JP2875741B2 - Optical tension measuring device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、二点間に張設された測
定対象物(例えば、弦又はベルト状の弾性体)の振動波
形を計測する計測部と、この計測部により計測された測
定対象の振動波形より振動周期を算出して、測定対象の
張力を算出する算出部とを備えた光学式張力測定装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring section for measuring a vibration waveform of an object to be measured (for example, a string or a belt-like elastic body) stretched between two points, and a measuring section for measuring the vibration waveform. The present invention relates to an optical tension measuring device comprising: a calculating unit that calculates a vibration cycle from a vibration waveform of a measurement target and calculates a tension of the measurement target.
【0002】[0002]
【従来の技術】二点間に張設された弦又はベルト状の弾
性体の張力を測定する装置として、従来より、材料力学
的たわみ計算法に基づき、弾性体の荷重やたわみを、バ
ネ秤や測長器で測定して、演算により求めるように構成
された張力測定装置が用いられていた。しかし、たわみ
計算法は、たわみを測定するための基準点を機械的に確
保する必要がある等、測定自体が困難かつ煩雑であり、
また精度上の限界もあることから、この計算法を用いた
張力測定装置は、現在ではほとんど使用されていないの
が実情である。2. Description of the Related Art As a device for measuring the tension of a string-like or belt-like elastic body stretched between two points, a load or deflection of the elastic body is conventionally measured by a spring balance based on a material dynamic deflection calculation method. And a tension measuring device configured to measure by a length measuring device and obtain by calculation. However, the deflection calculation method is difficult and complicated, such as the need to mechanically secure a reference point for measuring the deflection,
In addition, there is a limit in accuracy, so that a tension measuring device using this calculation method is hardly used at present.
【0003】そのため、これに代わるものとして、被測
定対象物である弾性体固有のn次自由振動数を、音波や
光電磁波(可視光、赤外光等)を用いて測定し、弦の固
有振動方程式より演算によって張力を求めるように構成
された張力測定装置が提案されている(例えば、特開平
3−61633号公報、実開昭62−12832号公
報、特開昭63−11826号公報等)。[0003] As an alternative to this, the n-order free frequency inherent to the elastic body to be measured is measured by using a sound wave or a photoelectromagnetic wave (visible light, infrared light, etc.), and the characteristic of the string is measured. There have been proposed tension measuring devices configured to obtain a tension by calculation from a vibration equation (for example, JP-A-3-61633, JP-A-62-12832, JP-A-63-11826). ).
【0004】弦の固有振動方程式による張力の算出方法
としては、上記したように音波による方法と、光電磁波
による方法の2つの方法に大別される。As described above, methods of calculating the tension based on the natural vibration equation of a string are roughly classified into two methods, a method using a sound wave and a method using a photoelectromagnetic wave.
【0005】このうち音波による方法は、測定対象物の
振動を発音源として、この発音源の振動を音圧センサや
マイクロフォン等によって測定し、測定した音波の周波
数スペクトラム分析を行って、n次自由振動数F(H
z)を求める。そして、下式(1)の振動方程式に、こ
のn次自由振動数とその他の必要な定数とを代入して、
測定対象物である弦の張力を演算により求めるものであ
る。又は、発音源の源音の波形から直接に周期を計測
し、自由振動数から張力を演算によって求めるものであ
る。In the method using sound waves, the vibration of the sound source is measured by a sound pressure sensor, a microphone, or the like, and the frequency spectrum of the measured sound waves is analyzed. Frequency F (H
z). Then, the n-order free frequency and other necessary constants are substituted into the vibration equation of the following equation (1),
The tension of the string, which is the object to be measured, is obtained by calculation. Alternatively, the period is directly measured from the waveform of the source sound of the sound source, and the tension is calculated from the free frequency.
【0006】[0006]
【数1】 F=n/(2×L)×〔(T×g)/W〕1/2 ・・・(1) ただし、n=振動次数 (無次元) L=二点間距離 (m) T=張力 (kgf) g=重力加速度 (m/sec2 ) w=単位重量 (kgf/m) また、光電磁波による方法は、測定対象物の位置変位を
基準座標系より連続した振動変位波形として測定し、こ
の測定した振動波の周波数スペクトラム分析を行って、
n次自由振動数F(Hz)を求める。その後、上記した
音波による方法と同様にして、上記(1)式に各数値を
代入し、測定対象物である弦の張力を演算により求める
ものである。F = n / (2 × L) × [(T × g) / W] 1/2 (1) where n = vibration order (dimensionless) L = distance between two points (m T = tension (kgf) g = gravitational acceleration (m / sec 2 ) w = unit weight (kgf / m) In the method using photoelectromagnetic waves, the position displacement of the object to be measured is a continuous vibration displacement waveform from the reference coordinate system. The frequency spectrum analysis of the measured vibration wave was performed as
The nth free frequency F (Hz) is obtained. Thereafter, in the same manner as in the above-described method using sound waves, each numerical value is substituted into the above equation (1), and the tension of the string to be measured is calculated.
【0007】この場合、上記した音波による方法では、
測定可能な周波数帯域は35〜300Hzであり、35
Hz以下(例えば、25〜35Hz)の低周波数(可聴
下限周波数)になると、S/Nが急激に低下して検出不
可能になるといった問題がある。[0007] In this case, in the above-described method using sound waves,
The measurable frequency band is 35 to 300 Hz.
When the frequency is lower than Hz (for example, 25 to 35 Hz) (lower limit audible frequency), there is a problem that the S / N is rapidly reduced and the detection becomes impossible.
【0008】また、上記した光電磁波による方法では、
光検出センサとしてCCD(ChargeCoupled Device )
イメージセンサや、PSD(Position Sensitive Detec
tors)位置検出素子、その他半導体レーザを応用したも
の等があるが、いずれのセンサも高価であり、また取り
扱いも難しい。とりわけセンサの位置決め等の困難さを
伴うといった構造上の問題もある。[0008] In the above-described method using photoelectromagnetic waves,
CCD (ChargeCoupled Device) as light detection sensor
Image sensors and PSD (Position Sensitive Detec)
tors) There are position detection elements and others using semiconductor lasers, but all sensors are expensive and difficult to handle. In particular, there is a structural problem that involves difficulty in positioning the sensor.
【0009】そのため、このような問題を解消すべく、
光電磁波による方法では、光検出センサとして反射型光
センサを用いる方法が提案されている。Therefore, in order to solve such a problem,
In the method using a photoelectromagnetic wave, a method using a reflection type optical sensor as a light detection sensor has been proposed.
【0010】図9は、測定対象物(例えば、伝動ベルト
等)の変位振動を検出する光学式張力測定装置に用いら
れる従来の反射型光センサ70の構造を示している。FIG. 9 shows the structure of a conventional reflection type optical sensor 70 used in an optical tension measuring device for detecting the displacement vibration of an object to be measured (for example, a transmission belt).
【0011】この反射型光センサ70は、発光部71の
光軸(指向感度最大方向軸)71aと、受光部72の光
軸(指向感度最大方向軸)72aとが、静止状態の伝動
ベルト73の被測定面73a(この状態での被測定面7
3aの位置する面を基準面Aとする)上で、ある一定の
角度で交わるように、発光部71と受光部72とが配置
されている。すなわち、光軸71aの入射角度(基準面
A上の交点cで交わる垂線Yに対する角度)と、光軸7
2aの反射角度(基準面A上の交点cで交わる垂線Yに
対する角度)とが等しくなるように、発光部71と受光
部72とが配置されている。In the reflection type optical sensor 70, an optical axis (a direction direction maximum direction sensitivity axis) 71a of a light emitting section 71 and an optical axis (a direction direction maximum direction axis) 72a of a light receiving section 72 are connected to a stationary transmission belt 73. Measured surface 73a (measured surface 7 in this state)
The light emitting unit 71 and the light receiving unit 72 are arranged so as to intersect with each other at a certain angle on the surface where 3a is located). That is, the incident angle of the optical axis 71a (the angle with respect to the perpendicular Y intersecting at the intersection c on the reference plane A) and the optical axis 7
The light emitting unit 71 and the light receiving unit 72 are arranged so that the reflection angle of 2a (the angle with respect to the perpendicular Y intersecting at the intersection c on the reference plane A) is equal.
【0012】このように配置する理由は、エネルギー効
率が最大となるからである。つまり、発光部71である
発光ダイオードへの供給電流が少なくて済むので、その
結果としてダイオードの寿命を延ばすことができるとと
もに、電池の消耗も最小限に抑えることができるからで
ある。The reason for this arrangement is that the energy efficiency is maximized. That is, since the supply current to the light emitting diode, which is the light emitting unit 71, can be reduced, the life of the diode can be extended, and the consumption of the battery can be minimized.
【0013】このような構成において、伝動ベルト73
を自由振動させた場合、基準面Aを中心として一次の振
動モードを発生する。In such a configuration, the transmission belt 73
, A primary vibration mode is generated around the reference plane A.
【0014】そして、このときの振動は、基準面Aでの
正反射が受光部72にとっては最大の光量(受光量)と
なり、伝動ベルト73がこの基準面Aから最も離れた位
置〔すなわち、反射型光センサ70に最も近づいた位置
(図10に示す位置)と、最も離れた位置(図11に示
す位置)〕となったときの正反射が、受光部72にとっ
ては最小の光量(受光量)となる。The vibration at this time is such that specular reflection on the reference plane A becomes the maximum light quantity (light reception quantity) for the light receiving unit 72, and the transmission belt 73 is located at the position farthest from the reference plane A (ie, the reflection). The regular reflection at the position closest to the mold optical sensor 70 (the position shown in FIG. 10) and the position farthest away (the position shown in FIG. 11)] is the minimum light amount (light receiving amount) for the light receiving unit 72. ).
【0015】つまり、振動開始後、伝動ベルト73の被
測定面73aが、基準面Aを中心として反射型光センサ
70から遠ざかるときも、また反射型光センサ70に近
づくときも、共に受光部72への入射光量が減少するこ
とになる。That is, when the measured surface 73a of the transmission belt 73 moves away from the reflection type optical sensor 70 around the reference plane A or approaches the reflection type optical sensor 70 after the start of the vibration, the light receiving section 72 is used. The amount of light incident on the light source is reduced.
【0016】受光部72であるフォトトランジスタの出
力電圧レベルは、入射光量に直線的に比例して変化す
る。そのため、この出力電圧は、伝動ベルト73の被測
定面73aが基準面Aにあるとき最大となり、この基準
面Aから離れるに従って低下することになる。The output voltage level of the phototransistor as the light receiving section 72 changes linearly in proportion to the amount of incident light. Therefore, this output voltage becomes maximum when the measured surface 73a of the power transmission belt 73 is on the reference surface A, and decreases as the distance from the reference surface A increases.
【0017】すなわち、伝動ベルト73の振動(すなわ
ち、基準面Aからの被測定面73aの移動距離)に対す
る受光部72の出力電圧の関係は、図12に示すよう
に、基準面Aを頂点とした山形波形(符号61により示
す)となる。この特性により、伝動ベルト73の振動に
よる受光部72への入射光量波形(符号62により示
す)と、これに対応する受光部72の出力電圧波形(符
号63により示す)との関係は、図示の如く、入射光量
波形の周期(すなわち、伝動ベルト73の振動周期)T
(sec)に対して、出力電圧波形の周期がT/2(s
ec)となっている。That is, the relationship between the output voltage of the light receiving section 72 and the vibration of the transmission belt 73 (ie, the moving distance of the surface 73a to be measured from the reference surface A) is, as shown in FIG. The result is a chevron waveform (indicated by reference numeral 61). Due to this characteristic, the relationship between the waveform of the amount of light incident on the light receiving unit 72 (shown by reference numeral 62) due to the vibration of the transmission belt 73 and the corresponding output voltage waveform (shown by reference numeral 63) of the light receiving unit 72 is shown in FIG. As described above, the cycle of the incident light amount waveform (that is, the oscillation cycle of the transmission belt 73) T
(Sec), the cycle of the output voltage waveform is T / 2 (s)
ec).
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】つまり、出力電圧波形
の周波数が伝動ベルト73の振動周波数の2倍の周波数
となる。この不具合を解消する方法として、図12に示
す山形特性の右半分(又は左半分)を使用する方法もあ
るが、この方法では、反射型光センサ70の位置設定が
困難となり、また測定範囲も狭くなることから、実用化
には適さないといった問題があった。That is, the frequency of the output voltage waveform is twice as high as the vibration frequency of the transmission belt 73. As a method of solving this problem, there is a method of using the right half (or the left half) of the chevron characteristic shown in FIG. 12, but this method makes it difficult to set the position of the reflection type optical sensor 70, and the measurement range is also reduced. There was a problem that it was not suitable for practical use due to the narrowing.
【0019】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、計測部に拡散反射型又は
無指向性反射型の光センサを用いることにより、計測部
と測定対象物との距離の微調整や正確な位置設定等を不
要とするとともに、低周波を含む広い周波数帯域での測
定を可能とした光学式張力測定装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to use a diffuse reflection type or omnidirectional reflection type optical sensor for the measurement unit so that the measurement unit and the object to be measured can be used. It is an object of the present invention to provide an optical tension measuring device which does not require fine adjustment of a distance to an object, accurate position setting, and the like, and enables measurement in a wide frequency band including a low frequency.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係わる請求項1記載の光学式張力測定装置
は、二点間に張設された測定対象物の振動波形を計測す
る計測部と、この計測部により計測された前記測定対象
物の振動波形より振動周期を算出して、前記測定対象物
の張力を算出する算出部とを備えた光学式張力測定装置
に適用し、前記計測部は、複数個の発光部と1個の受光
部とからなり、前記受光部は、その光軸が前記測定対象
物の被測定面に対して直交するように配置され、前記各
発光部は、前記受光部を中心としてそれぞれが対称位置
に配置されるとともに、各光軸が前記被測定面に対して
直交するように配置された、拡散反射型又は無指向性反
射型の光センサにより形成されたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical tension measuring device for measuring a vibration waveform of a measurement object stretched between two points. Unit, the vibration period is calculated from the vibration waveform of the measurement object measured by the measurement unit, applied to an optical tension measurement device including a calculation unit that calculates the tension of the measurement object, The measuring unit includes a plurality of light emitting units and one light receiving unit, and the light receiving unit is disposed so that an optical axis thereof is orthogonal to a surface to be measured of the measurement object, Are arranged at symmetrical positions with respect to the light receiving section, and arranged such that each optical axis is orthogonal to the surface to be measured, by a diffuse reflection type or omnidirectional reflection type optical sensor. It was formed.
【0021】また、本発明に係わる請求項2記載の光学
式張力測定装置は、上記請求項1記載の構成において、
前記測定対象物を、二点間に張設された弦又はベルト状
の弾性体としたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical tension measuring apparatus according to the first aspect, wherein:
The object to be measured is a string or belt-like elastic body stretched between two points.
【0022】また、本発明に係わる請求項3記載の光学
式張力測定装置は、上記請求項1記載の構成におい、前
記各発光部を、前記受光部を中心として前記被測定面に
沿う方向の対称位置にそれぞれ配置したものである。According to a third aspect of the present invention, in the optical tension measuring apparatus according to the first aspect, each of the light emitting units is arranged so that each of the light emitting units is arranged in a direction along the surface to be measured with the light receiving unit as a center. These are arranged at symmetrical positions.
【0023】また、本発明に係わる請求項4記載の光学
式張力測定装置は、上記請求項1記載の構成において、
前記各発光部を、前記受光部を中心として2次元方向の
対称位置にそれぞれ配置したものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical tension measuring device according to the first aspect of the invention.
The respective light emitting units are arranged at symmetrical positions in a two-dimensional direction with the light receiving unit as a center.
【0024】[0024]
【作用】本発明に係わる請求項1記載の光学式張力測定
装置の作用について説明する。The operation of the optical tension measuring device according to the first aspect of the present invention will be described.
【0025】測定対象物の振動波形を計測する計測部
を、複数個の発光部と1個の受光部とからなる拡散反射
型又は無指向性反射型の光センサにより形成する。そし
て、受光部は、その光軸が測定対象物の被測定面に対し
て直交するように配置する。また、各発光部は、この受
光部を中心としてそれぞれを対称位置に配置するととも
に、各光軸が被測定面に対して直交するように配置す
る。つまり、各発光部の光軸と受光部の光軸とが平行と
なるように配置し、測定対象物の被測定面上で各光軸が
交わらないようにする。The measuring section for measuring the vibration waveform of the object to be measured is formed by a diffuse reflection type or non-directional reflection type optical sensor comprising a plurality of light emitting sections and one light receiving section. The light receiving unit is arranged so that its optical axis is orthogonal to the surface to be measured of the measurement object. In addition, each light emitting unit is arranged at a symmetrical position with the light receiving unit as a center, and arranged such that each optical axis is orthogonal to the surface to be measured. That is, the optical axes of the light emitting units and the light receiving units are arranged so as to be parallel to each other so that the optical axes do not intersect on the surface to be measured of the measurement object.
【0026】このように、計測部として複数個の発光部
と1個の受光部とからなる拡散反射型又は無指向性反射
型の光センサを用い、かつ各光軸が平行となるように、
受光部を中心とする対称位置に発光部を配置したことに
より、受光部からの出力電圧波形は、図12に示した従
来の山形特性から、一方向にのみ傾斜する直線特性とな
る。As described above, a diffuse reflection type or omnidirectional reflection type optical sensor including a plurality of light emitting units and one light receiving unit is used as a measuring unit, and the optical axes are parallel to each other.
By disposing the light emitting portion at symmetrical positions around the light receiving portion, the output voltage waveform from the light receiving portion, the conventional chevron characteristics shown in FIG. 12, a straight line characteristic which is inclined in one direction only.
【0027】そして、この特性により、測定対象物の振
動による受光部への入射光量波形と、これに対応する受
光部の出力電圧波形との関係は、同じ周期の波形とな
る。また、この特性により、従来のように基準座標系を
設けて変位量を測定するといった必要も無いことから、
測定対象物に対する計測部の配設位置も、測定可能範囲
内において任意に設定すればよいことになる。つまり、
従来は必要であった計測部の微調整や正確な位置設定と
いった作業が不要となる。With this characteristic, the relationship between the waveform of the amount of light incident on the light receiving unit due to the vibration of the object to be measured and the corresponding output voltage waveform of the light receiving unit has the same period. In addition, because of this characteristic, there is no need to provide a reference coordinate system and measure the amount of displacement as in the related art.
The arrangement position of the measurement unit with respect to the measurement target may be arbitrarily set within the measurable range. That is,
This eliminates the need for operations such as fine adjustment of the measuring unit and accurate position setting, which were conventionally required.
【0028】本発明に係わる請求項2記載の光学式張力
測定装置の作用について説明する。The operation of the optical tension measuring device according to the second aspect of the present invention will be described.
【0029】上記構成の計測部を、二点間に張設された
弦又はベルト状の弾性体の張力測定に適用する。The measuring section having the above configuration is applied to the tension measurement of a string or belt-like elastic body stretched between two points.
【0030】二点間に張設された弦又はベルト状の弾性
体の場合には、その形状や測定条件等により、弦振動の
様子は全く異なったものとなる。つまり、測定対象物が
ベルトである場合にはその種類(歯付ベルト、V型ベル
ト、多溝V型ベルト等)、特性(長短、重量、縦弾性係
数等)、及び測定条件(二点間の距離、測定目的の張力
水準、起振力等)によって弦振動の様子は全く異なった
ものとなるが、本発明の計測部を用いることにより、こ
のような場合でも、正確な振動が計測される。In the case of a string or belt-like elastic body stretched between two points, the manner of string vibration is completely different depending on the shape, measurement conditions, and the like. That is, when the object to be measured is a belt, its type (toothed belt, V-shaped belt, multi-groove V-shaped belt, etc.), characteristics (long / short, weight, longitudinal elastic modulus, etc.), and measurement conditions (between two points) The vibration of the strings is completely different depending on the distance, the tension level of the object of measurement, the vibrating force, etc.), but even in such a case, the accurate vibration can be measured by using the measuring unit of the present invention. You.
【0031】本発明に係わる請求項3記載の光学式張力
測定装置の作用について説明する。The operation of the optical tension measuring device according to the third aspect of the present invention will be described.
【0032】各発光部を、受光部を中心として、測定対
象物の被測定面に沿う方向の対称位置にそれぞれ配置す
る。このような配置とすることにより、測定対象物の配
置方向と受光部及び発光部の配置方向とが一致すること
から、受光部には、両側に配置された発光部からの光信
号がほぼ同レベルで入射されることとなり、受光精度が
向上する。Each light emitting unit is arranged at a symmetrical position in the direction along the surface of the object to be measured with the light receiving unit as a center. With such an arrangement, the arrangement direction of the object to be measured coincides with the arrangement direction of the light receiving unit and the light emitting unit, so that the light signals from the light emitting units arranged on both sides are substantially the same on the light receiving unit. The light is incident at the level, and the light receiving accuracy is improved.
【0033】本発明に係わる請求項4記載の光学式張力
測定装置の作用について説明する。The operation of the optical tension measuring device according to the fourth aspect of the present invention will be described.
【0034】各発光部を、受光部を中心として2次元方
向の対称位置にそれぞれ配置する。このように配置する
ことにより、測定対象物の被測定面に対して計測部の計
測面(すなわち、各発光部の発光面及び受光部の受光面
を含む面)が平行でなく、多少傾いた場合にも、受光部
における受光精度を維持することができる。[0034] The light-emitting portions are arranged respectively symmetrical position location of the two-dimensional direction about the light receiving portion. With such an arrangement, the measurement surface of the measurement unit (that is, the surface including the light-emitting surface of each light-emitting unit and the light-receiving surface of the light-receiving unit) is not parallel to the surface to be measured of the measurement target, and is slightly inclined. Also in this case, the light receiving accuracy of the light receiving unit can be maintained.
【0035】[0035]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0036】図1(a),(b)は、本発明の光学式張
力測定装置に用いられる計測部の構造の一例を示してお
り、同図(a)は平面図、同図(b)は縦断面図であ
る。FIGS. 1A and 1B show an example of the structure of a measuring section used in the optical tension measuring apparatus of the present invention. FIG. 1A is a plan view, and FIG. Is a longitudinal sectional view.
【0037】図1において、本実施例では、二点a,b
間を支持された弦又はベルト状の伝動ベルト1を測定対
象物としている。そして、この伝動ベルト1の振動波形
を計測する計測部2を、複数個(本実施例では2個とし
ている)の発光部3,3と1個の受光部4とからなる拡
散反射型又は無指向性反射型の光センサにより形成して
いる。In FIG. 1, in this embodiment, two points a, b
A string or belt-shaped power transmission belt 1 supported between them is set as an object to be measured. A measuring unit 2 for measuring the vibration waveform of the transmission belt 1 is a diffuse reflection type or a non-reflective type including a plurality of (two in this embodiment) light emitting units 3 and 3 and one light receiving unit 4. It is formed by a directional reflection type optical sensor.
【0038】受光部4は、本実施例ではフォトトランジ
スタによって形成され、その光軸(厳密には、受光部4
が配置された方向の中心軸)4aが伝動ベルト1の被測
定面1aに対して直交するように配置されている。ま
た、発光部3,3は、本実施例では発光ダイオードによ
って形成され、受光部4を中心として、被測定面1aに
沿う方向の対称位置〔図1(b)では左右方向の対称位
置〕にそれぞれ配置されており、かつ各光軸(厳密に
は、発光部3が配置された方向の中心軸)3a,3aが
被測定面1aに対して直交するように配置されている。The light receiving section 4 is formed by a phototransistor in the present embodiment, and its optical axis (strictly speaking, the light receiving section 4).
Are arranged so that the center axis 4a of the transmission belt 1 is orthogonal to the measured surface 1a of the transmission belt 1. Further, the light emitting units 3 and 3 are formed by light emitting diodes in the present embodiment, and are symmetrical with respect to the light receiving unit 4 in the direction along the surface to be measured 1a (the symmetrical position in the left and right direction in FIG. The optical axes (strictly speaking, the central axes in the direction in which the light emitting units 3 are arranged) 3a, 3a are arranged so as to be orthogonal to the surface to be measured 1a.
【0039】受光部4及び発光部3,3は、このような
配置状態で固定台5に取り付け固定されている。The light receiving unit 4 and the light emitting units 3 and 3 are fixed to the fixed base 5 in such an arrangement state.
【0040】つまり、発光部3,3の各光軸3a,3a
と、受光部4の光軸4aとが互いに平行となるように配
置され、伝動ベルト1の被測定面1a上で各光軸3a,
4aが交わらない構成としている。That is, the optical axes 3a, 3a of the light emitting portions 3, 3
And the optical axis 4a of the light receiving unit 4 are arranged in parallel with each other, and each optical axis 3a,
4a do not intersect.
【0041】このような構成において、伝動ベルト1を
自由振動させた場合、伝動ベルト1は基準面(静止状態
の伝動ベルト1の被測定面1aの位置する面)Aを中心
として一次の振動モードを発生する。In such a configuration, when the power transmission belt 1 is freely vibrated, the power transmission belt 1 has a primary vibration mode about a reference surface (the surface on which the measured surface 1a of the power transmission belt 1 is stationary) A as a center. Occurs.
【0042】そして、このときの振動は、伝動ベルト1
の被測定面1aが計測部2から最も離れた位置(符号1
bにより示す)となったとき、受光部4にとっては最小
の光量(受光量)となり、伝動ベルト1の被測定面1a
が計測部2に最も近づいた位置(符号1cにより示す)
となったとき、受光部4にとっては最大の光量(受光
量)となる。The vibration at this time is caused by the transmission belt 1
Of the surface 1a to be measured farthest from the measuring unit 2 (reference numeral 1)
b), the light amount (light receiving amount) is the minimum for the light receiving unit 4, and the measured surface 1a of the transmission belt 1 is measured.
Is the position closest to the measuring unit 2 (indicated by reference numeral 1c).
, The light amount becomes the maximum light amount (light reception amount) for the light receiving unit 4.
【0043】従って、受光部4の出力電圧は、伝動ベル
ト1の被測定面1aが計測部2に最も近づいたとき最大
となり、計測部2から離れるに従って直線的に低下し、
計測部2から最も離れたとき最小となる。Accordingly, the output voltage of the light receiving section 4 becomes maximum when the measured surface 1a of the power transmission belt 1 is closest to the measuring section 2, and decreases linearly as the distance from the measuring section 2 increases.
It becomes minimum when it is farthest from the measuring unit 2.
【0044】すなわち、伝動ベルト1の振動(すなわ
ち、計測部2からの被測定面1aの移動距離)に対する
受光部4の出力電圧の関係は、図3に示すように、その
測定可能範囲内において右下がりに傾斜する直線特性
(符号51により示す)となる。つまり、従来技術に示
したような基準面Aを考慮する必要が無くなることか
ら、伝動ベルト1の被測定面1aに対する計測部2の距
離を、測定可能範囲内において任意に設定することが可
能となる。That is, the relationship of the output voltage of the light receiving section 4 to the vibration of the transmission belt 1 (ie, the moving distance of the surface to be measured 1a from the measuring section 2) is within the measurable range as shown in FIG. It has a linear characteristic (shown by reference numeral 51) that slopes downward and to the right. That is, since it is not necessary to consider the reference plane A as shown in the related art, it is possible to arbitrarily set the distance of the measuring unit 2 to the measured surface 1a of the transmission belt 1 within the measurable range. Become.
【0045】そして、この特性により、伝動ベルト1の
振動による受光部3への入射光量波形(符号52により
示す)と、これに対応する受光部3の出力電圧波形(符
号53により示す)との関係は、同じ周期T(sec)
の波形となる。Then, due to this characteristic, the waveform of the amount of light incident on the light receiving section 3 due to the vibration of the transmission belt 1 (indicated by reference numeral 52) and the corresponding output voltage waveform of the light receiving section 3 (indicated by reference numeral 53) The relationship is the same cycle T (sec)
Waveform.
【0046】図2は、このような構造の計測部2を備え
た光学式張力測定装置の電気的構成を示してしいる。FIG. 2 shows an electrical configuration of an optical tension measuring device provided with the measuring section 2 having such a structure.
【0047】同図において、所定の周波数で発振する発
振回路11の出力は、アンプ回路12を介して、出力レ
ベルを一定レベルに調整するAGC回路13に導かれて
おり、AGC回路13の出力は、直列接続された2個の
発光ダイオード3,3のアノード側に接続されている。
また、直列接続された発光ダイオード3,3のカソード
側はアース電位に接続されている。In the figure, the output of an oscillating circuit 11 oscillating at a predetermined frequency is guided via an amplifier circuit 12 to an AGC circuit 13 for adjusting the output level to a constant level. Are connected to the anode side of the two light emitting diodes 3 and 3 connected in series.
The cathodes of the light emitting diodes 3 and 3 connected in series are connected to the ground potential.
【0048】一方、フォトトランジスタ4は、コレクタ
が電源電圧Vccに接続され、エミッタがアンプ回路1
4を介して復調回路15に導かれている。そして、復調
回路15の出力は、AGC回路13に制御電圧として帰
還されるとともに、アンプ回路16を介して、本システ
ム全体の制御を行うマイクロプロセッサ(図示省略)に
導かれている。マイクロプロセッサは、計測された振動
波形に基づく振動周期より伝動ベルト1の張力を算出す
る等の各種の演算処理を実行する。On the other hand, the phototransistor 4 has a collector connected to the power supply voltage Vcc, and an emitter connected to the amplifier circuit 1.
4 to the demodulation circuit 15. The output of the demodulation circuit 15 is fed back to the AGC circuit 13 as a control voltage, and is guided to a microprocessor (not shown) that controls the entire system via an amplifier circuit 16. The microprocessor executes various arithmetic processes such as calculating the tension of the transmission belt 1 from a vibration cycle based on the measured vibration waveform.
【0049】また、伝動ベルト1の微振動を正確に読み
取れるようにするため、また有効測定範囲をできるだけ
広くするため、本実施例では発振回路11の発振周波数
を5.6kHzのパルス発振としている。すなわち、発
光ダイオード3,3の点灯方式を、5.6kHzのパル
ス点灯方式としている。ただし、発振回路11の発振周
波数は、5.6kHzの近傍であればよく、5.6kH
zに限定されるものではない。In this embodiment, the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 is set to 5.6 kHz pulse oscillation so that the minute vibration of the transmission belt 1 can be read accurately and the effective measurement range can be made as wide as possible. That is, the lighting method of the light emitting diodes 3 and 3 is a pulse lighting method of 5.6 kHz. However, the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 only needs to be around 5.6 kHz, and is 5.6 kHz.
It is not limited to z.
【0050】また、AGC回路13は、復調回路15か
らの信号に基づき、フォトトランジスタ4の出力が一定
となるように、発光ダイオード3,3へのパルス入力電
圧を調整している。このAGC回路13の機能によっ
て、計測部2と伝動ベルト1の被測定面1aとの距離が
変動しても、伝動ベルト1の微振動を正確に読み取るこ
とが可能となっている。The AGC circuit 13 adjusts the pulse input voltage to the light emitting diodes 3 and 3 based on the signal from the demodulation circuit 15 so that the output of the phototransistor 4 becomes constant. By the function of the AGC circuit 13, even if the distance between the measuring unit 2 and the measured surface 1a of the power transmission belt 1 fluctuates, it is possible to accurately read the fine vibration of the power transmission belt 1.
【0051】次に、上記構成の光学式張力測定装置の動
作について説明する。Next, the operation of the optical tension measuring device having the above configuration will be described.
【0052】まず、伝動ベルト1を自由振動させると、
基準面Aを中心として一次の振動モードを発生する。First, when the transmission belt 1 is freely vibrated,
A primary vibration mode is generated around the reference plane A.
【0053】この状態において、発振回路11からは、
図4に示すように、5.6kHzのパルス信号(符号5
4により示す)が発振される。このパルス信号54は、
アンプ回路12においてその後の処理に必要なレベルま
で増幅された後、AGC回路13によりその出力レベル
が一定レベルに調整されて、計測部2の発光ダイオード
3,3に与えられる。発光ダイオード3,3は、この与
えられたパルス信号54に従って点灯し、伝動ベルト1
の被測定面1aに対して光を照射することになる。つま
り、発光ダイオード3,3から照射される光信号は、図
4に示すパルス信号54と同じ波形の搬送波となってい
る。In this state, the oscillation circuit 11 outputs
As shown in FIG. 4, a 5.6 kHz pulse signal (reference numeral 5)
4) is oscillated. This pulse signal 54 is
After being amplified by the amplifier circuit 12 to a level necessary for the subsequent processing, the output level is adjusted to a constant level by the AGC circuit 13 and supplied to the light emitting diodes 3 and 3 of the measuring unit 2. The light emitting diodes 3 and 3 are turned on according to the given pulse signal 54, and the power transmission belt 1 is turned on.
Will be irradiated with light. That is, the optical signal emitted from the light emitting diodes 3 and 3 is a carrier having the same waveform as the pulse signal 54 shown in FIG.
【0054】そして、この光信号は、振動している伝動
ベルト1の被測定面1aで拡散反射(又は無指向性反
射)されてその一部がフォトトランジスタ4に受光され
る。このとき、フォトトランジスタ4に受光される光信
号は、図5に示すように、ベルトの振動波形(符号55
により示す)によって搬送波(パルス信号54)が振幅
変調された信号となっている。The optical signal is diffusely reflected (or omnidirectionally reflected) on the surface to be measured 1a of the vibrating transmission belt 1 and a part thereof is received by the phototransistor 4. At this time, an optical signal received by the phototransistor 4 has a belt vibration waveform (reference numeral 55) as shown in FIG.
), The carrier (pulse signal 54) is an amplitude-modulated signal.
【0055】この振幅変調された信号は、復調回路15
において包絡線検波されることによって、ベルトの振動
波55のみが取り出される。そして、この取り出された
ベルト振動波55は、図示しない同期回路やカウンタ回
路によってその振動周期が計測され、この計測された振
動周期が、デジタル信号として図示しないマイクロプロ
セッサに取り込まれるようになっている。The amplitude-modulated signal is supplied to the demodulation circuit 15
, Only the vibration wave 55 of the belt is extracted. Then, the vibration cycle of the extracted belt vibration wave 55 is measured by a synchronization circuit or a counter circuit (not shown), and the measured vibration cycle is taken in as a digital signal by a microprocessor (not shown). .
【0056】マイクロプロセッサでは、計測された振動
周期より、伝動ベルト1の張力を算出する等の演算処理
を実行する。ただし、ここでの演算処理は、従来より行
われている処理と同様であるので、詳細な説明は省略す
る。The microprocessor executes arithmetic processing such as calculating the tension of the transmission belt 1 from the measured vibration period. However, the calculation processing here is the same as the processing that has been performed conventionally, and thus detailed description is omitted.
【0057】ここで、測定対象物が二点間に張設された
弦又はベルト状の弾性体(伝動ベルト1)の場合には、
上記作用で述べたように、その形状や測定条件等によ
り、弦振動の様子は全く異なったものとなる。つまり、
測定対象物がベルトである場合にはその種類(歯付ベル
ト、V型ベルト、多溝V型ベルト等)、特性(長短、重
量、縦弾性係数等)、及び測定条件(二点間の距離、測
定目的の張力水準、起振力等)によって弦振動が急激に
減衰する場合と、適度に持続する場合とに別れる。そし
て、弦振動が急激に減衰して停止する場合には、マイク
ロプロセッサでの振動周期データの読み取り数が不足す
るといった事態が発生する。Here, when the object to be measured is a string-like or belt-like elastic body (the transmission belt 1) stretched between two points,
As described in the above operation, the state of the string vibration is completely different depending on the shape, the measurement conditions, and the like. That is,
When the object to be measured is a belt, its type (toothed belt, V-shaped belt, multi-groove V-shaped belt, etc.), characteristics (long / short, weight, longitudinal elastic modulus, etc.), and measurement conditions (distance between two points) , The tension level of the object of measurement, the vibrating force, etc.), the string vibration is attenuated rapidly, and the string vibration is sustained moderately. When the string vibration suddenly attenuates and stops, a situation occurs in which the number of vibration period data read by the microprocessor becomes insufficient.
【0058】そのため、本実施例では、このような場合
に測定者に適切な操作を促すように、液晶ディスプレイ
等に画面表示させる機能を備えている。すなわち、デー
タ数が不足している場合には、測定者に測定を繰り返し
行うように指示することによって、取り込みデータ数を
補充し、平均化演算処理によって適正な振動周期データ
を得るようにしている。Therefore, the present embodiment has a function of displaying a screen on a liquid crystal display or the like so as to prompt the measurer to perform an appropriate operation in such a case. That is, when the number of data is insufficient, the measurer is instructed to repeat the measurement, thereby supplementing the number of captured data, and obtaining appropriate vibration cycle data by averaging calculation processing. .
【0059】図6は、本発明の光学式張力測定装置の外
観構成の一例を示している。FIG. 6 shows an example of the external configuration of the optical tension measuring device of the present invention.
【0060】同図において、符号21は本発明の特徴で
ある計測部2を内蔵した反射型光センサ、符号22は図
2に示す各回路ブロックを内蔵したセンサーアンプ部で
あり、反射型光センサと一体型となっている。また、符
号23は本体部であり、マイクロプロセッサを搭載して
いる。また、符号24は検出ヘッドケーブルとの接続用
コネクタ、符号25はプリンタ接続用コネクタ、符号2
6は液晶ディスプレイ、符号27はキーボードである。In the figure, reference numeral 21 denotes a reflection type optical sensor incorporating the measuring unit 2 which is a feature of the present invention, and reference numeral 22 denotes a sensor amplifier unit incorporating each circuit block shown in FIG. And is integrated. Reference numeral 23 denotes a main body, on which a microprocessor is mounted. Reference numeral 24 denotes a connector for connection to a detection head cable, reference numeral 25 denotes a connector for connection to a printer, and reference numeral 2 denotes a connector.
Reference numeral 6 denotes a liquid crystal display, and reference numeral 27 denotes a keyboard.
【0061】なお、上記実施例では、計測部2を、2個
の発光部3,3と1個の受光部4とで構成した拡散反射
型又は無指向性反射型の光センサとして説明している
が、図7に示すように発光部3を、受光部4を中心とし
て対称位置に4個配置した構成、又はそれ以上の偶数個
を配置した構成とすることが可能である。ただし、発光
部3は偶数個に限るものではなく、受光部4を中心とし
て必ずしも対称位置である必要はない。例えば、1対の
発光部3と受光部4とを、伝動ベルト1の被測定面1a
に対して直交するように配置してもよく、また受光部4
を中心として一方の側に1個、他方の側に2個の発光部
3,3をそれぞれ配置してもよい。In the above embodiment, the measuring section 2 is described as a diffuse reflection type or non-directional reflection type optical sensor composed of two light emitting sections 3 and 3 and one light receiving section 4. However, as shown in FIG. 7, it is possible to adopt a configuration in which four light emitting units 3 are arranged at symmetrical positions with respect to the light receiving unit 4, or a configuration in which an even number more than that are arranged. However, the number of the light emitting units 3 is not limited to an even number, and the light emitting units 3 do not necessarily have to be symmetrical with respect to the light receiving unit 4. For example, a pair of the light emitting unit 3 and the light receiving unit 4 is connected to the measured surface 1a of the transmission belt 1.
May be arranged at right angles to the
One on one side of the center, two light emitting portions on the other side of the 3, 3 may be arranged respectively.
【0062】このように、何れの配置としても、伝動ベ
ルト1の張設方向と、発光部3及び受光部4の配置方向
とが一致することから、受光部4には、両側に配置され
た発光部3,3・・・からの光信号がほぼ同レベルで入
射されることとなり、受光精度が向上するものである。As described above, in any arrangement, since the direction in which the transmission belt 1 is stretched and the direction in which the light emitting unit 3 and the light receiving unit 4 are arranged coincide with each other, the light receiving unit 4 is arranged on both sides. The light signals from the light emitting units 3, 3,... Are incident at almost the same level, and the light receiving accuracy is improved.
【0063】また、発光部3の配置位置としては、図1
(a)及び図7に示したような直線的な配置ではなく、
受光部4を中心として2次元方向の対称位置に複数個の
発光部3,3・・・を配置した構成とすることが可能で
ある。例えば、図8に示すように、受光部4を中心とし
て2次元方向に120度の間隔で3個の発光部3,3,
3を配置した構成とすることが可能である。同様にし
て、90度の間隔で4個の発光部3,3・・・を配置
し、72度の間隔で5個の発光部3,3・・・を配置す
るといった構成とすることも可能である。つまり、受光
部4を中心とする2次元方向の対称位置とは、複数個の
発光部3,3・・・を、受光部4を中心とする同心円上
の等間隔の位置にそれぞれ配置した構成とすることを意
味している。The position of the light emitting section 3 is as shown in FIG.
(A) and not the linear arrangement as shown in FIG.
It is possible to adopt a configuration in which a plurality of light emitting units 3, 3,... Are arranged at symmetrical positions in the two-dimensional direction with respect to the light receiving unit 4. For example, as shown in FIG. 8, three light emitting units 3, 3, 3
3 can be arranged. Similarly, a configuration in which four light-emitting units 3, 3,... Are arranged at 90-degree intervals and five light-emitting units 3, 3,. It is. That is, the symmetrical position in the two-dimensional direction centering on the light receiving unit 4 means that a plurality of light emitting units 3, 3... Are arranged at equidistant positions on a concentric circle centering on the light receiving unit 4. It means that.
【0064】このように配置することにより、伝動ベル
ト1の被測定面1aに対して計測部2の計測面(すなわ
ち、各発光部3,3・・・の発光面及び受光部4の受光
面を含む面)が平行でなく、多少傾いた場合にも、受光
部4における受光精度を維持することができるものであ
る。By arranging in this manner, the measuring surface of the measuring unit 2 (ie, the light emitting surfaces of the light emitting units 3, 3... Are not parallel and slightly inclined, the light receiving accuracy of the light receiving section 4 can be maintained.
【0065】また、上記実施例では、測定対象物である
伝動ベルト1の振動を一次の振動モードに限定し、基本
振動数のみの振動周期を演算するようにして、周波数分
析回路等を省略した構成としている。また、振動周期に
着目した結果、絶対変位量の測定は副次的な問題とな
り、従来技術で示した複雑、高価なセンサ装置等が不要
となるものである。Further, in the above embodiment, the vibration of the transmission belt 1 as the object to be measured is limited to the primary vibration mode, the vibration period of only the fundamental frequency is calculated, and the frequency analysis circuit and the like are omitted. It has a configuration. In addition, as a result of focusing on the vibration period, the measurement of the absolute displacement amount becomes a secondary problem, and the complicated and expensive sensor device and the like shown in the related art become unnecessary.
【0066】[0066]
【発明の効果】本発明の光学式張力測定装置は、二点間
に張設された測定対象物の振動波形を計測する計測部
と、この計測部により計測された前記測定対象物の振動
波形より振動周期を算出して、測定対象物の張力を算出
する算出部とを備え、前記計測部を、複数個の発光部と
1個の受光部とで構成し、前記受光部を、その光軸が前
記測定対象物の被測定面に対して直交するように配置
し、前記各発光部を、前記受光部を中心として前記被測
定面に沿う方向の対称位置にそれぞれ配置するととも
に、各光軸が前記被測定面に対して直交するように配置
した、拡散反射型又は無指向性反射型の光センサにより
形成している。そのため、測定対象物の振動(すなわ
ち、計測部からの測定対象物の被測定面の移動距離)に
対する受光部の出力電圧の関係は、その測定可能範囲内
において一方向に傾斜する直線特性となる。そして、こ
の特性により、従来技術に示したような基準面を考慮し
た微調整や固定位置の調整といった作業が不要となるの
で、測定対象物に対する計測部の配置距離を、測定可能
範囲内において任意に設定することができる。また、こ
の特性により、測定対象物の振動による受光部への入射
光量波形と、これに対応する受光部の出力電圧波形との
関係は、同じ周期の波形となる。つまり、測定対象物の
振動周期を2倍の周期で計測してしまうといった不具合
が解消される。さらに、計測部を発光ダイオードとフォ
トトランジスタの組み合わせといった低コストの部材で
形成できるので、装置全体としての製造コストもその分
低減することができる。さらにまた、音波式張力測定装
置のように周辺騒音の影響を受けることもなく、また音
波式では測定できなかった低周波(3〜30Hz)を含
む広帯域(3〜1000Hz)の張力測定が可能にな
る。According to the present invention, there is provided an optical tension measuring device for measuring a vibration waveform of a measurement object stretched between two points, and a vibration waveform of the measurement object measured by the measurement unit. and calculate a more vibration period, and a calculation unit for calculating the tension of the measurement object, wherein the measurement unit, composed of a few light-emitting portion double and one light receiving portion, the light receiving portion, that The optical axis is arranged so as to be orthogonal to the surface to be measured of the object to be measured, and each of the light emitting units is arranged at a symmetrical position in a direction along the surface to be measured with the light receiving unit as a center. It is formed by a diffuse reflection type or omnidirectional reflection type optical sensor arranged so that an optical axis is orthogonal to the surface to be measured. Therefore, the relationship between the output voltage of the light receiving unit and the vibration of the measurement object (that is, the movement distance of the measurement surface of the measurement object from the measurement unit) has a linear characteristic that is inclined in one direction within the measurable range. . This characteristic eliminates the need for operations such as fine adjustment and fixed position adjustment in consideration of the reference plane as shown in the related art, so that the arrangement distance of the measurement unit with respect to the measurement object can be set within the measurable range. Can be set to Also, due to this characteristic, the relationship between the waveform of the amount of light incident on the light receiving unit due to the vibration of the measurement object and the corresponding output voltage waveform of the light receiving unit has a waveform having the same period. That is, the disadvantage that the oscillation cycle of the measurement object is measured at twice the cycle is eliminated. Further, since the measuring section can be formed of a low-cost member such as a combination of a light emitting diode and a phototransistor, the manufacturing cost of the entire apparatus can be reduced correspondingly. Furthermore, unlike the sound wave type tension measuring device, it is not affected by the surrounding noise, and a wide band (3 to 1000 Hz) tension measurement including a low frequency (3 to 30 Hz) which cannot be measured by the sound wave type can be performed. Become.
【0067】また、本発明の光学式張力測定装置は、各
発光部を、受光部を中心として、測定対象物の被測定面
に沿う方向の対称位置にそれぞれ配置するように構成し
たので、測定対象物の配置方向と受光部及び発光部の配
置方向とが一致することから、受光部には、両側に配置
された発光部からの光信号がほぼ同レベルで入射される
こととなって、受光精度が向上するものである。Further, the optical tension measuring device of the present invention is configured such that each light emitting section is arranged at a symmetrical position in the direction along the surface to be measured of the object to be measured with the light receiving section as a center. Since the arrangement direction of the object coincides with the arrangement direction of the light receiving unit and the light emitting unit, the light signals from the light emitting units arranged on both sides are incident on the light receiving unit at substantially the same level, The light receiving accuracy is improved.
【0068】また、本発明の光学式張力測定装置は、各
発光部を、受光部を中心として2次元方向の対称置にそ
れぞれ配置する構成としたので、測定対象物の被測定面
に対して計測部の計測面(すなわち、各発光部の発光面
及び受光部の受光面を含む面)が平行でなく、多少傾い
た場合にも、受光部における受光精度を維持することが
できるといった種々の効果を達成するものである。In the optical tension measuring apparatus of the present invention, each light emitting section is arranged symmetrically in a two-dimensional direction with the light receiving section as a center. Even when the measurement surface of the measurement unit (that is, the surface including the light-emitting surface of each light-emitting unit and the light-receiving surface of the light-receiving unit) is not parallel and slightly inclined, it is possible to maintain light-receiving accuracy in the light-receiving unit. The effect is achieved.
【図1】本発明の光学式張力測定装置に用いられる計測
部の構造の一例を示す平面図及び縦断面図である。1A and 1B are a plan view and a vertical sectional view showing an example of a structure of a measuring unit used in an optical tension measuring device of the present invention.
【図2】図1に示す構造の計測部を備えた光学式張力測
定装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of an optical tension measuring device including a measuring unit having the structure shown in FIG.
【図3】伝動ベルトの振動に対する受光部の出力電圧の
関係を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an output voltage of a light receiving unit and a vibration of a transmission belt.
【図4】発振回路から発振されるパルス信号を示す波形
図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing a pulse signal oscillated from an oscillation circuit.
【図5】フォトトランジスタに受光される光信号を示す
波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing an optical signal received by a phototransistor.
【図6】本発明の光学式張力測定装置の外観構成図であ
る。FIG. 6 is an external configuration diagram of an optical tension measuring device of the present invention.
【図7】計測部の他の実施例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the measuring unit.
【図8】計測部のさらに他の実施例を示す平面図であ
る。FIG. 8 is a plan view showing still another embodiment of the measuring section.
【図9】光学式張力測定装置に用いられる従来の反射型
光センサの構造を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a structure of a conventional reflection type optical sensor used for an optical tension measuring device.
【図10】伝動ベルトが従来の反射型光センサに最も近
づいたときの光の反射の様子を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing how light is reflected when the transmission belt comes closest to a conventional reflection-type optical sensor.
【図11】伝動ベルトが従来の反射型光センサから最も
離れたときの光の反射の様子を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing how light is reflected when the transmission belt is farthest from a conventional reflection-type optical sensor.
【図12】従来の反射型光センサにおいて、伝動ベルト
の振動に対する受光部の出力電圧の関係を示す特性図で
ある。FIG. 12 is a characteristic diagram illustrating a relationship between output voltage of a light receiving unit and vibration of a transmission belt in a conventional reflection type optical sensor.
1 伝動ベルト(測定対象物) 1a 被測定面 2 計測部 3 発光部(発光ダイオード) 3a 光軸 4 受光部(フォトトランジスタ) 4a 光軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power transmission belt (measurement object) 1a Surface to be measured 2 Measuring unit 3 Light emitting unit (light emitting diode) 3a Optical axis 4 Light receiving unit (phototransistor) 4a Optical axis
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01L 5/04 - 5/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01L 5/04-5/10
Claims (4)
形を計測する計測部と、この計測部により計測された前
記測定対象物の振動波形より振動周期を算出して、前記
測定対象物の張力を算出する算出部とを備えた光学式張
力測定装置において、 前記計測部は、複数個の発光部と1個の受光部とからな
り、前記受光部は、その光軸が前記測定対象物の被測定
面に対して直交するように配置され、前記各発光部は、
前記受光部を中心としてそれぞれが対称位置に配置され
るとともに、各光軸が前記被測定面に対して直交するよ
うに配置された、拡散反射型又は無指向性反射型の光セ
ンサにより形成されたことを特徴とする光学式張力測定
装置。A measuring unit configured to measure a vibration waveform of a measurement object stretched between two points; and a vibration cycle calculated from the vibration waveform of the measurement object measured by the measurement unit, and performing the measurement. An optical tension measuring device comprising: a calculating unit that calculates a tension of the object; wherein the measuring unit includes a plurality of light emitting units and one light receiving unit, and the optical axis of the light receiving unit is The light emitting units are arranged so as to be orthogonal to the surface to be measured of the measurement object,
Each is arranged at a symmetrical position around the light receiving section, and each optical axis is arranged so as to be orthogonal to the surface to be measured, and is formed by a diffuse reflection type or omnidirectional reflection type optical sensor. An optical tension measuring device, characterized in that:
弦又はベルト状の弾性体である請求項1記載の光学式張
力測定装置。2. The optical tension measuring device according to claim 1, wherein the object to be measured is a string-like or belt-like elastic body stretched between two points.
て前記被測定面に沿う方向の対称位置にそれぞれ配置さ
れたことを特徴とする請求項1記載の光学式張力測定装
置。3. The optical tension measuring apparatus according to claim 1, wherein each of the light emitting units is disposed at a symmetric position in a direction along the surface to be measured with the light receiving unit as a center.
て2次元方向の対称位置にそれぞれ配置されたことを特
徴とする請求項1記載の光学式張力測定装置。4. The optical tension measuring device according to claim 1, wherein each of the light emitting units is disposed at a symmetric position in a two-dimensional direction with the light receiving unit as a center.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11984994A JP2875741B2 (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Optical tension measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11984994A JP2875741B2 (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Optical tension measuring device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH07324999A JPH07324999A (en) | 1995-12-12 |
| JP2875741B2 true JP2875741B2 (en) | 1999-03-31 |
Family
ID=14771798
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11984994A Expired - Fee Related JP2875741B2 (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Optical tension measuring device |
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| JP (1) | JP2875741B2 (en) |
Families Citing this family (5)
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1994
- 1994-06-01 JP JP11984994A patent/JP2875741B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH07324999A (en) | 1995-12-12 |
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