, the output voltage of the first logical operation circuit can be changed only by the change in the capacitance applied to the terminal to be measured. This makes it possible to detect with higher accuracy.

【0030】また,請求項5に係る静電容量式センサで
は,判定手段において,第1比較器により,変化速度識
別手段の出力と第1リファレンス電圧とを比較し,該比
較結果に基づいて判定するようにしている。
Further, in the capacitance type sensor according to claim 5, in the judging means, the output of the changing speed discriminating means is compared with the first reference voltage by the first comparator, and the judgment is made based on the comparison result. I am trying to do it.

【0031】例えば,請求項4に係る静電容量式センサ
に第1比較器を付加する場合には,上述のように,装置
構造や操作者の人体や手等の影響に基づく静電容量変化
の速度は微分電圧波形の波高値として表れ,該波高値
が,被測定端子の液面または表面への接触等による静電
容量変化の速度に基づく波高値と異なることから,これ
らの装置構造等に基づく特性に応じて第1リファレンス
電圧を設定し,両者を比較すれば,測定すべき対象を確
実に認識することが可能となる。
For example, when the first comparator is added to the capacitance type sensor according to the fourth aspect, as described above, the capacitance change due to the influence of the device structure and the human body or hand of the operator. Is expressed as the peak value of the differential voltage waveform, and the peak value is different from the peak value based on the speed of capacitance change due to contact with the liquid surface or surface of the measured terminal. By setting the first reference voltage according to the characteristics based on and comparing the two, it is possible to surely recognize the object to be measured.

【0032】更に,請求項6に係る静電容量式センサで
は,判定手段において,第1比較器により,変化速度識
別手段の出力と第1リファレンス電圧とを比較し,また
第2比較器により,容量検出手段または可変利得増幅器
の出力と第2リファレンス電圧とを比較し,第1比較器
の出力と第2比較器の出力との論理演算を第2論理演算
回路により行って,判定結果とするようにしている。
Further, in the capacitance type sensor according to claim 6, in the judging means, the output of the changing speed identifying means is compared with the first reference voltage by the first comparator, and by the second comparator, The output of the capacitance detecting means or the variable gain amplifier is compared with the second reference voltage, and the logical operation of the output of the first comparator and the output of the second comparator is performed by the second logical operation circuit to obtain the determination result. I am trying.

【0033】例えば,請求項4に係る静電容量式センサ
に第1比較器及び第2比較器を付加する場合,第1比較
器では,請求項5に係る静電容量式センサにおける場合
と同様に,装置構造等に基づく特性に応じて第1リファ
レンス電圧を設定し,波高値の差異により,装置構造や
操作者の人体や手等の影響に基づく静電容量の変化部分
(例えば,微分電圧波形において第1リファレンス電圧
に達しない波高値の部分)をキャンセルし,第2比較器
では,所定の第2リファレンス電圧に基づいて積分電圧
波形にのっているハザード等のノイズをキャンセルする
こととすれば,被測定端子の液面または表面への接触等
による静電容量変化,即ち測定すべき対象をより確実に
認識することが可能となる。
For example, when a first comparator and a second comparator are added to the capacitance type sensor according to claim 4, the first comparator is the same as in the capacitance type sensor according to claim 5. In addition, the first reference voltage is set according to the characteristics based on the device structure, etc., and due to the difference in the crest value, the part where the capacitance changes due to the influence of the device structure or the human body or hand of the operator (for example, differential voltage). In the waveform, the portion of the peak value that does not reach the first reference voltage) is canceled, and in the second comparator, noise such as hazard on the integrated voltage waveform is canceled based on the predetermined second reference voltage. By doing so, it becomes possible to more reliably recognize the change in capacitance due to contact with the liquid surface or surface of the terminal to be measured, that is, the object to be measured.

【0034】[0034]

【実施例】以下,本発明の静電容量式センサについて,
〔実施例1〕,〔実施例2〕の順に図面を参照して詳細
に説明する。
[Embodiments] The capacitance type sensor of the present invention will be described below.
[First Embodiment] and [Second Embodiment] will be described in detail with reference to the drawings.

【0035】〔実施例1〕図1は本発明の実施例1に係
る静電容量式センサの構成図である。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a configuration diagram of an electrostatic capacitance sensor according to Embodiment 1 of the present invention.

【0036】同図において,本実施例の静電容量式セン
サは,静電容量検出装置(特許請求の範囲にいう容量検
出手段)101,可変利得増幅器102,微分回路(変
化速度識別手段)103及び第1比較器104(判定手
段105)を備えて構成されている。
In the figure, the electrostatic capacitance type sensor of this embodiment includes an electrostatic capacitance detection device (capacity detection means in the claims) 101, a variable gain amplifier 102, a differentiation circuit (change speed identification means) 103. And a first comparator 104 (determination means 105).

【0037】また静電容量検出装置101は,水晶発振
器111,第1抵抗112,第2抵抗113,2入力排
他的論理和ゲート回路(第1論理演算回路)115,積
分回路116及びプローブ(被測定端子)121を備え
て構成されている。尚,当該静電容量検出装置101の
測定対象(静電容量)は,プローブ121にかかる浮遊
容量114(Cp)であり,以下,測定対象の静電容量
を浮遊容量114(Cp)として説明する。また図中,
122は試験管,123は検体,124は金属製の蓋,
125は金属製の壁である。
Further, the capacitance detecting device 101 includes a crystal oscillator 111, a first resistor 112, a second resistor 113, a 2-input exclusive OR gate circuit (first logical operation circuit) 115, an integrating circuit 116, and a probe (target device). The measuring terminal) 121 is provided. The measurement target (capacitance) of the capacitance detection device 101 is the stray capacitance 114 (Cp) applied to the probe 121, and hereinafter, the capacitance of the measurement target is described as the stray capacitance 114 (Cp). . Also in the figure,
122 is a test tube, 123 is a sample, 124 is a metal lid,
125 is a metal wall.

【0038】先ず,静電容量検出装置101の各構成要
素の詳細について説明する。本実施例では,装置小型化
の観点から,発振手段として水晶発振器を用いている
が,これに限定されるものではない。また,第1抵抗1
12及び第2抵抗113には,相互に同一特性のものを
使用する。
First, the details of each component of the electrostatic capacitance detection device 101 will be described. In the present embodiment, a crystal oscillator is used as the oscillating means from the viewpoint of device miniaturization, but the invention is not limited to this. Also, the first resistor 1
The 12 and the second resistor 113 have the same characteristics as each other.

【0039】更に,第1論理演算回路として2入力排他
的論理和ゲート回路115を使用しているが,これに限
定されるものではなく,AND,OR,NAND,NO
R等のゲート回路を使用することも可能である。但し,
排他的論理和演算素子を使用する場合には,信号の立ち
上がり及び立ち下がりの2箇所について別々に認識でき
るので,他の論理演算素子に比べてより効率的である。
Further, although the 2-input exclusive OR gate circuit 115 is used as the first logical operation circuit, it is not limited to this, and AND, OR, NAND, NO.
It is also possible to use a gate circuit such as R. However,
When the exclusive OR operation element is used, it is possible to recognize the rising and falling points of the signal separately, which is more efficient than other logical operation elements.

【0040】尚,この第1論理演算回路(2入力排他的
論理和ゲート回路115)は,C−MOS集積回路で構
成し,ヒステリシス特性を備えるものを使用するのが望
ましい。
The first logical operation circuit (two-input exclusive OR gate circuit 115) is preferably a C-MOS integrated circuit and has a hysteresis characteristic.

【0041】これは,プローブ121にかかる浮遊容量
114(Cp)を検出する場合には,該プローブ121
は電気的に浮いた状態にあり,当該2入力排他的論理和
ゲート回路115の入力電圧の微小変化を高精度に検出
するためには,高い入力インピーダンスを備えたC−M
OS集積回路の素子を使用するのが望ましいからであ
る。
This is because when the stray capacitance 114 (Cp) applied to the probe 121 is detected, the probe 121 is
Is in an electrically floating state, and in order to detect a minute change in the input voltage of the two-input exclusive OR gate circuit 115 with high accuracy, CM having a high input impedance is used.
This is because it is desirable to use the elements of the OS integrated circuit.

【0042】また,第1論理演算回路に入力される電圧
波形は,第2の抵抗112(R)と浮遊容量114(C
p)とで積分された電圧波形となるため,確実な論理動
作を保証するには,ヒステリシス特性を備えるものを使
用するのが望ましいからである。
The voltage waveform input to the first logical operation circuit is the second resistance 112 (R) and the stray capacitance 114 (C
This is because it is desirable to use one having a hysteresis characteristic in order to guarantee a reliable logical operation because the voltage waveform is integrated with p).

【0043】積分回路116は,2入力排他的論理和ゲ
ート回路115の排他的論理和演算により得られた,2
つの入力の位相差に応じたパルス幅を持つ出力波形を積
分して,位相差を電圧値に加工するものである。つま
り,該電圧値がプローブ121にかかる浮遊容量114
(Cp)の変化に対応した物理量となる。
The integrator circuit 116 is obtained by the exclusive OR operation of the 2-input exclusive OR gate circuit 115.
The output waveform having a pulse width corresponding to the phase difference between the two inputs is integrated to process the phase difference into a voltage value. That is, the stray capacitance 114 having the voltage value applied to the probe 121
The physical quantity corresponds to the change of (Cp).

【0044】次に,可変利得増幅器102は,容量検出
装置101の出力を,例えばプログラマブルに可変設定
される利得で増幅して,後段の微分回路103に供給す
るものである。
Next, the variable gain amplifier 102 amplifies the output of the capacitance detecting device 101 with, for example, a gain that is variably set in a programmable manner and supplies it to the differentiating circuit 103 in the subsequent stage.

【0045】本実施例の静電容量式センサを自動分析装
置に適用する場合には,設置される装置内の位置によっ
て,装置の構造(例えば蓋124または壁125等)や
操作者の人体または手等による静電容量への影響の度合
いが異なり,また,プローブ121の検体123の液面
への接触による静電容量の変化も異なる。
When the capacitance type sensor of this embodiment is applied to an automatic analyzer, the structure of the device (for example, the lid 124 or the wall 125), the human body of the operator, or the like depending on the position in the device to be installed. The degree of influence of the hand or the like on the capacitance is different, and the change of the capacitance due to the contact of the probe 121 with the liquid surface of the sample 123 is also different.

【0046】例えば,自動分析装置の外側に設置される
場合には,操作者等の影響を受け易く,また扱う検体の
量も多いことから,一般的に,内部CPUのプログラマ
ブルな利得制御によって相対的に低い利得とするように
し,一方,装置の内側に設置される場合には,操作者等
の影響は少なく,また扱う検体の量も少ないことから,
一般的に利得制御は,相対的に高い利得とするように制
御する。
For example, when it is installed outside the automatic analyzer, it is easily affected by the operator and the amount of the sample to be handled is large. Therefore, the relative gain is generally controlled by the programmable gain control of the internal CPU. However, when it is installed inside the device, the effect of the operator is small and the amount of sample to be handled is small.
In general, gain control is performed so that the gain is relatively high.

【0047】尚,容量検出装置101の出力レベルを制
御する方法としては,後段で利得を可変にする方法以外
に,水晶発振器111の発振周波数を下げて積分回路1
16の出力レベルを下げる,或いは,水晶発振器111
の発振周波数を上げて積分回路116の出力レベルを上
げるといった方法も考えられる。
As a method of controlling the output level of the capacitance detecting device 101, in addition to the method of varying the gain in the latter stage, the oscillation frequency of the crystal oscillator 111 is lowered to integrate the integration circuit 1.
16 output level is lowered, or crystal oscillator 111
It is also conceivable to increase the output frequency of the integrating circuit 116 by increasing the oscillation frequency of the.

【0048】このように,可変利得増幅器102の利得
をプログラマブルに可変設定することにより,装置にお
ける当該静電容量式センサの設置場所に関係なく,換言
すれば,静電容量式センサの近傍に金属物体等が設置し
てあっても,誤動作することなく正確にセンシングを行
うことができ,結果として,本実施例の静電容量式セン
サが適用される装置の設計における自由度を高めること
ができる。
In this way, by variably setting the gain of the variable gain amplifier 102 in a programmable manner, regardless of the installation location of the capacitance type sensor in the apparatus, in other words, a metal near the capacitance type sensor is provided. Even if an object or the like is installed, accurate sensing can be performed without malfunction, and as a result, the degree of freedom in designing a device to which the capacitive sensor of this embodiment is applied can be increased. .

【0049】また,微分回路103は,可変利得増幅器
102によって所定利得だけ増幅された積分電圧波形を
微分するものである。前記装置構造や操作者の人体等に
よる影響に基づく静電容量変化の推移と,プローブ12
1の検体123の液面への接触による静電容量変化の推
移とは異なり,この差異が積分電圧波形の変化速度の差
異として表れ,更に,この積分電圧波形を微分すること
によって変化の速度が波高値として表れることとなる。
The differentiating circuit 103 differentiates the integrated voltage waveform amplified by the variable gain amplifier 102 by a predetermined gain. The change in capacitance caused by the influence of the device structure and the human body of the operator, and the probe 12
Unlike the transition of the capacitance change due to the contact of the specimen 123 with the liquid surface of No. 1, this difference appears as a difference in the changing speed of the integrated voltage waveform, and further, by differentiating the integrated voltage waveform, the changing speed is changed. It will appear as a peak value.

【0050】更に,第1比較器104は,微分回路10
3の出力である微分電圧について,所定の第1リファレ
ンス電圧Vref1を越えるか否かを比較判定するものであ
る。
Further, the first comparator 104 includes a differentiating circuit 10
With respect to the differential voltage which is the output of No. 3, it is compared and judged whether or not it exceeds a predetermined first reference voltage Vref1.

【0051】上述のように,前記装置構造や操作者の人
体等の影響に基づく静電容量変化の速度は微分電圧波形
の波高値として表れ,該波高値が,プローブ121の検
体123の液面への接触による静電容量変化の速度に基
づく波高値と異なることから,これらの装置構造等に基
づく特性に応じて第1リファレンス電圧Vref1を設定し
ておけば,微分電圧が第1リファレンス電圧Vref1を越
える時点が,プローブ121が検体123の液面へ接触
した時であり,この時,出力信号Outがアクティブレ
ベルとなる。尚,出力信号Outは,当該静電容量式セ
ンサが被測定対象を検知した旨を示す信号である。
As described above, the rate of change in capacitance due to the influence of the device structure and the human body of the operator appears as the peak value of the differential voltage waveform, and the peak value is the liquid level of the sample 123 of the probe 121. Since the peak value is different from the peak value based on the rate of change in capacitance due to contact with the touch panel, if the first reference voltage Vref1 is set according to the characteristics based on these device structures, the differential voltage will be the first reference voltage Vref1. When the probe 121 comes into contact with the liquid surface of the specimen 123, the output signal Out becomes the active level. The output signal Out is a signal indicating that the capacitance type sensor has detected the object to be measured.

【0052】次に,本実施例の静電容量式液面センサの
動作を,図3に示すタイミングチャートを用いて詳細に
説明する。尚,図3(a)及び(c)における第2リフ
ァレンスVref2は本実施例には関係しない。
Next, the operation of the capacitance type liquid level sensor of this embodiment will be described in detail with reference to the timing chart shown in FIG. The second reference Vref2 in FIGS. 3A and 3C is not related to this embodiment.

【0053】先ず図3(a)及び(b)は,プローブ1
21が移動する経路の周囲に蓋124を備えた構造の装
置に本実施例の静電容量式液面センサが設置された場合
を説明している。図3(a)は,可変利得増幅器102
の出力であり,所定利得だけ増幅された積分電圧波形で
ある。図中,Bの部分は,蓋124による静電容量変化
に応じた積分電圧波形であり,なだらかな変化を示して
いる。またCの部分は,プローブ121が本来検出すべ
き検体123の液面に達した時の静電容量114(C
p)の変化に応じた積分電圧波形であり,急峻な変化を
示している。
First, FIGS. 3A and 3B show the probe 1
The case where the electrostatic capacity type liquid level sensor of this embodiment is installed in an apparatus having a structure in which the lid 124 is provided around the path along which the 21 moves is described. FIG. 3A shows a variable gain amplifier 102.
Of the integrated voltage waveform amplified by a predetermined gain. In the figure, the portion B is an integrated voltage waveform corresponding to the capacitance change due to the lid 124, and shows a gentle change. Further, the portion C is a capacitance 114 (C when the probe 121 reaches the liquid surface of the specimen 123 to be originally detected.
It is an integrated voltage waveform according to the change of p), and shows a sharp change.

【0054】また図3(b)は,微分回路103の出力
であり,微分電圧波形である。同図は図3(a)と同一
の時間遷移を示すものであり,図中,A,B及びCは図
3(a)のものに対応している。尚,同図は積分電圧波
形における立ち上がり部分についての微分電圧波形を示
し,立ち下がり部分についてはマイナス方向に同様の波
形となるので,省略している。
FIG. 3B shows the output of the differentiating circuit 103, which is a differential voltage waveform. This figure shows the same time transition as that of FIG. 3A, and A, B and C in the figure correspond to those of FIG. 3A. The figure shows the differential voltage waveform for the rising portion of the integrated voltage waveform, and the falling portion has a similar waveform in the negative direction, so it is omitted.

【0055】上述のように,蓋124による静電容量の
変化は緩やかであることから,Bの部分の微分電圧波形
の波高値は低くなだらかな変化を示している。また,プ
ローブ121が検体123の液面に達した時の静電容量
114(Cp)の変化は急峻であることから,Cの部分
の微分電圧波形の波高値は高く急峻な変化を示してい
る。
As described above, since the change in the capacitance due to the lid 124 is gradual, the peak value of the differential voltage waveform at the portion B is low and shows a gentle change. Further, since the capacitance 114 (Cp) changes sharply when the probe 121 reaches the liquid surface of the sample 123, the peak value of the differential voltage waveform in the C portion is high and shows a sharp change. .

【0056】第1比較器104では,このような微分電
圧について,第1リファレンス電圧Vref1を越えるか否
かを比較判定する。尚,第1リファレンス電圧Vref1
は,予め周囲の金属物体による微分電圧波高値以上で,
検体123の液面における微分電圧波高値以下の値に経
験的に設定されている。
In the first comparator 104, it is determined whether or not such a differential voltage exceeds the first reference voltage Vref1. The first reference voltage Vref1
Is higher than the differential voltage peak value due to the surrounding metal object in advance,
It is empirically set to a value equal to or lower than the differential voltage peak value on the liquid surface of the specimen 123.

【0057】従って,本来検出すべきプローブ121が
検体123の液面に達した時点であるCにおいて,微分
電圧が第1リファレンス電圧Vref1を越えたとして,出
力信号Outをアクティブにする。このように,本実施
例の静電容量式液面センサでは,プローブ121が移動
する経路の周囲に構成される金属物体(蓋124)が装
置構造として具備している場合でも,該金属物体による
静電容量の変化をキャンセルでき,検知すべき対象を確
実に認識することができる。
Therefore, at C, which is the time when the probe 121 to be originally detected reaches the liquid surface of the sample 123, the differential signal exceeds the first reference voltage Vref1, and the output signal Out is activated. As described above, in the capacitance type liquid surface sensor of the present embodiment, even when the metal object (lid 124) formed around the path along which the probe 121 moves is provided as the device structure, The change in capacitance can be canceled, and the target to be detected can be reliably recognized.

【0058】次に図3(c)及び(d)は,プローブ1
21が移動する経路の周囲に壁125を備えた構造の装
置に本実施例の静電容量式液面センサが設置された場合
を説明している。図3(c)は,可変利得増幅器102
の出力であり,積分電圧波形である。図中,Dの部分
は,壁124による静電容量変化に応じた積分電圧波形
であり,なだらかな立ち上がり変化を示している。また
Eの部分は,プローブ121が本来検出すべき検体12
3の液面に達した時の静電容量114(Cp)の変化に
応じた積分電圧波形であり,壁125による静電容量分
に急峻な変化分が付加された形となっている。
Next, FIGS. 3C and 3D show the probe 1
The case where the electrostatic capacity type liquid level sensor of the present embodiment is installed in an apparatus having a wall 125 around the path along which 21 moves is described. FIG. 3C shows the variable gain amplifier 102.
Is the output of and is the integrated voltage waveform. In the figure, the portion D is an integrated voltage waveform corresponding to the change in the capacitance due to the wall 124, and shows a smooth rise change. The portion E is the sample 12 which the probe 121 should originally detect.
It is an integral voltage waveform according to the change of the electrostatic capacity 114 (Cp) when reaching the liquid level of No. 3, and has a shape in which the steep change is added to the electrostatic capacity by the wall 125.

【0059】また図3(d)は,微分回路103の出力
であり,微分電圧波形である。同図は図3(c)と同一
の時間遷移を示すものであり,図中,D及びEは図3
(c)のものに対応している。尚,同図は積分電圧波形
における立ち上がり部分についての微分電圧波形を示
し,立ち下がり部分についてはマイナス方向に同様の波
形となるので,省略している。
FIG. 3D shows the output of the differentiating circuit 103, which is the differential voltage waveform. This figure shows the same time transition as in FIG. 3C, and D and E in FIG.
It corresponds to that of (c). The figure shows the differential voltage waveform for the rising portion of the integrated voltage waveform, and the falling portion has a similar waveform in the negative direction, so it is omitted.

【0060】上述のように,壁125による静電容量の
立ち上がり変化は緩やかであることから,Dの部分の微
分電圧波形の波高値は低くなだらかな変化を示してい
る。また,プローブ121が検体123の液面に達した
時の静電容量114(Cp)の変化は急峻であることか
ら,Eの部分の微分電圧波形の波高値は高く急峻な変化
を示している。
As described above, since the rising change of the electrostatic capacity by the wall 125 is gradual, the peak value of the differential voltage waveform of the portion D is low and shows a gentle change. Further, since the capacitance 114 (Cp) changes sharply when the probe 121 reaches the liquid surface of the sample 123, the peak value of the differential voltage waveform in the E portion is high and shows a sharp change. .

【0061】第1比較器104では,このような微分電
圧について,第1リファレンス電圧Vref1を越えるか否
かを比較判定する。従って,本来検出すべきプローブ1
21が検体123の液面に達した時点であるEにおい
て,微分電圧が第1リファレンス電圧Vref1を越えたと
して,出力信号Outをアクティブにする。
In the first comparator 104, it is determined whether or not such a differential voltage exceeds the first reference voltage Vref1. Therefore, the probe 1 that should be detected originally
At E, which is the time point when 21 reaches the liquid surface of the specimen 123, the output signal Out is activated because the differential voltage exceeds the first reference voltage Vref1.

【0062】このように,本実施例の静電容量式液面セ
ンサでは,プローブ121が移動する経路の周囲に構成
される金属物体(壁125)が装置構造として具備して
いる場合でも,該金属物体による静電容量の変化をキャ
ンセルでき,検知すべき対象を確実に認識することがで
きる。
As described above, in the capacitance type liquid surface sensor of this embodiment, even if the metal object (wall 125) formed around the path along which the probe 121 moves is provided as the device structure, The change in capacitance due to a metal object can be canceled and the target to be detected can be reliably recognized.

【0063】尚,可変利得増幅器102の利得は,壁1
25による静電容量の検出によっても積分電圧が回路を
飽和しないような値に,例えばプログラマブルに可変設
定される。
The gain of the variable gain amplifier 102 is the same as the wall 1
The integrated voltage is variably set, for example, to a value such that the integrated voltage does not saturate the circuit even when the capacitance is detected by 25.

【0064】〔実施例2〕図2は本発明の実施例2に係
る静電容量式センサの構成図である。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a block diagram of an electrostatic capacity sensor according to Embodiment 2 of the present invention.

【0065】同図において,本実施例の静電容量式セン
サは,静電容量検出装置(容量検出手段)101,可変
利得増幅器102,微分回路(変化速度識別手段)10
3並びに,第1比較器104,第2比較器206及び2
入力論理積ゲート回路(第2論理演算回路)207を含
む判定手段205を備えて構成されている。
In the figure, the electrostatic capacitance type sensor of this embodiment includes an electrostatic capacitance detecting device (capacitance detecting means) 101, a variable gain amplifier 102, and a differentiating circuit (change speed identifying means) 10.
3, first comparator 104, second comparators 206 and 2
The determination unit 205 includes an input logical product gate circuit (second logical operation circuit) 207.

【0066】静電容量検出装置101,可変利得増幅器
102,微分回路103については,実施例1と同様で
あるので,判定手段205,特に実施例1に対して付加
された構成要素である,第2比較器206及び第2論理
演算回路207について詳しく説明する。
Since the capacitance detecting device 101, the variable gain amplifier 102, and the differentiating circuit 103 are the same as those in the first embodiment, the judging means 205, particularly the constituent elements added to the first embodiment, The 2 comparator 206 and the second logical operation circuit 207 will be described in detail.

【0067】第1比較器104は,実施例1と同様に,
微分回路103の出力である微分電圧について,所定の
第1リファレンス電圧Vref1を越えるか否かを比較判定
するものである。つまり,静電容量変化の速度が微分電
圧波形の波高値として表れるので,装置構造等に基づく
特性に応じて第1リファレンス電圧Vref1を設定してお
けば,プローブ121が検体123の液面へ接触した時
に,微分電圧が第1リファレンス電圧Vref1を越え,出
力がアクティブとなる。
The first comparator 104, like the first embodiment,
The differential voltage output from the differentiating circuit 103 is compared to determine whether it exceeds a predetermined first reference voltage Vref1. That is, the rate of change in capacitance appears as the peak value of the differential voltage waveform. Therefore, if the first reference voltage Vref1 is set according to the characteristics based on the device structure, the probe 121 contacts the liquid surface of the sample 123. At that time, the differential voltage exceeds the first reference voltage Vref1 and the output becomes active.

【0068】また第2比較器206は,所定利得だけ増
幅された積分電圧である可変利得増幅器102の出力に
ついて,所定の第2リファレンス電圧Vref2を越えるか
否かを比較判定するものである。
The second comparator 206 compares the output of the variable gain amplifier 102, which is an integrated voltage amplified by a predetermined gain, with a predetermined second reference voltage Vref2.

【0069】実施例1の静電容量式センサの構成では,
微分電圧波形に基づいてのみ判定を行うので,例えば,
ハザード等のノイズが可変利得増幅器102の出力(積
分電圧)にのっている時には,該ノイズが微分回路10
3で識別されてしまい,誤判定をしてしまうこととな
る。本実施例の構成は,この微分電圧波形と共に,可変
利得増幅器102の出力である積分電圧波形にも基づい
て判定することにより,このようなノイズ等による誤判
定を無くすようにしたものである。
In the configuration of the capacitance type sensor of the first embodiment,
Since the judgment is made only based on the differential voltage waveform, for example,
When noise such as a hazard is on the output (integrated voltage) of the variable gain amplifier 102, the noise is differentiated.
3 is identified, and an erroneous determination is made. The configuration of the present embodiment eliminates erroneous determination due to such noise by performing determination based on this differential voltage waveform as well as the integrated voltage waveform output from the variable gain amplifier 102.

【0070】つまり,第1比較器104では,装置構造
等に基づく特性に応じて第1リファレンス電圧Vref1を
設定し,波高値の差異により,装置構造や操作者の人体
や手等の影響に基づく静電容量の変化部分(微分電圧波
形において第1リファレンス電圧Vref1に達しない波高
値の部分)をキャンセルし,第2比較器206では,第
2リファレンス電圧Vref2に基づいて積分電圧波形にの
っているハザード等のノイズをキャンセルすることとし
ている。
That is, in the first comparator 104, the first reference voltage Vref1 is set according to the characteristics based on the device structure and the like, and due to the difference in the crest value, it is based on the influence of the device structure and the human body or hand of the operator. The changing portion of the electrostatic capacitance (the portion of the peak value that does not reach the first reference voltage Vref1 in the differential voltage waveform) is canceled, and the second comparator 206 determines the integrated voltage waveform based on the second reference voltage Vref2. It is supposed to cancel the noise such as existing hazards.

【0071】これにより,プローブ121が検体123
の液面へ接触したときにのみ,第1比較器104及び第
2比較器206の出力がアクティブとなり,双方の出力
について2入力論理積ゲート回路207により論理積を
とることにより出力信号Outがアクティブレベルとな
る。結果として,測定すべき対象をより確実に認識する
ことが可能となる。
As a result, the probe 121 becomes the specimen 123.
The output of the first comparator 104 and the second comparator 206 becomes active only when the liquid surface of the first comparator 104 and the second comparator 206 come into contact, and the output signal Out becomes active by ANDing the two outputs with the two-input AND gate circuit 207. It becomes a level. As a result, it becomes possible to more reliably recognize the object to be measured.

【0072】次に,本実施例の静電容量式液面センサの
動作を,実施例1と同様に,図3に示すタイミングチャ
ートを用いて詳細に説明する。尚,プローブ121が移
動する経路の周囲に壁125を備えた構造の装置に本実
施例の静電容量式液面センサが設置された場合(図3
(c)及び(d))については,実施例1と同様であ
り,説明を省略する。
Next, the operation of the capacitance type liquid level sensor of this embodiment will be described in detail with reference to the timing chart shown in FIG. When the capacitance type liquid level sensor of the present embodiment is installed in an apparatus having a wall 125 around the path along which the probe 121 moves (see FIG. 3).
Since (c) and (d) are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

【0073】プローブ121が移動する経路の周囲に蓋
124を備えた構造の装置に本実施例の静電容量式液面
センサが設置された場合を,図3(a)及び(b)を参
照して説明する。図3(a)に示す,可変利得増幅器1
02の出力(積分電圧波形)において,B及びCの部分
については実施例1と同様である。Aの部分は,ハザー
ド等によるノイズがこの積分電圧波形にのった状態を示
している。
Referring to FIGS. 3 (a) and 3 (b), the case where the capacitance type liquid level sensor of this embodiment is installed in an apparatus having a lid 124 around the path along which the probe 121 moves is referred to. And explain. Variable gain amplifier 1 shown in FIG.
In the output of 02 (integrated voltage waveform), B and C portions are the same as those in the first embodiment. A part A shows a state in which noise due to hazards or the like is on the integrated voltage waveform.

【0074】また図3(b)に示す,微分回路103の
出力(微分電圧波形)におけるB及びCの部分について
も実施例1と同様である。Aの部分では,ハザード等に
よるノイズがこの積分電圧波形にのった状態を示してい
る。このノイズによる積分電圧の変化は急峻であること
から,Aの部分の微分電圧波形の波高値は高く急峻な変
化を示している。
The B and C portions in the output (differential voltage waveform) of the differentiating circuit 103 shown in FIG. 3B are also the same as those in the first embodiment. In part A, noise due to hazards and the like is shown on this integrated voltage waveform. Since the change in the integrated voltage due to this noise is steep, the peak value of the differential voltage waveform in the portion A is high and shows a sharp change.

【0075】第2比較器206では,積分電圧波形につ
いて第2リファレンス電圧Vref2を越えるか否かを比較
判定し,第1比較器104では,微分電圧について第1
リファレンス電圧Vref1を越えるか否かを比較判定し,
2入力論理積ゲート回路207により2つの比較結果に
ついて論理積をとることにより出力信号Outを生成す
る。
The second comparator 206 compares and determines whether or not the integrated voltage waveform exceeds the second reference voltage Vref2, and the first comparator 104 determines whether or not the differential voltage is the first.
It is judged whether or not it exceeds the reference voltage Vref1,
An output signal Out is generated by taking a logical product of two comparison results by the 2-input AND gate circuit 207.

【0076】従って,Aの部分では,第1比較器104
の出力がアクティブとなるが第2比較器206の出力は
アクティブとはならず,また,Bの部分では,第2比較
器206の出力がアクティブとなるが第1比較器104
の出力はアクティブとはならないので,判定結果である
出力信号Outはアクティブとはならない。しかしなが
ら,本来検出すべきプローブ121が検体123の液面
に達した時点であるCの部分においては,第1比較器1
04及び第2比較器206の双方の出力がアクティブに
なるので,出力信号Outはアクティブとなる。
Therefore, in the portion A, the first comparator 104
Output becomes active but the output of the second comparator 206 does not become active, and in the part B, the output of the second comparator 206 becomes active but the output of the first comparator 104 becomes
Since the output of is not active, the output signal Out that is the determination result is not active. However, in the portion C where the probe 121 to be originally detected reaches the liquid surface of the sample 123, the first comparator 1
Since the outputs of both 04 and the second comparator 206 are active, the output signal Out is active.

【0077】このように,本実施例の静電容量式液面セ
ンサでは,プローブ121が移動する経路の周囲に構成
される金属物体(蓋124)が装置構造として具備して
いる場合や,積分電圧波形にノイズが加わった場合で
も,金属物体による静電容量の変化をキャンセルし,ま
た積分電圧波形にのったノイズもキャンセルでき,検知
すべき対象をより確実に認識することができる。
As described above, in the capacitance type liquid surface sensor of this embodiment, the metal object (lid 124) formed around the path along which the probe 121 moves is provided as a device structure, or the integration is performed. Even if noise is added to the voltage waveform, the change in capacitance due to the metal object can be canceled, and the noise on the integrated voltage waveform can also be canceled, so that the target to be detected can be recognized more reliably.

【0078】〔実施例2の変形例〕次に,実施例2に係
る静電容量式センサの変形例について説明する。先ず,
第1の変形例は,2入力論理積ゲート回路207の出力
OutにD型フリップ・フロップを付加して,出力Ou
tをラッチする構成である。この場合,D型フリップ・
フロップのデータ入力端子Dは電源Vccレベルに固定
し,クロック端子CKに出力Outを入力する。これに
より,検出結果である出力Outの立ち上がりでアクテ
ィブレベル”1”がラッチされ,例えば,リセット端子
RESのリセットタイミングを,検出しようとする時以
外は全てリセットとなるようにすれば,不要の出力を出
さなくて済むという効果が得られる。
[Modification of Second Embodiment] Next, a modification of the capacitance type sensor according to the second embodiment will be described. First,
In the first modification, a D-type flip-flop is added to the output Out of the 2-input AND gate circuit 207 to output the output Out.
This is a configuration for latching t. In this case, the D-type flip
The data input terminal D of the flop is fixed to the power supply Vcc level, and the output Out is input to the clock terminal CK. As a result, the active level "1" is latched at the rise of the output Out which is the detection result. For example, if the reset timing of the reset terminal RES is reset except when the detection is performed, unnecessary output It is possible to obtain the effect of not having to issue.

【0079】また第2の変形例は,2入力論理積ゲート
回路207をD型フリップ・フロップに置き換え,該D
型フリップ・フロップの出力を,出力Outとする構成
である。この場合,D型フリップ・フロップのデータ入
力端子Dには第2比較器206の出力が供給され,クロ
ック端子CKには第1比較器104の出力が供給され
る。これにより,第2比較器206の出力がアクティブ
で,且つ第1比較器104の出力がアクティブレベルに
立ち上がった時に,アクティブレベル”1”がラッチさ
れ,例えばリセット端子RESのリセットタイミング
を,検出しようとする時以外は全てリセットとなるよう
にすれば,不要の出力を出さなくて済むという効果が得
られる。
In the second modification, the 2-input AND gate circuit 207 is replaced with a D-type flip-flop,
The output of the flip-flop is set to the output Out. In this case, the output of the second comparator 206 is supplied to the data input terminal D of the D-type flip-flop, and the output of the first comparator 104 is supplied to the clock terminal CK. As a result, when the output of the second comparator 206 is active and the output of the first comparator 104 rises to the active level, the active level "1" is latched, and for example, the reset timing of the reset terminal RES will be detected. If all are reset except when, the effect that unnecessary output is not output is obtained.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明したように,本発明の請求項1
に係る静電容量式センサによれば,変化速度識別手段に
よって,容量検出手段により検出される被測定端子にか
かる静電容量の変化の速度を識別し,判定手段により,
変化速度識別手段の識別結果に基づいて判定することと
したので,液体の液面または物品の表面に対して被測定
端子を近づけていく際に,当該静電容量式センサが設置
される装置の構造,また操作者の人体や手等の影響を受
けることなく,被測定端子にかかる静電容量の変化か
ら,被測定端子が液面または表面に触れたことを確実に
認識し得る静電容量式センサを提供することができる。
As described above, claim 1 of the present invention
According to the capacitance type sensor of the present invention, the change speed identifying means identifies the speed of change of the capacitance applied to the measured terminal detected by the capacitance detecting means, and the determining means
Since the determination is made based on the identification result of the change speed identification means, when the terminal to be measured is brought close to the liquid surface of the liquid or the surface of the article, the capacitance sensor is installed in the device. Capacitance capable of reliably recognizing that the measured terminal has touched the liquid surface or surface from the change in the capacitance applied to the measured terminal without being affected by the structure or the human body or hand of the operator. A sensor can be provided.

【0081】また,請求項2に係る静電容量式センサに
よれば,容量検出手段の出力を可変利得増幅器によっ
て,例えばプログラマブルに可変設定される利得で増幅
して,判定手段に供給することとしたので,装置におけ
る当該静電容量センサの設置場所に関係なく,言い換え
れば,被測定端子の移動経路の近傍に設置されている金
属物体等に関わらず,誤動作することなく正確にセンシ
ングを行うことができ,結果として装置設計の自由度を
高め得る静電容量式センサを提供することができる。
According to the capacitance type sensor of the second aspect, the output of the capacitance detecting means is amplified by the variable gain amplifier, for example, by the gain which is variably set programmable, and is supplied to the judging means. Therefore, regardless of the installation location of the capacitance sensor in the device, in other words, regardless of the metal object or the like installed near the moving path of the terminal under test, accurate sensing can be performed without malfunction. As a result, it is possible to provide a capacitance type sensor that can increase the degree of freedom in device design.

【0082】また,請求項3に係る静電容量式センサに
よれば,判定手段により,液体の液面または物品の表面
に対して前記被測定端子を近づけていく際に,変化速度
識別手段の識別結果及び容量検出手段または可変利得増
幅器の出力に基づいて,被測定端子が前記液面または前
記表面に触れたことを判定することとしたので,例え
ば,ハザード等のノイズが容量検出手段または可変利得
増幅器の出力にのっている時の,該ノイズ等による誤判
定を無くすことができ,測定すべき対象をより確実に認
識し得る静電容量式センサを提供することができる。
Further, according to the capacitance type sensor of the third aspect, when the determination means brings the measured terminal close to the liquid surface of the liquid or the surface of the article, the change speed identification means Since it is determined that the terminal to be measured has touched the liquid surface or the surface based on the identification result and the output of the capacitance detection means or the variable gain amplifier, for example, noise such as a hazard causes the capacitance detection means or the variable noise to change. It is possible to eliminate an erroneous determination due to the noise or the like when the output is on the gain amplifier, and it is possible to provide a capacitance type sensor that can more reliably recognize an object to be measured.

【0083】また,請求項4に係る静電容量式センサに
よれば,容量検出手段において,発振器により一定周波
数の矩形波を発振し,相互に同一特性を備える第1及び
第2の抵抗を介してヒステリシス特性を備えた第1論理
演算回路の一の入力及び他の入力とにそれぞれ供給し,
第1論理演算回路の一または他の入力を被測定端子と接
続して,該入力には第1または第2の抵抗と被測定端子
にかかる静電容量とで決定される遅延時間だけ遅れた位
相の電圧を印加し,第1論理演算回路の出力を積分回路
に供給して積分し,更に該積分結果を,可変利得増幅器
を介して変化速度識別手段内の微分回路に供給して微分
することとし,第1論理演算回路の論理演算により,2
つの入力の位相差に応じたパルス幅を持つ出力波形を得
て,該第1論理演算回路の出力電圧を積分して,所定利
得だけ増幅した電圧を更に微分することにより,被測定
端子にかかる浮遊容量等の静電容量の変化を検出するこ
とを可能としたので,装置構造や操作者の人体や手等に
よる静電容量変化の推移と,被測定端子の液面または表
面への接触等による静電容量変化の推移との差異を積分
電圧波形の差異として表し,更に該積分電圧波形を微分
することにより,静電容量変化の速度を微分電圧波形の
波高値として表すことができ,結果として,判定手段に
より,微分電圧波形における波高値に基づいて,測定す
べき対象を確実に認識することが可能となる。
Further, according to the capacitance type sensor of the fourth aspect, in the capacitance detecting means, the oscillator oscillates a rectangular wave having a constant frequency, and the first and second resistors having the same characteristics are mutually provided. Supply to one input and the other input of the first logical operation circuit having hysteresis characteristics,
One or the other input of the first logical operation circuit is connected to the terminal to be measured, and the input is delayed by a delay time determined by the first or second resistance and the capacitance applied to the terminal to be measured. The voltage of the phase is applied, the output of the first logical operation circuit is supplied to the integrating circuit for integration, and the integrated result is supplied to the differentiating circuit in the changing speed identifying means via the variable gain amplifier to differentiate. By the logical operation of the first logical operation circuit, 2
An output waveform having a pulse width corresponding to the phase difference between two inputs is obtained, the output voltage of the first logical operation circuit is integrated, and the voltage amplified by a predetermined gain is further differentiated to apply to the measured terminal. Since it is possible to detect changes in capacitance such as stray capacitance, changes in capacitance due to device structure, operator's human body, hands, etc., and contact with the liquid surface or surface of the measured terminal, etc. The difference with the transition of the capacitance change due to is expressed as the difference of the integrated voltage waveform, and by further differentiating the integrated voltage waveform, the speed of the capacitance change can be expressed as the peak value of the differentiated voltage waveform. As a result, the determination means can surely recognize the object to be measured based on the peak value in the differential voltage waveform.

【0084】また,第1及び第2の抵抗を相互に同一特
性のものを使用することにより,第1論理演算回路の出
力電圧を,被測定端子にかかる静電容量の変化によって
のみ変化させることができ,より高精度な検出が可能と
なる。
Further, by using the first and second resistors having the same characteristics as each other, the output voltage of the first logical operation circuit can be changed only by the change in the capacitance applied to the measured terminal. This makes it possible to detect with higher accuracy.

【0085】また,請求項5に係る静電容量式センサに
よれば,判定手段において,第1比較器により,変化速
度識別手段の出力と第1リファレンス電圧とを比較し,
該比較結果に基づいて判定することとし,例えば,請求
項4に係る静電容量式センサに第1比較器を付加する場
合には,装置構造や操作者の人体や手等の影響に基づく
静電容量変化の速度は微分電圧波形の波高値として表
れ,該波高値が,被測定端子の液面または表面への接触
等による静電容量変化の速度に基づく波高値と異なるこ
とに基づき,これらの装置構造等に基づく特性に応じて
第1リファレンス電圧を設定し,両者を比較することと
したので,測定すべき対象を確実に認識し得る静電容量
式センサを提供することができる。
According to the capacitance type sensor of the fifth aspect, in the judging means, the output of the change speed identifying means is compared with the first reference voltage by the first comparator,
The determination is made based on the comparison result. For example, when the first comparator is added to the capacitance type sensor according to claim 4, the static sensor based on the influence of the device structure and the human body or hand of the operator. The rate of change in capacitance appears as the peak value of the differential voltage waveform, and the peak value differs from the peak value based on the rate of change in capacitance due to contact with the liquid surface or surface of the measured terminal. Since the first reference voltage is set according to the characteristics based on the device structure and the like and both are compared, it is possible to provide a capacitance type sensor that can surely recognize an object to be measured.

【0086】更に,請求項6に係る静電容量式センサに
よれば,判定手段において,第1比較器により,変化速
度識別手段の出力と第1リファレンス電圧とを比較し,
また第2比較器により,容量検出手段または可変利得増
幅器の出力と第2リファレンス電圧とを比較し,第1比
較器の出力と第2比較器の出力との論理演算を第2論理
演算回路により行って,判定結果とすることとし,例え
ば,請求項4に係る静電容量式センサに第1比較器及び
第2比較器を付加する場合,第1比較器では,装置構造
等に基づく特性に応じて第1リファレンス電圧を設定
し,波高値の差異により,装置構造や操作者の人体や手
等の影響に基づく静電容量の変化部分をキャンセルし,
第2比較器では,所定の第2リファレンス電圧に基づい
て積分電圧波形にのっているハザード等のノイズをキャ
ンセルすることとしたので,被測定端子の液面または表
面への接触等による静電容量変化,即ち測定すべき対象
をより確実に認識し得る静電容量式センサを提供するこ
とができる。
Further, according to the capacitance type sensor of the sixth aspect, in the judging means, the output of the change speed identifying means is compared with the first reference voltage by the first comparator,
Further, the second comparator compares the output of the capacitance detecting means or the variable gain amplifier with the second reference voltage, and the logical operation of the output of the first comparator and the output of the second comparator is performed by the second logical operation circuit. When the first comparator and the second comparator are added to the capacitance type sensor according to claim 4, the first comparator has characteristics based on the device structure and the like. The first reference voltage is set accordingly, and due to the difference in peak value, the portion where the capacitance changes due to the influence of the device structure and the human body or hand of the operator is canceled,
Since the second comparator cancels noise such as hazards on the integrated voltage waveform based on the predetermined second reference voltage, electrostatic due to contact with the liquid surface or surface of the measured terminal It is possible to provide a capacitance type sensor that can more reliably recognize a change in capacitance, that is, an object to be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る静電容量式センサの構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrostatic capacitance sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2に係る静電容量式センサの構
成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a capacitance type sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図3】実施例1及び実施例2の静電容量式液面センサ
の動作を説明するタイミングチャートであり,図3
(a)及び(b)はプローブが移動する経路の周囲に蓋
を備えた構造の装置に設置された場合,図3(c)及び
(d)はプローブが移動する経路の周囲に壁を備えた構
造の装置に設置された場合の積分電圧波形及び微分電圧
波形である。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the electrostatic capacitance type liquid level sensor according to the first and second embodiments.
3 (a) and 3 (b) are installed in an apparatus having a structure having a lid around the path along which the probe moves, FIGS. 3 (c) and 3 (d) show a wall around the path along which the probe moves. 3 is an integrated voltage waveform and a differential voltage waveform when installed in a device having a different structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 静電容量検出装置(容量検出手段) 102 可変利得増幅器 103 微分回路(変化速度識別手段) 104 第1比較器 105 判定手段 111 水晶発振器 112 第1抵抗 113 第2抵抗 114 浮遊容量(Cp) 115 2入力排他的論理和ゲート回路(第1論理演算
回路) 116 積分回路 121 プローブ(被測定端子) 122 試験管 123 検体 124 金属製の蓋 125 金属製の壁 Out 出力信号 205 判定手段 206 第2比較器 207 2入力論理積ゲート回路(第2論理演算回路) Vref1 第1リファレンス電圧 Vref2 第2リファレンス電圧
101 Capacitance Detection Device (Capacity Detection Means) 102 Variable Gain Amplifier 103 Differentiation Circuit (Change Speed Identification Means) 104 First Comparator 105 Judgment Means 111 Crystal Oscillator 112 First Resistor 113 Second Resistor 114 Stray Capacitance (Cp) 115 2-input exclusive OR gate circuit (first logical operation circuit) 116 integrating circuit 121 probe (terminal to be measured) 122 test tube 123 sample 124 metal lid 125 metal wall Out output signal 205 determination means 206 second comparison 207 2-input AND gate circuit (second logical operation circuit) Vref1 first reference voltage Vref2 second reference voltage

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定端子にかかる静電容量の変化を検
出する容量検出手段と,前記容量検出手段により検出さ
れる静電容量の変化速度を識別する変化速度識別手段
と,液体の液面または物品の表面に対して前記被測定端
子を近づけていく際に,前記変化速度識別手段の識別結
果に基づいて,前記被測定端子が前記液面または前記表
面に触れたことを判定する判定手段と,を有することを
特徴とする静電容量式センサ。
1. A capacitance detecting means for detecting a change in electrostatic capacitance applied to a terminal to be measured, a change speed identifying means for identifying a change speed of the electrostatic capacitance detected by the capacitance detecting means, and a liquid surface of the liquid. Alternatively, when the measured terminal is brought closer to the surface of the article, a judgment means for judging that the measured terminal has touched the liquid surface or the surface based on the discrimination result of the changing speed discrimination means. And a capacitive sensor having:
【請求項2】 前記静電容量式センサは,前記容量検出
手段の出力を可変設定可能な利得で増幅する可変利得増
幅器を有することを特徴とする請求項1記載の静電容量
式センサ。
2. The capacitance type sensor according to claim 1, wherein the capacitance type sensor has a variable gain amplifier that amplifies the output of the capacitance detecting means with a gain that can be variably set.
【請求項3】 前記判定手段は,液体の液面または物品
の表面に対して前記被測定端子を近づけていく際に,前
記変化速度識別手段の識別結果及び前記容量検出手段ま
たは前記可変利得増幅器の出力に基づいて,前記被測定
端子が前記液面または前記表面に触れたことを判定する
ことを特徴とする請求項1または2記載の静電容量式セ
ンサ。
3. The determination means, when bringing the measured terminal close to the liquid surface of the liquid or the surface of the article, the identification result of the change speed identification means and the capacitance detection means or the variable gain amplifier. The electrostatic capacitance sensor according to claim 1 or 2, wherein it is determined that the measured terminal has touched the liquid surface or the surface based on the output of the.
【請求項4】 前記容量検出手段は,一定周波数の矩形
波を発振する発振器と,ヒステリシス特性を備えた第1
論理演算回路と,前記発振器の出力端と前記第1論理演
算回路の一の入力及び他の入力との間にそれぞれ直列に
接続され,相互に同一特性を備える第1及び第2の抵抗
と,前記第1論理演算回路の出力を積分する積分回路
と,前記第1論理演算回路の一または他の入力に接続さ
れる被測定端子とを有し,前記変化速度識別手段は,微
分回路を有することを特徴とする請求項1,2または3
記載の静電容量式センサ。
4. The capacitance detecting means comprises an oscillator for oscillating a rectangular wave having a constant frequency, and a first hysteresis characteristic.
A logical operation circuit, first and second resistors connected in series between the output end of the oscillator and one input and the other input of the first logical operation circuit, and having the same characteristics as each other; It has an integrator circuit for integrating the output of the first logical operation circuit, and a measured terminal connected to one or other inputs of the first logical operation circuit, and the changing speed identification means has a differentiating circuit. The claim 1, 2, or 3 characterized in that
The capacitance-type sensor described.
【請求項5】 前記判定手段は,前記変化速度識別手段
の出力と第1リファレンス電圧とを比較する第1比較器
を有することを特徴とする請求項4記載の静電容量式セ
ンサ。
5. The capacitance type sensor according to claim 4, wherein the determination means has a first comparator that compares the output of the change speed identification means with a first reference voltage.
【請求項6】 前記判定手段は,前記変化速度識別手段
の出力と第1リファレンス電圧とを比較する第1比較器
と,前記容量検出手段または前記可変利得増幅器の出力
と第2リファレンス電圧とを比較する第2比較器と,前
記第1比較器の出力と前記第2比較器の出力との論理演
算を行う第2論理演算回路とを有することを特徴とする
請求項4記載の静電容量式センサ。
6. The determining means compares a first comparator for comparing an output of the changing speed identifying means with a first reference voltage, an output of the capacitance detecting means or the variable gain amplifier and a second reference voltage. The electrostatic capacitance according to claim 4, further comprising: a second comparator for comparison, and a second logical operation circuit for performing a logical operation between the output of the first comparator and the output of the second comparator. Sensor.
JP7072091A 1995-03-29 1995-03-29 Capacitive sensor Pending JPH08271556A (en)

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