[go: up one dir, main page]

JP2010010870A - Method of measuring surface voltage of electret and device therefor - Google Patents

Method of measuring surface voltage of electret and device therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2010010870A
JP2010010870A JP2008165423A JP2008165423A JP2010010870A JP 2010010870 A JP2010010870 A JP 2010010870A JP 2008165423 A JP2008165423 A JP 2008165423A JP 2008165423 A JP2008165423 A JP 2008165423A JP 2010010870 A JP2010010870 A JP 2010010870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
electret
electrode
dielectric film
measurement
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.)
Withdrawn
Application number
JP2008165423A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Akino
裕 秋野
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.)
Audio Technica KK
Original Assignee
Audio Technica KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audio Technica KK filed Critical Audio Technica KK
Priority to JP2008165423A priority Critical patent/JP2010010870A/en
Priority to CN200910150487A priority patent/CN101616355A/en
Publication of JP2010010870A publication Critical patent/JP2010010870A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

【課題】エレクトレット誘電体膜の表面電圧をより正確に測定できるようにする。
【解決手段】エレクトレット誘電体膜11の表面電圧を測定するにあたって、振動発生手段34にて駆動される表面が平滑な測定電極37と、インピーダンス変換器41を介して測定電極に接続される信号測定手段と、固定極10に対する参照電極20と、参照電極20に直流電圧を印加する直流電圧源21と、直流電圧を測定する電圧測定手段とを含み、エレクトレット誘電体膜11と参照電極20とを、測定電極37に対して表面積および高さを同一として並置し、振動発生手段34により測定電極37を振動させるとともに、直流電圧源より参照電極20にエレクトレット誘電体膜11の帯電電荷とは逆極性である所定の直流電圧を印加し、電圧測定手段22にて信号測定手段42の読値が最小となる直流電圧を測定し、その逆極性の電圧値をもってエレクトレット誘電体膜11の表面電圧とする。
【選択図】図1
A surface voltage of an electret dielectric film can be measured more accurately.
In measuring the surface voltage of an electret dielectric film 11, a measurement electrode 37 that is driven by a vibration generating means 34 and a signal that is connected to the measurement electrode via an impedance converter 41 is measured. Means, a reference electrode 20 for the fixed electrode 10, a DC voltage source 21 for applying a DC voltage to the reference electrode 20, and a voltage measuring means for measuring the DC voltage. The electret dielectric film 11 and the reference electrode 20 The measurement electrode 37 is juxtaposed with the same surface area and height, the measurement electrode 37 is vibrated by the vibration generating means 34, and the polarity opposite to the charged charge of the electret dielectric film 11 is applied to the reference electrode 20 from the DC voltage source. Is applied, and the voltage measuring means 22 measures the direct current voltage at which the reading value of the signal measuring means 42 is minimum, and has the opposite polarity. The surface voltage of the electret dielectric film 11 with a pressure value.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホン用固定極に設けられているエレクトレットの表面電圧測定方法およびその装置に関し、さらに詳しく言えば、エレクトレットの表面電圧を表面電圧計によることなく、また、周囲の外乱に影響されることなく適正に測定可能とする技術に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the surface voltage of an electret provided on a fixed pole for an electret condenser microphone. More specifically, the surface voltage of the electret does not depend on a surface voltmeter and affects ambient disturbances. The present invention relates to a technique that enables appropriate measurement without being performed.

エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットでは、固定極もしくは振動板のいずれかにエレクトレット誘電体膜を備え、そのエレクトレット誘電体膜をエレクトレット化処理(分極化処理)することにより成極電圧を得ている。   In the electret condenser microphone unit, an electret dielectric film is provided on either the fixed pole or the diaphragm, and the electret dielectric film is electretized (polarized) to obtain a polarization voltage.

そのため、DC−CDコンバーターなどの成極電源が不要であり、マイクロホンの電子回路を簡単にできる利点がある。また、エレクトレット誘電体膜自身が電気絶縁材料であることから、成極電圧の漏洩による雑音が発生しないという利点もある。   Therefore, there is no need for a polarized power source such as a DC-CD converter, and there is an advantage that the electronic circuit of the microphone can be simplified. Further, since the electret dielectric film itself is an electrically insulating material, there is an advantage that noise due to leakage of the polarization voltage does not occur.

エレクトレット誘電体膜には、例えばFEP(Fluorinated Ethylene Propylene)などが用いられる。この種のエレクトレット材は、例えばコロナ放電などにより直流の高電圧が印加されると分極化し、その電圧除去後においても分極化が残存するという特異な性質を有している。通常は、帯電電荷の寿命性の観点からマイスに帯電される。   For the electret dielectric film, for example, FEP (Fluorinated Ethylene Proline) is used. This type of electret material has a unique property that it is polarized when a high DC voltage is applied, for example, by corona discharge, and polarization remains even after the voltage is removed. Usually, it is charged in a nice manner from the viewpoint of the life of the charged charge.

他方において、エレクトレット材を用いることの欠点は、直流高電圧を印加してエレクトレット化するにあたり、その表面電圧を制御することが比較的困難であるため、エージングを適切に行う必要がある。   On the other hand, the disadvantage of using an electret material is that it is relatively difficult to control the surface voltage when applying a direct-current high voltage to form an electret, and thus aging must be performed appropriately.

また、往々にしてエレクトレットの表面電圧にバラツキが生じやすく、固定極側にエレクトレット誘電体膜を設けるバックエレクトレット型の場合、振動板が部分的に吸着されることがある。   In addition, the surface voltage of the electret often tends to vary, and in the case of the back electret type in which the electret dielectric film is provided on the fixed pole side, the diaphragm may be partially adsorbed.

とりわけ、スタジオ収音などに使用されるマイクロホンには、高い性能が求められることから、エージングなどによる表面電圧の調整には細心の注意が必要とされ、また、表面電圧のバラツキは深刻な問題となる。   In particular, since microphones used for studio sound collection are required to have high performance, careful attention is required to adjust the surface voltage due to aging, and variations in surface voltage are a serious problem. Become.

また、バックエレクトレット型、膜エレクトレット型のいずれ場合においても、エレクトレットの表面電圧が全体的に高い場合には、振動板が固定極側に引き寄せられて変位する。このバイアス的な変位によって静電容量が高くなり、これに伴って等価的に表面電圧が高くなったことと同様に感度が上昇する一方で、吸着に対しての安定度が低くなる。   In either case of the back electret type or the membrane electret type, when the surface voltage of the electret is high as a whole, the diaphragm is attracted to the fixed pole side and displaced. This bias-like displacement increases the electrostatic capacity, and as a result, the sensitivity increases in the same manner as the surface voltage increases equivalently, while the stability against adsorption decreases.

エレクトレットの表面電圧は、市販されている非接触方式の例えば振動容量型の表面電圧計で測定することができる。通常、この種の表面電圧計は、距離による誤差が少なくなるように設計されているが、振動板と固定極とを組み立てた状態で、その表面電圧が適正かどうかまでは測定することができない。   The surface voltage of the electret can be measured with a commercially available non-contact type, for example, a vibration capacity type surface voltmeter. Normally, this type of surface voltmeter is designed to reduce errors due to distance, but it is impossible to measure whether the surface voltage is appropriate with the diaphragm and fixed pole assembled. .

そこで、特許文献1には、いずれか一方がエレクトレット化処理されている振動板と固定極とをスペーサを介して対向的に配置して、実際にマイクロホンとして動作する状態とし、発振器によりパワーアンプを介して所定の周波数でスピーカを駆動して振動板に音波を与え、これによって生ずる静電容量の変化をインピーダンス変換器にて測定信号として取り出して、エレクトレットの表面電圧を測定することが提案されている。   Therefore, in Patent Document 1, a diaphragm that is electretized on either side and a fixed pole are arranged to face each other via a spacer to actually operate as a microphone, and a power amplifier is provided by an oscillator. It is proposed to measure the surface voltage of the electret by driving a speaker at a predetermined frequency and applying sound waves to the diaphragm, taking out the change in capacitance caused by this as a measurement signal with an impedance converter. Yes.

特開2006−174125号公報JP 2006-174125 A

しかしながら、上記特許文献1に記載された発明では、スピーカにより振動板に音波を与えて振動板を振動させるようにしていることから、周囲雑音が紛れ込むと測定誤差になりかねない。したがって、周囲雑音が紛れ込まない作業環境が必要とされ、これが測定上の負担になる。   However, in the invention described in the above-mentioned Patent Document 1, since the diaphragm is vibrated by applying sound waves to the diaphragm by a speaker, measurement errors may occur if ambient noise is mixed in. Therefore, a work environment in which ambient noise is not mixed is required, and this becomes a measurement burden.

したがって、本発明の課題は、振動板と固定極とを擬似的に組み合わせた状態で、周囲雑音等の影響を受けることなく、固定極側のエレクトレット誘電体膜の表面電圧をより正確に測定できるようにすることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to measure the surface voltage of the electret dielectric film on the fixed pole side more accurately without being affected by ambient noise or the like in a state where the diaphragm and the fixed pole are combined in a pseudo manner. There is in doing so.

上記課題を解決するため、本発明は、分極化処理されたエレクトレット誘電体膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホン用固定極を被測定固定極として、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を測定するエレクトレットの表面電圧測定方法において、振動発生手段にて駆動される表面が平滑な測定電極と、インピーダンス変換器を介して上記測定電極に接続される信号測定手段(例えばレベルメータ)と、上記被測定固定極に対する参照電極と、上記参照電極に直流電圧を印加する直流電圧源と、上記直流電圧を測定する電圧測定手段(例えば電圧計)とを含み、上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と上記参照電極とを、上記測定電極に対して表面積および高さを同一として並置し、上記振動発生手段により上記測定電極を所定の周波数および振幅で振動させるとともに、上記直流電圧源より上記参照電極に上記エレクトレット誘電体膜の帯電電荷とは逆極性である所定の直流電圧を印加し、上記電圧測定手段にて上記信号測定手段の読値が最小となる上記直流電圧を測定することを特徴としている。   In order to solve the above problems, the present invention provides a surface voltage of an electret that measures the surface voltage of the electret dielectric film using a fixed pole for an electret condenser microphone having a polarized electret dielectric film as a fixed pole to be measured. In the measurement method, the measurement electrode driven by the vibration generating means has a smooth surface, the signal measurement means (for example, a level meter) connected to the measurement electrode via an impedance converter, and the reference to the fixed pole to be measured An electret dielectric film of the fixed electrode to be measured and the reference electrode, each including an electrode, a DC voltage source for applying a DC voltage to the reference electrode, and a voltage measuring means (for example, a voltmeter) for measuring the DC voltage With the same surface area and height with respect to the measurement electrode, and the measurement by the vibration generating means. The pole is vibrated at a predetermined frequency and amplitude, and a predetermined DC voltage having a polarity opposite to the charged charge of the electret dielectric film is applied from the DC voltage source to the reference electrode. The DC voltage that minimizes the reading value of the signal measuring means is measured.

本発明の好ましい態様によれば、上記振動発生手段に発振器により駆動される圧電素子が用いられる。   According to a preferred aspect of the present invention, a piezoelectric element driven by an oscillator is used for the vibration generating means.

また、少なくとも測定中は上記被測定固定極が接地に接続され、非測定中は上記参照電極が接地に接続される。また、上記参照電極に上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と同一の表面積を有する電極が用いられる。   Further, the fixed electrode to be measured is connected to the ground at least during measurement, and the reference electrode is connected to the ground during non-measurement. In addition, an electrode having the same surface area as the electret dielectric film of the fixed electrode to be measured is used as the reference electrode.

他方において、本発明には、分極化処理されたエレクトレット誘電体膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホン用固定極を被測定固定極として、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を測定するエレクトレットの表面電圧測定装置において、上記被測定固定極に対する参照電極と、上記被測定固定極と上記参照電極とが並置される大きさを有する表面が平滑な測定電極と、上記測定電極を所定の周波数および振幅にて振動させる振動発生手段と、インピーダンス変換器を介して上記測定電極に接続される信号測定手段(例えばレベルメータ)と、上記参照電極に上記エレクトレット誘電体膜の帯電電荷とは逆極性である直流電圧を印加する可変直流電圧源と、上記直流電圧を測定する電圧測定手段(例えば電圧計)と、上記測定電極に対して上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と上記参照電極とを同一表面積および同一高さをとして並置する電気絶縁材からなる支持筐体とを備えていることを特徴とするエレクトレットの表面電圧測定装置も含まれる。   On the other hand, the present invention provides an electret surface voltage measuring apparatus for measuring the surface voltage of an electret dielectric film using the electret condenser microphone fixed pole having a polarized electret dielectric film as a measured fixed pole. A reference electrode for the fixed electrode to be measured, a measurement electrode having a smooth surface having a size in which the fixed electrode to be measured and the reference electrode are juxtaposed, and the measurement electrode is vibrated at a predetermined frequency and amplitude. A vibration generating means, a signal measuring means (for example, a level meter) connected to the measurement electrode via an impedance converter, and a DC voltage having a polarity opposite to the charged charge of the electret dielectric film is applied to the reference electrode A variable DC voltage source for measuring, a voltage measuring means (for example, a voltmeter) for measuring the DC voltage, and the measuring voltage The electret dielectric film of the fixed pole to be measured and the reference electrode are provided with a support housing made of an electrical insulating material juxtaposed with the same surface area and the same height. A surface voltage measurement device is also included.

上記エレクトレットの表面電圧測定装置において、上記振動発生手段には発振器により駆動される圧電素子が好ましく採用される。   In the electret surface voltage measuring apparatus, a piezoelectric element driven by an oscillator is preferably employed as the vibration generating means.

また、上記インピーダンス変換器として、コンデンサマイクロホンと同様に、FET(電界効果トランジスタ)が用いられてよい。   Further, as the impedance converter, an FET (field effect transistor) may be used as in the case of the condenser microphone.

また、上記被測定固定極を接地に接続する接地端子を備えており、少なくとも測定中は上記被測定固定極は接地に接続される。   Further, a ground terminal for connecting the fixed pole to be measured to the ground is provided, and the fixed pole to be measured is connected to the ground at least during measurement.

また、上記参照電極を上記可変直流電圧源と接地のいずれかに選択的に接続する切り替えスイッチを備え、非測定時には上記参照電極は接地に接続される。   Further, a changeover switch for selectively connecting the reference electrode to either the variable DC voltage source or the ground is provided, and the reference electrode is connected to the ground during non-measurement.

また、好ましくは、上記支持筐体には上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と上記参照電極の各一部分を同一表面積として上記測定電極に対向させるための2つの開口部が設けられる。上記各開口部は上記エレクトレット誘電体膜の有効電極面とほぼ同じ大きさであることが好ましい。   Preferably, the support housing is provided with two openings for making each part of the electret dielectric film of the fixed electrode to be measured and the reference electrode face the measurement electrode with the same surface area. The openings are preferably approximately the same size as the effective electrode surface of the electret dielectric film.

本発明において、被測定固定極のエレクトレット誘電体膜と参照電極とを測定電極に対して表面積および高さを同一として並置すると、エレクトレット誘電体膜と対向する測定電極の表面にエレクトレット誘電体膜の帯電電荷(通常はマイナス電荷)とは逆極性の電荷(プラス電荷)が誘起され、振動発生手段により測定電極を振動させると、測定電極が擬似的に振動板となり、コンデンサマイクロホンと同様に、その信号がインピーダンス変換器を介して信号測定手段(例えばレベルメータ)に与えられ、この状態で直流電圧源より参照電極にエレクトレット誘電体膜の帯電電荷とは逆極性(プラス)である所定の直流電圧を印加すると、参照電極に対向する測定電極の表面にエレクトレット誘電体膜の帯電電荷と同極性の電荷(マイナス電荷)が誘起され、これにより測定電極の表面にはプラス電荷とマイナス電荷とが混在し、印加される直流電圧を可変として両電荷が中和されると、信号測定手段(例えばレベルメータ)の読値が最小(理想的にはゼロ)となり、そのときの直流電圧値を電圧測定手段(例えば電圧計)で測定すれば、その直流電圧値の逆極性値がエレクトレット誘電体膜の表面電圧となる。   In the present invention, when the electret dielectric film of the fixed electrode to be measured and the reference electrode are juxtaposed with the measurement electrode having the same surface area and height, the electret dielectric film is placed on the surface of the measurement electrode facing the electret dielectric film. When a charge (positive charge) opposite in polarity to the charged charge (usually a negative charge) is induced and the measurement electrode is vibrated by the vibration generating means, the measurement electrode becomes a vibration plate, and like a condenser microphone, A signal is supplied to a signal measuring means (for example, a level meter) via an impedance converter, and in this state, a predetermined DC voltage having a polarity (positive) opposite to that of the electret dielectric film charged from the DC voltage source to the reference electrode Is applied to the surface of the measurement electrode facing the reference electrode, the charge of the same polarity as the electret dielectric film charge (minus As a result, a positive charge and a negative charge are mixed on the surface of the measurement electrode, and when both charges are neutralized by changing the applied DC voltage, the signal measuring means (for example, a level meter) When the reading value is minimum (ideally zero) and the DC voltage value at that time is measured by a voltage measuring means (for example, a voltmeter), the reverse polarity value of the DC voltage value becomes the surface voltage of the electret dielectric film. .

したがって、本発明によれば、振動板と固定極とを擬似的に組み合わせた状態(実際の使用状態に近い態様)で、周囲雑音等の影響を受けることなく、固定極側のエレクトレット誘電体膜の表面電圧をより正確に測定することができる。   Therefore, according to the present invention, the electret dielectric film on the fixed pole side is not affected by ambient noise or the like in a state in which the diaphragm and the fixed pole are combined in a pseudo manner (an aspect close to the actual use state). Can be measured more accurately.

また、主たる構成部品として、振動発生手段(好ましくは圧電素子)と、インピーダンス変換器(好ましくはコンデンサマイクロホン用のFET)およびレベルメータと、直流電源と、参照電極とを用いればよく、いずれも特殊な部品でないため、測定装置を安価に構築することができる。   As main components, vibration generating means (preferably piezoelectric elements), impedance converters (preferably FETs for condenser microphones) and level meters, DC power supplies, and reference electrodes may be used. Since it is not a simple part, the measuring device can be constructed at low cost.

また、例えばエレクトレット誘電体膜や測定電極の測定系に帯電電荷の漏洩が発生すると、参照電極に対する印加電圧に対して測定値が大きくドリフトするため、それに対する処置(例えば、電極の清掃等)を適切に行うことができる。   Also, for example, when charged charge leakage occurs in the electret dielectric film or measurement electrode measurement system, the measured value drifts greatly with respect to the voltage applied to the reference electrode. Can be done appropriately.

次に、図1により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。図1は本発明によるエレクトレットの表面電圧測定装置の構成を概略的に示す模式図である。   Next, although FIG. 1 demonstrates embodiment of this invention, this invention is not limited to this. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of an electret surface voltage measuring apparatus according to the present invention.

図1に示すように、この表面電圧測定装置は、一方の面にエレクトレット誘電体膜11を有するエレクトレットコンデンサマイクロホン用固定極10を被測定固定極として、参照電極20を用いてエレクトレット誘電体膜11の表面電圧を測定する。なお、エレクトレット誘電体膜11は分極化処理にてマイナスに帯電されているものとする。図示しないが、この表面電圧測定装置は、測定時に固定極10を接地するための接地端子を備えている。   As shown in FIG. 1, this surface voltage measuring apparatus uses an electret dielectric film 11 using a reference electrode 20 with an electret condenser microphone fixed pole 10 having an electret dielectric film 11 on one surface as a measured fixed pole. Measure the surface voltage. Note that the electret dielectric film 11 is negatively charged by the polarization process. Although not shown, this surface voltage measuring device includes a ground terminal for grounding the fixed electrode 10 during measurement.

参照電極20には、好ましくはエレクトレット誘電体膜11と同一の表面積を有する電極が用いられる。測定時には、参照電極20に所定の直流電圧が印加される。そのため、この表面電圧測定装置は、測定電源系として、スイッチ23を介して参照電極20に接続される出力電圧可変の直流電圧源21と、その出力電圧を測定する電圧計(電圧測定手段)22とを備える。   The reference electrode 20 is preferably an electrode having the same surface area as the electret dielectric film 11. At the time of measurement, a predetermined DC voltage is applied to the reference electrode 20. For this reason, this surface voltage measuring device is a measurement power source system, and a DC voltage source 21 with variable output voltage connected to the reference electrode 20 via a switch 23, and a voltmeter (voltage measuring means) 22 for measuring the output voltage. With.

また、この表面電圧測定装置は、測定時に固定極10と参照電極20とを並置するための支持筐体30を備える。支持筐体30は、合成樹脂もしくはセラミックなどの電気絶縁材よりなる。   In addition, the surface voltage measuring device includes a support housing 30 for juxtaposing the fixed electrode 10 and the reference electrode 20 at the time of measurement. The support housing 30 is made of an electrical insulating material such as synthetic resin or ceramic.

筐体30内には、所定の間隔をもって高さが等しい支柱32,32が立設されている。支柱32,32の上端間には、金属板よりなる振動板33が掛け渡されている。振動板33の下面側には、振動発生手段としての圧電素子34が設けられている。   In the case 30, support columns 32, 32 having the same height and standing at predetermined intervals are erected. A diaphragm 33 made of a metal plate is stretched between the upper ends of the columns 32 and 32. On the lower surface side of the diaphragm 33, a piezoelectric element 34 as a vibration generating means is provided.

圧電素子34の下面には、圧電素子34に対する一方の駆動電極35が添設されている。この実施形態では、振動板33を圧電素子34に対する他方の駆動電極に兼用し、振動板33と駆動電極35との間に発振器(オシレータ)38が接続される。この実施形態では、振動板33側が接地されているが、駆動電極35側が接地されてもよい。   One drive electrode 35 for the piezoelectric element 34 is attached to the lower surface of the piezoelectric element 34. In this embodiment, the diaphragm 33 is also used as the other drive electrode for the piezoelectric element 34, and an oscillator (oscillator) 38 is connected between the diaphragm 33 and the drive electrode 35. In this embodiment, the diaphragm 33 side is grounded, but the drive electrode 35 side may be grounded.

振動板33の上面には、電気絶縁材36を介して測定電極37が設けられている。測定電極37は、固定極10と参照電極20とを併せた表面積よりも大きな表面積を有し、その表面は平滑であることが好ましい。   A measurement electrode 37 is provided on the upper surface of the vibration plate 33 via an electrical insulating material 36. The measurement electrode 37 has a surface area larger than the combined surface area of the fixed electrode 10 and the reference electrode 20, and the surface thereof is preferably smooth.

支持筐体30の上面には、図1に示すように、固定極10と参照電極20とがそれらが非接触として並置されるが、固定極10のエレクトレット誘電体膜11と参照電極20とを同一表面積として測定電極37と対向させるため、支持筐体の上面には、同一径である2つの開口部31a,31aが穿設されている。   As shown in FIG. 1, the fixed electrode 10 and the reference electrode 20 are juxtaposed on the upper surface of the support housing 30 in a non-contact manner. However, the electret dielectric film 11 and the reference electrode 20 of the fixed electrode 10 are disposed. In order to face the measurement electrode 37 with the same surface area, two openings 31a and 31a having the same diameter are formed on the upper surface of the support housing.

これにより、固定極10と参照電極20とを支持筐体30の上面で開口部31a,31aに位置させて載置することにより、固定極10のエレクトレット誘電体膜11と参照電極20とが、測定電極37に対して同一表面積,同一高さとして対向することになる。なお、開口部31a,31aは、エレクトレット誘電体膜11の有効電極面に対応する大きさであることが好ましい。   Thereby, the electret dielectric film 11 of the fixed electrode 10 and the reference electrode 20 are placed by placing the fixed electrode 10 and the reference electrode 20 on the upper surface of the support housing 30 so as to be positioned in the openings 31a and 31a. It faces the measurement electrode 37 with the same surface area and the same height. The openings 31a and 31a preferably have a size corresponding to the effective electrode surface of the electret dielectric film 11.

また、この表面電圧測定装置は、信号測定系として、測定電極37にインピーダンス変換器41を介して接続されるレベルメータ(信号測定手段)42を備える。インピーダンス変換器41には、高入力インピーダンスのFET(電界効果トランジスタ)が好ましく用いられ、コンデンサマイクロホンのインピーダンス変換回路で代用することもできる。   The surface voltage measuring apparatus includes a level meter (signal measuring means) 42 connected to the measuring electrode 37 via an impedance converter 41 as a signal measuring system. A high input impedance FET (field effect transistor) is preferably used for the impedance converter 41, and an impedance conversion circuit of a capacitor microphone can be substituted.

なお、上記測定電源系に含まれるスイッチ23は、直流電圧電源21と接続される活接点23aと接地接点23bとを有し、この実施形態において、接地接点23bは振動板33を介して接地に接続されている。   The switch 23 included in the measurement power supply system has a live contact 23a and a ground contact 23b connected to the DC voltage power supply 21. In this embodiment, the ground contact 23b is grounded via the diaphragm 33. It is connected.

本発明によれば、一例として、次のようにして固定極10のエレクトレット誘電体膜11の表面電圧が測定される。   According to the present invention, as an example, the surface voltage of the electret dielectric film 11 of the fixed pole 10 is measured as follows.

まず、スイッチ23を接地接点23b側に切り替えて参照電極20を接地し、また、固定極10を接地した状態で、固定極10と参照電極20とを、それぞれ支持筐体30の上面にある開口部31a,31a上に載置して、固定極10のエレクトレット誘電体膜11を測定電極37と対向させる。   First, the switch 23 is switched to the ground contact 23 b side to ground the reference electrode 20, and the fixed electrode 10 and the reference electrode 20 are opened on the upper surface of the support housing 30 with the fixed electrode 10 grounded. The electret dielectric film 11 of the fixed electrode 10 is placed on the portions 31 a and 31 a so as to face the measurement electrode 37.

これにより、測定電極37のエレクトレット誘電体膜11と対向している部分の表面にプラス電荷が誘起され、測定電極37に外部から直流電圧(対接地間)が加えられたのと等価になる(直流電圧バイアス)。なお、固定極10は接地されているため、固定極自身の電位は変化しない。   As a result, a positive charge is induced on the surface of the portion of the measuring electrode 37 facing the electret dielectric film 11, and this is equivalent to the case where a DC voltage (between grounding) is applied to the measuring electrode 37 from the outside ( DC voltage bias). Since the fixed pole 10 is grounded, the potential of the fixed pole itself does not change.

ここで、発振器38より圧電素子34に所定周波数,所定振幅の駆動信号を与えて圧電素子34を動作させて測定電極37を振動させる。これにより、固定極10と測定電極37との間の静電容量が変化し、コンデンサマイクロホンの動作原理にしたがってインピーダンス変換器41から発振器38の周波数と振幅に応じた電気信号が出力され、これに応じてレベルメータは所定の読値を示す。   Here, a drive signal having a predetermined frequency and a predetermined amplitude is given from the oscillator 38 to the piezoelectric element 34 to operate the piezoelectric element 34 to vibrate the measurement electrode 37. As a result, the capacitance between the fixed electrode 10 and the measurement electrode 37 changes, and an electric signal corresponding to the frequency and amplitude of the oscillator 38 is output from the impedance converter 41 according to the principle of operation of the condenser microphone. In response, the level meter indicates a predetermined reading.

次に、スイッチ23を活接点23a側に切り替えて、直流電圧源21より参照電極20にプラス(対接地)の所定電圧を印加する。これにより、測定電極37の参照電極20と対向している部分の表面にマイナス電荷が誘起され、先に誘起されている測定電極37上のプラス電荷が次第に中和される。   Next, the switch 23 is switched to the live contact 23 a side, and a positive (predetermined) predetermined voltage is applied from the DC voltage source 21 to the reference electrode 20. As a result, a negative charge is induced on the surface of the portion of the measurement electrode 37 facing the reference electrode 20, and the positive charge on the measurement electrode 37 previously induced is gradually neutralized.

このようにして、プラス電荷の中和が進行すると、あたかも上記直流電圧バイアスが低くなったようになり、完全に中和した状態では、インピーダンス変換器41の出力がなくなるため、レベルメータ42の読値が最小(理想的にはゼロ)になる。   In this way, when the neutralization of the positive charge proceeds, it is as if the DC voltage bias is lowered, and in the completely neutralized state, the output of the impedance converter 41 is lost, so the reading of the level meter 42 Is minimized (ideally zero).

このときの参照電極20に印加される直流電圧の逆極性の電圧が、エレクトレット誘電体膜11の表面電圧に等しい。   At this time, a voltage having a polarity opposite to the DC voltage applied to the reference electrode 20 is equal to the surface voltage of the electret dielectric film 11.

したがって、レベルメータ42を見ながら、参照電極20に印加する直流電圧を低電圧から高電圧に向けてスイープしていき、レベルメータ42の読値が最小を示したときの直流電圧を電圧計22で測定することにより、その測定電圧の逆極性電圧をもってエレクトレット誘電体膜11の表面電圧とすることができる。   Therefore, while looking at the level meter 42, the DC voltage applied to the reference electrode 20 is swept from the low voltage to the high voltage, and the DC voltage when the reading of the level meter 42 shows the minimum is obtained by the voltmeter 22. By measuring, the surface voltage of the electret dielectric film 11 can be obtained with the reverse polarity voltage of the measured voltage.

なお、測定後にスイッチ23を接地接点23b側に切り替えて、参照電極20を接地に接続することにより、参照電極20の電荷が放電されるため、次の測定を行ううえで支障は生じない。   In addition, since the charge of the reference electrode 20 is discharged by switching the switch 23 to the ground contact 23b side after the measurement and connecting the reference electrode 20 to the ground, there is no trouble in performing the next measurement.

以上説明したように、本発明によれば、振動板と固定極とを擬似的に組み合わせた状態(実際の使用状態に近い態様)で、周囲雑音等の影響を受けることなく、固定極側のエレクトレット誘電体膜の表面電圧をより正確に測定することができる。   As described above, according to the present invention, in a state where the diaphragm and the fixed pole are combined in a pseudo manner (a mode close to the actual use state), the fixed pole side is not affected by ambient noise or the like. The surface voltage of the electret dielectric film can be measured more accurately.

また、主たる構成部品として、振動発生手段(好ましくは圧電素子)と、インピーダンス変換器(好ましくはコンデンサマイクロホン用のFET)およびレベルメータと、直流電源と、参照電極とを用いればよく、いずれも特殊な部品でないため、測定装置を安価に構築することができる。   As main components, vibration generating means (preferably piezoelectric elements), impedance converters (preferably FETs for condenser microphones) and level meters, DC power supplies, and reference electrodes may be used. Since it is not a simple part, the measuring device can be constructed at low cost.

また、例えばエレクトレット誘電体膜や測定電極の測定系に帯電電荷の漏洩が発生すると、参照電極に対する印加電圧に対して測定値が大きくドリフトするため、それに対する処置(例えば、電極の清掃等)を適切に行うことができる。   Also, for example, when charged charge leakage occurs in the electret dielectric film or measurement electrode measurement system, the measured value drifts greatly with respect to the voltage applied to the reference electrode. Can be done appropriately.

なお、支持筐体30に形成されている2つの開口部31a,31aが同径であることにより、固定極10と参照電極20の測定電極37に対する表面積(対向面積)が同じになるため、必ずしも固定極10と参照電極20とが同一形状である必要はない。   In addition, since the two openings 31a and 31a formed in the support housing 30 have the same diameter, the surface area (opposing area) of the fixed electrode 10 and the reference electrode 20 with respect to the measurement electrode 37 is the same. The fixed electrode 10 and the reference electrode 20 do not have to have the same shape.

また、例えばマイクロコンピュータなどの制御部を用意し、自動制御方式とすることもできる。   For example, a control unit such as a microcomputer may be prepared to adopt an automatic control method.

すなわち、インピーダンス変換器の出力をA/D変換して、そのデジタル信号を上記レベルメータ42の最小値に相当する閾値が設定されたコンパレータに入力するとともに、電圧計22の出力をA/D変換してデジタル信号として得るようにし、制御部にて、コンパレータの出力が出された時点の直流電圧を読み、その逆極性の電圧値をエレクトレット誘電体膜の表面電圧としてディスプレイなどに表示させることも可能である。   That is, the output of the impedance converter is A / D converted, the digital signal is input to a comparator in which a threshold value corresponding to the minimum value of the level meter 42 is set, and the output of the voltmeter 22 is A / D converted. The control unit reads the DC voltage at the time when the output of the comparator is output, and displays the voltage value of the opposite polarity on the display as the surface voltage of the electret dielectric film. Is possible.

本発明によるエレクトレットの表面電圧測定装置の構成を概略的に示す模式図。The schematic diagram which shows schematically the structure of the surface voltage measuring apparatus of the electret by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 固定極
11 エレクトレット誘電体膜
20 参照電極
21 直流電圧原
22 電圧計(電圧測定手段)
23 スイッチ
30 支持筐体
31a 開口部
33 振動板
34 圧電素子
37 測定電極
41 インピーダンス変換器
42 レベルメータ(信号測定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fixed electrode 11 Electret dielectric film 20 Reference electrode 21 DC voltage source 22 Voltmeter (voltage measuring means)
23 switch 30 support housing 31a opening 33 diaphragm 34 piezoelectric element 37 measurement electrode 41 impedance converter 42 level meter (signal measurement means)

Claims (12)

分極化処理されたエレクトレット誘電体膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホン用固定極を被測定固定極として、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を測定するエレクトレットの表面電圧測定方法において、
振動発生手段にて駆動される表面が平滑な測定電極と、インピーダンス変換器を介して上記測定電極に接続される信号測定手段と、上記被測定固定極に対する参照電極と、上記参照電極に直流電圧を印加する直流電圧源と、上記直流電圧を測定する電圧測定手段とを含み、
上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と上記参照電極とを、上記測定電極に対して表面積および高さを同一として並置し、上記振動発生手段により上記測定電極を所定の周波数および振幅で振動させるとともに、上記直流電圧源より上記参照電極に上記エレクトレット誘電体膜の帯電電荷とは逆極性である所定の直流電圧を印加し、上記電圧測定手段にて上記信号測定手段の測定値が最小となる上記直流電圧を測定することを特徴とするエレクトレットの表面電圧測定方法。
In the electret surface voltage measuring method for measuring the surface voltage of the electret dielectric film, using the electret condenser microphone fixed pole having a polarized electret dielectric film as a measured fixed pole,
A measurement electrode having a smooth surface driven by vibration generating means, a signal measurement means connected to the measurement electrode via an impedance converter, a reference electrode for the fixed pole to be measured, and a DC voltage applied to the reference electrode A DC voltage source for applying the voltage, and voltage measuring means for measuring the DC voltage,
The electret dielectric film of the fixed pole to be measured and the reference electrode are juxtaposed with the same surface area and height with respect to the measurement electrode, and the measurement electrode is vibrated at a predetermined frequency and amplitude by the vibration generating means. In addition, a predetermined DC voltage having a polarity opposite to the charged charge of the electret dielectric film is applied from the DC voltage source to the reference electrode, and the measured value of the signal measuring means is minimized by the voltage measuring means. A method for measuring the surface voltage of an electret, characterized in that the DC voltage is measured.
上記振動発生手段に発振器により駆動される圧電素子を用いることを特徴とする請求項1に記載のエレクトレットの表面電圧測定方法。   2. The electret surface voltage measuring method according to claim 1, wherein a piezoelectric element driven by an oscillator is used as the vibration generating means. 少なくとも測定中は上記被測定固定極を接地に接続することを特徴とする請求項1または2に記載のエレクトレットの表面電圧測定方法。   3. The electret surface voltage measurement method according to claim 1, wherein the measured fixed pole is connected to the ground at least during measurement. 非測定中は上記参照電極を接地に接続することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のエレクトレットの表面電圧測定方法。   4. The electret surface voltage measurement method according to claim 1, wherein the reference electrode is connected to ground during non-measurement. 上記参照電極に上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と同一の表面積を有する電極を用いることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のエレクトレットの表面電圧測定方法。   5. The electret surface voltage measuring method according to claim 1, wherein an electrode having the same surface area as the electret dielectric film of the fixed electrode to be measured is used as the reference electrode. 分極化処理されたエレクトレット誘電体膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホン用固定極を被測定固定極として、上記エレクトレット誘電体膜の表面電圧を測定するエレクトレットの表面電圧測定装置において、
上記被測定固定極に対する参照電極と、上記被測定固定極と上記参照電極とが並置される大きさを有する表面が平滑な測定電極と、上記測定電極を所定の周波数および振幅にて振動させる振動発生手段と、インピーダンス変換器を介して上記測定電極に接続される信号測定手段と、上記参照電極に上記エレクトレット誘電体膜の帯電電荷とは逆極性である直流電圧を印加する可変直流電圧源と、上記直流電圧を測定する電圧測定手段と、上記測定電極に対して上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と上記参照電極とを同一表面積および同一高さをとして並置する電気絶縁材からなる支持筐体とを備えていることを特徴とするエレクトレットの表面電圧測定装置。
In the electret surface voltage measuring device for measuring the surface voltage of the electret dielectric film, using the electret condenser microphone fixed pole having a polarized electret dielectric film as a measured fixed pole,
A reference electrode for the fixed electrode to be measured, a measurement electrode having a smooth surface having a size in which the fixed electrode to be measured and the reference electrode are juxtaposed, and vibration for vibrating the measurement electrode at a predetermined frequency and amplitude Generating means, signal measuring means connected to the measurement electrode via an impedance converter, and a variable DC voltage source for applying a DC voltage having a polarity opposite to the charged charge of the electret dielectric film to the reference electrode And a voltage measuring means for measuring the DC voltage, and an electrical insulating material for juxtaposing the electret dielectric film of the fixed electrode to be measured and the reference electrode with the same surface area and the same height with respect to the measurement electrode. An electret surface voltage measuring device comprising a support housing.
上記振動発生手段が発振器により駆動される圧電素子よりなることを特徴とする請求項6に記載のエレクトレットの表面電圧測定装置。   7. The electret surface voltage measuring apparatus according to claim 6, wherein the vibration generating means comprises a piezoelectric element driven by an oscillator. 上記インピーダンス変換器としてFETが用いられることを特徴とする請求項6または7に記載のエレクトレットの表面電圧測定装置。   8. The electret surface voltage measuring apparatus according to claim 6, wherein an FET is used as the impedance converter. 上記被測定固定極を接地に接続する接地端子を備えていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1項に記載のエレクトレットの表面電圧測定装置。   9. The electret surface voltage measuring device according to claim 6, further comprising a ground terminal for connecting the fixed pole to be measured to the ground. 上記参照電極を上記可変直流電圧源と接地のいずれかに選択的に接続する切り替えスイッチを備えていることを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載のエレクトレットの表面電圧測定装置。   10. The electret surface voltage measuring device according to claim 6, further comprising a changeover switch for selectively connecting the reference electrode to either the variable DC voltage source or the ground. . 上記支持筐体には上記被測定固定極の上記エレクトレット誘電体膜と上記参照電極の各一部分を同一表面積として上記測定電極に対向させるための2つの開口部が設けられていることを特徴とする請求項6ないし10のいずれか1項に記載のエレクトレットの表面電圧測定装置。   The support housing is provided with two openings for making the electret dielectric film of the fixed pole to be measured and each part of the reference electrode face the measurement electrode with the same surface area. The surface voltage measuring device for electrets according to any one of claims 6 to 10. 上記各開口部は上記エレクトレット誘電体膜の有効電極面とほぼ同じ大きさであることを特徴とする請求項11に記載のエレクトレットの表面電圧測定装置。   12. The electret surface voltage measuring device according to claim 11, wherein each of the openings has substantially the same size as an effective electrode surface of the electret dielectric film.
JP2008165423A 2008-06-25 2008-06-25 Method of measuring surface voltage of electret and device therefor Withdrawn JP2010010870A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008165423A JP2010010870A (en) 2008-06-25 2008-06-25 Method of measuring surface voltage of electret and device therefor
CN200910150487A CN101616355A (en) 2008-06-25 2009-06-25 Method and device for measuring surface voltage of electret

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008165423A JP2010010870A (en) 2008-06-25 2008-06-25 Method of measuring surface voltage of electret and device therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010010870A true JP2010010870A (en) 2010-01-14

Family

ID=41495692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008165423A Withdrawn JP2010010870A (en) 2008-06-25 2008-06-25 Method of measuring surface voltage of electret and device therefor

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2010010870A (en)
CN (1) CN101616355A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012032153A (en) * 2010-07-28 2012-02-16 Tsuda Electric Meters Co Ltd Non-contact dc voltage detector
WO2012108258A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-16 独立行政法人産業技術総合研究所 Method and apparatus for measuring electrostatic charge

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5834800B2 (en) * 2011-11-15 2015-12-24 オムロン株式会社 Surface potential sensor and copying machine
CN104768111B (en) * 2015-03-31 2018-01-30 歌尔股份有限公司 Suppress the speaker unit and adjustment vibrating diaphragm equilbrium position and pliable method of polarization
CN106771676A (en) * 2017-01-27 2017-05-31 中国计量大学 Based on the electric-field sensor probe that electrostriction material and electret are constructed
CN114322827B (en) * 2021-12-13 2023-12-01 北京纳米能源与系统研究所 Non-contact sensor and related method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012032153A (en) * 2010-07-28 2012-02-16 Tsuda Electric Meters Co Ltd Non-contact dc voltage detector
WO2012108258A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-16 独立行政法人産業技術総合研究所 Method and apparatus for measuring electrostatic charge
JP5665151B2 (en) * 2011-02-09 2015-02-04 独立行政法人産業技術総合研究所 Electrostatic charge measurement method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN101616355A (en) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3792204A (en) Acoustic transducer using a piezoelectric polyvinylidene fluoride resin film as the oscillator
JP2010010870A (en) Method of measuring surface voltage of electret and device therefor
CN102177421B (en) Device for determining and/or monitoring a process parameter of a medium
US3592967A (en) Ultrasonic detector
US10681473B2 (en) High performance sealed-gap capacitive microphone
JP5574488B2 (en) Condenser microphone
JP2010283595A (en) Microphone
CN104170404A (en) Transducer with motion control
US2471601A (en) Variable resistance phonograph pickup
US9321080B2 (en) Electromechanical transducer and method for detecting sensitivity variation of electromechanical transducer
JP4410220B2 (en) Ion generator performance measuring device
CN106771676A (en) Based on the electric-field sensor probe that electrostriction material and electret are constructed
JP4740586B2 (en) Electret surface voltage measuring device
JP5051893B2 (en) Membrane stiffness measuring device
CN112166312B (en) Sensor device and method for operating a sensor device
JP2008042436A (en) Manufacturing method of electret condenser headphone unit
JPH109944A (en) Vibration sensor
JP4961362B2 (en) Measuring method of electric potential between both electrodes of electret capacitor
CN222655323U (en) Double back pole push-pull output electret capacitor microphone
KR100812688B1 (en) Condenser Microphone
JP7588109B2 (en) Detection switch and sound detection system using the same
CN217037463U (en) Micro-electro-mechanical system device
KR100812690B1 (en) Condenser microphone
JP2010112934A (en) Apparatus and method for measuring membrane stiffness
JP5046982B2 (en) Method of measuring surface voltage of electret film in back electret condenser microphone unit

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110906