电流检测电路以及电流检测方法技术

本发明专利技术公开一种电流检测电路以及电流检测方法，在将电力变换成机械能进行振动的振动体（１）上外加交流电压，检测作为影响振动体（１）振动的电流成分的机械分量电流，包括：在振动体（１）上串联地连接了电容（４）的串联电路；与此串联电路并联地连接，对被外加在该串联电路的两端的电压进行分压并取出的分压电路（５、６）；以及检测经过了分压的电压之中、串联电路的两端以外的端子的电压、与串联电路中的振动体和电容的连接部的电压之差的检测电路（７）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压电振子或超音波马达等振动式传动装置的机械分量电流检测技术。
技术介绍
例如，在日本专利申请公开特开昭62-2869号公报中，将与外加在振子上的电压相同的电压外加在与振子阻尼导纳相同的静电电容的参照电容，对流过电容的电流与流过振子的电流进行检测后求得其差由此对机械分量电流进行检测。另外，在日本专利申请公开特开平1-136575号公报中，利用带中心抽头的变压器将反相电压外加给振子和上述参照电容，经由电阻使流过各自的电流反馈给中心抽头，由此直接检测机械分量电流。这里，追加若干机械分量电流的说明。压电元件单体或者粘接了压电元件的弹性体，从压电元件的端子来看时的等价电路如图2那样来表示。因而，将C0称为阻尼导纳(damping admittance)，将L、C、R称为动态导纳(dynamic admittance)，设流过动态导纳的电流为机械分量电流(mechanical branch current)，设流经C0的电流为电气分量电流(electrical branch current)。在上述现有技术中，需要将流过振子的电流和流过电容的电流变换成电压的电路。另外，在用电阻变换成电压的情况下，因为有消耗功率增加的问题，所以就要求用于变换成电流的电阻为较小的值，这样检测电压变小，从而需要放大电路。另外，为了对因温度变化或个体差异引起的阻尼导纳的变化进行补偿就需要复杂的电路，例如，需要使电容的容量可变，或者在分别检测流过振子和电容的电流并对一方进行了增益调整后求解其差等方法。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供一种能够不需要电流检测电阻、对机械分量电流进行检测而不会对压电振子的振动造成影响的技术。为了解决上述课题而达到目的，本专利技术的技术方案提供一种电流检测电路，在将电力变换成机械能进行振动的振动体上外加交流电压，检测影响该振动体振动的电流成分的机械分量电流，包括在上述振动体上串联地连接了电容的串联电路；与上述串联电路并联地连接，对被外加在该串联电路的两端的电压进行分压并取出的分压部件；以及检测上述经过了分压的电压之中、上述串联电路的两端以外的端子的电压、与上述串联电路中的振动体和电容的连接部的电压之差的检测部件。另外，在上述电路中，上述分压部件包括，具有大于等于两个的分压比的分压电路，和选择上述经过了分压的电压中的某一个的选择部件；上述检测部件，对上述所选择的电压与上述振动体和电容的连接部的电压之差进行检测。另外，在上述电路中，上述检测部件，由检测上述连接部的电压的第1检测部件；检测被外加在上述串联电路的两端的电压或者对其进行了分压的电压的第2检测部件；以及检测两电压间的相位差的第3检测部件组成，并使用这些检测部件的输出值来检测对应于机械分量电流的值。另外，在上述电路中，上述分压电路由串联地连接多个电阻元件构成。另外，在上述电路中，还包括对利用上述检测部件的输出电压的检测值进行微分的微分部件。另外，在上述电路中，上述微分部件，具有分别对上述连接部的电压和上述经过了分压的电压进行微分的第1及第2微分部件；上述检测部件，对上述第1及第2微分部件的各微分值之差进行检测。另外，在上述电路中，上述微分部件，对上述检测部件的检测值的平均值附近的斜率进行检测。另外，本专利技术的技术方案还提供一种在具备在将电力变换成机械能进行振动的振动体上串联地连接了电容的串联电路；和与上述串联电路并联地连接，对被外加在该串联电路的两端的电压进行分压的分压部件的电路中，在该振动体上外加交流电压并检测影响该振动体振动的电流成分的机械分量电流的方法，其特征在于在上述经过了分压的电压之中，取出上述串联电路的两端以外的端子的电压；检测上述所取出的电压与上述串联电路中的振动体和电容的连接部的电压之差；以及使用上述检测结果来检测机械分量电流。另外，在上述方法中，上述分压部件包括具有大于等于两个分压比的分压电路；选择上述经过了分压的电压中的某一个；检测上述所选择的电压与上述振动体和电容的连接部的电压之差。另外，在上述方法中，上述选择是在外加了规定频率的交流电压时，选择上述经过了分压的电压之中、成为最小振幅的电压。如以上所说明那样，根据本专利技术，就能够不需要电流检测电阻、对机械分量电流检测而不会对压电振子的振动造成影响。另外，由于能够选择最佳的分压比所以能够检测更准确的机械分量电流。本专利技术除上述以外的其他目的和优点，通过下面对本专利技术的优选实施例的说明，将会为本领域的技术人员所知。在说明中将参照构成说明的一部分并且表示本专利技术的例子的附图。但是这种例子并非本专利技术的各种实施例的穷举，因此应参照跟随说明之后的权利要求来确定本专利技术的范围。附图说明图1是第1实施方式的机械分量电流检测电路图。图2是压电振子的等价电路图。图3是表示微分电路的例子的电路图。图4是表示数字微分电路的例子的电路图。图5是表示数字微分电路的各部的波形的定时图。图6是第2实施方式的机械分量电流检测电路图。图7是第3实施方式的机械分量电流检测电路图。图8是表示分压电路的例子的电路图。图9是第4实施方式的机械分量电流检测电路图。图10是表示第4实施方式的动作的流程图。图11是第5实施方式的机械分量电流检测电路图。图12A-12C是表示第5实施方式的各部的波形的定时图。图13是表示第5实施方式的动作的流程图。具体实施例方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。此外，下面进行说明的实施方式是作为本专利技术的实现手段的一个例子，本专利技术可适用于在不脱离其精神的范围内对下述实施方式进行了修正或者变形的情况。图1是第1实施方式的机械分量电流检测电路图，1是压电振子，2是向压电振子1输出与来自后述的CPU11的频率指令相对应的频率脉冲的脉冲发生部件，3是用于抑制冲击电流的电感元件，4是流过压电振子1的机械分量电流检测用电容，5、6是机械分量电流检测用分压电阻，7是用于检测压电振子1和电容4的连接部的电压、与分压电阻5、6的连接部的电压之差的差动放大器，8是检测被外加在压电振子1的两端的电压的差动放大器，9是检测差动放大器7的输出电压的振幅的振幅检测部件，10是检测压电振子1的外加电压与差动放大器7的输出电压的相位差的相位差检测部件，11输入来自振幅检测部件8和相位差检测部件10的振幅以及相位差信息，并向脉冲发生部件2输出频率指令信号的CPU。图2中示出用等价电路表示了压电振子1时的压电振子1周围的电路图。下面使用图2对机械分量电流的检测原理进行说明。这里，如果设电容4的静电电容为CS、设压电振子1的阻尼导纳的静电电容为C0、设分压电阻5的电阻值为R1、设分压电阻6的电阻值为R2、设压电振子1和电容4的连接部的电压为V1、设分压电阻5、6的分压输出电压为V2、设机械分量电流为Im、CS＝aC0，K＝R2/(R1+R2)、设驱动角频率为ω，则算式1Im=jω(aC0)K-1+jω(K+Ka-1)C0(R+j(ωL-1ωC))(V1-V2)---(1)]]>这里，如果设K＝1/(1+a)，则算式2Im＝-jω(1+a)C0(V1-V2)(2)若对此式2进行变形后求解输出电压V1-V2，则算式3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流检测电路，在将电力变换成机械能进行振动的振动体上外加交流电压，检测作为影响该振动体振动的电流成分的机械分量电流，其特征在于包括：在上述振动体上串联地连接了电容的串联电路；与上述串联电路并联地连接，对被外加在该串联电路 的两端的电压进行分压并取出的分压部件；以及检测上述经过了分压的电压之中、上述串联电路的两端以外的端子的电压、与上述串联电路中的振动体和电容的连接部的电压之差的检测部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：片冈健一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]