JPH0374765B2 - - Google Patents
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- JPH0374765B2 JPH0374765B2 JP2765484A JP2765484A JPH0374765B2 JP H0374765 B2 JPH0374765 B2 JP H0374765B2 JP 2765484 A JP2765484 A JP 2765484A JP 2765484 A JP2765484 A JP 2765484A JP H0374765 B2 JPH0374765 B2 JP H0374765B2
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、磁歪線へ信号を加え、この磁歪線を
伝わる信号を受信手段で検出し、この時の伝搬時
間t1,t2を計測して対象物の位置を検出するよう
にした装置に関するものである。更に詳述する
と、位置を表す信号として、デジタル信号を出力
するに適した装置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] The present invention applies a signal to a magnetostrictive wire, detects the signal transmitted through the magnetostrictive wire by a receiving means, and measures the propagation times t 1 and t 2 at this time. The present invention relates to a device that detects the position of a target object. More specifically, the present invention relates to a device suitable for outputting a digital signal as a signal representing a position.
磁歪効果を利用した位置検出装置に関しては、
種々の公知文献があり、一例を上げれば、特願昭
53−22282号「自動平衡計器」等がある。これら
に記載されている装置は、アナログの信号を出力
するタイプであり、デジタル信号を出力する目的
には直接適用することはできない。また、これを
常識的な方法でデジタル化すると、非常に高価な
ものになる等、従来の技術をデジタル機器へ適用
するには、解決しなければならないことが、多々
存在している。
Regarding position detection devices using magnetostrictive effects,
There are various publicly known documents, one example is Tokugan Sho.
No. 53-22282 "Automatic Balancing Instrument" etc. The devices described in these documents are of a type that outputs analog signals, and cannot be directly applied to output digital signals. Furthermore, there are many problems that must be resolved before applying conventional technology to digital equipment, such as digitizing it using common sense methods and making it extremely expensive.
本発明は、このような点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、位置に関する出力信号がデ
ジタルであり、また高速な応答であつて、しかも
無調整の位置検出装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to provide a position detection device that outputs a digital position-related output signal, has a high-speed response, and does not require adjustment. be.
本発明は、
磁歪線の端部から超音波を加える励振手段と、
磁歪線上の或る点に位置し、当該位置を超音波
が通過するごとに信号を出力する受信手段と、
前記励振手段が超音波を発射してから受信手段
が最初に信号を出力するまでの期間t1、電流I0
を積分する第1積分器Aと、
前記受信手段が最初に信号を出力してから2回
目の信号を出力するまでの期間t2、電流I0を積
分する第2積分器Bと、
前記電流I0と逆極性の電流I1を第1積分器に
加え、この電流I1を加えてから第1積分器の電
圧が0となるまでの時間Xをデジタル値に変換す
る第1返還手段7,9,SW2と、
前記電流I1を第2積分器に加え、第1積分器
の電圧が0になるまでの前記時間Xと、第2積分
器の電圧が0となるまでの時間Yを加算した時間
(X+Y)をデジタル値に変換する第2交換手段
8,10,SW2と、
前記第1及び第2変換手段から導入したデジタ
ル信号から(2t1+t2)に応じた値を算出し、こ
の値が、設定された値と同じになるように前記電
流I0へ補償用電流Icを加えるオートスパン回路
と、
を備えるようにしたものである。
The present invention provides: an excitation means that applies ultrasonic waves from an end of a magnetostrictive wire; a reception means that is located at a certain point on the magnetostrictive wire and outputs a signal every time the ultrasonic wave passes through the position; and the excitation means Period t1 from when the ultrasonic wave is emitted until the receiving means first outputs a signal, current I 0
a first integrator A that integrates the current I0; a second integrator B that integrates the current I0 during a period t2 from when the receiving means outputs the first signal until it outputs the second signal; first return means 7, 9, which applies a current I1 of opposite polarity to 0 to the first integrator and converts the time X from the application of this current I1 until the voltage of the first integrator becomes 0 into a digital value; SW2, the time that is the sum of the time X until the voltage of the first integrator becomes 0 when the current I1 is applied to the second integrator, and the time Y until the voltage of the second integrator becomes 0 ( A value corresponding to (2t1+t2) is calculated from the second exchange means 8, 10, SW2 which converts X+Y) into a digital value, and the digital signals introduced from the first and second conversion means, and this value is set. and an autospan circuit that adds a compensation current Ic to the current I0 so that the current Ic becomes the same as the current I0.
第1積分器は、励振手段が超音波を発射してか
ら受信手段が最初に信号を出力するまでの期間、
電流I0を積分するので、その積分電圧は、第1図
に示す時間t1に比例する。
The first integrator controls the period from when the excitation means emits ultrasonic waves until the reception means first outputs a signal;
Since the current I 0 is integrated, the integrated voltage is proportional to the time t1 shown in FIG.
第2積分器は、受信手段が最初に信号を出力し
てから2回目の信号を出力するまでの期間、電流
I0を積分するので、その積分電圧は、第1図に示
す時間t2に比例する。 The second integrator generates a current during the period from when the receiving means outputs the first signal until it outputs the second signal.
Since I 0 is integrated, the integrated voltage is proportional to time t2 shown in FIG.
第1変換手段は、第1積分器に蓄えられた前記
積分電圧の放電時間Xをデジタル値に変換するも
のであるから、そのデジタル値は、第1図に示す
時間t1を意味するものである。 Since the first conversion means converts the discharge time X of the integrated voltage stored in the first integrator into a digital value, the digital value means the time t1 shown in FIG. .
第2変換手段は、第1積分器の放電時間Xと第
2積分器の放電時間Yを加算した時間(X+Y)
をデジタル値に変換するものであるから、そのデ
ジタル値は、第1図に示す時間(t1+t2)を
意味するものである。 The second conversion means calculates the time (X+Y) which is the sum of the discharge time X of the first integrator and the discharge time Y of the second integrator.
Since the digital value is converted into a digital value, the digital value means the time (t1+t2) shown in FIG.
オートスパン回路は、時間(t1+t2)を意
味する信号と、時間t1を意味する信号を導入
し、フルスパン(2t1+t2)に応じた値を算出
する。そして、この値が一定となるように、電流
I0へ補償用電流Icを加えるので、前記放電時間
X,Yは磁歪線の特性変動を受けない。 The autospan circuit introduces a signal representing time (t1+t2) and a signal representing time t1, and calculates a value corresponding to full span (2t1+t2). Then, in order to keep this value constant, the current is
Since the compensating current Ic is added to I 0 , the discharge times X and Y are not affected by characteristic fluctuations of the magnetostrictive wire.
即ち、第1変換手段の出力は、受信手段の位置
を示すものである。 That is, the output of the first converting means indicates the position of the receiving means.
以下図面を用いて、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below using the drawings.
第1図は、本発明に係る装置に使用される磁歪
効果を利用した位置検出手段の一構成例を示した
図である。但し、この第1図の構成は、新規なも
のではなく、また、本発明において、位置検出手
段をこの構成に限定するわけではない。同図にお
いて、1は例えばNi−SPANC、ニツケル等の磁
歪材料を線状にして構成した磁歪線である。2は
磁歪線1に超音波信号を発生させる励振手段で、
例えばコイルが用いられる。第1図の構成例にお
いて、この励振手段2は磁歪線1の端部に固定さ
れている。3は発振器であり、例えば水晶発振器
等が使用される。4は超音波信号の受信手段であ
り、例えば、コイル、圧電素子が用いられるが、
ここではコイルを用いた例で説明する。この受信
手段4は、磁歪線1に電磁的に結合し、しかも、
この磁歪線1に沿つてその位置を移動できるよう
な構成になつている。本発明に係る装置では、こ
の受信手段4の位置をデジタル信号で出力しよう
とするものである。5,5′はコンパレータ、6,
6′は基準電圧である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a position detection means using a magnetostrictive effect used in a device according to the present invention. However, the configuration shown in FIG. 1 is not new, and the position detection means in the present invention is not limited to this configuration. In the figure, reference numeral 1 denotes a magnetostrictive wire made of a linear magnetostrictive material such as Ni-SPANC or nickel. 2 is an excitation means for generating an ultrasonic signal in the magnetostrictive wire 1;
For example, a coil is used. In the configuration example shown in FIG. 1, the excitation means 2 is fixed to the end of the magnetostrictive wire 1. 3 is an oscillator, for example, a crystal oscillator or the like is used. 4 is an ultrasonic signal receiving means, for example, a coil or a piezoelectric element is used;
Here, an example using a coil will be explained. This receiving means 4 is electromagnetically coupled to the magnetostrictive wire 1, and furthermore,
The structure is such that the position can be moved along the magnetostrictive line 1. The device according to the present invention attempts to output the position of this receiving means 4 as a digital signal. 5, 5' are comparators, 6,
6' is a reference voltage.
以上のように構成された第1図の装置の動作
は、前述した公知例の文献から容易に理解される
ところであるので、ここでは簡単にその動作を述
べるに止まる。励振手段2から発振された超音波
は磁歪線1を伝搬して、励振から時間t1後に受信
手段4へ到達する。更に、超音波は磁歪線1を伝
搬し、その端部で反射して、前に受信手段4を通
過した時刻からt2後に再び受信手段4の所を通過
する。したがつて、受信手段4では超音波が発振
されてから時間t1と(t1+t2)後に信号を検出す
ることになる。この時間t1,t2を測定すること
で、磁歪線1上における受信手段4の位置を知る
ことができるのは、明らかである。 Since the operation of the apparatus shown in FIG. 1 configured as described above can be easily understood from the above-mentioned known documents, only a brief description of the operation will be given here. The ultrasonic wave oscillated from the excitation means 2 propagates through the magnetostrictive wire 1 and reaches the reception means 4 after time t1 from the excitation. Further, the ultrasound propagates through the magnetostrictive wire 1, is reflected at its end, and passes through the receiving means 4 again at a time t 2 from the time when it previously passed through the receiving means 4. Therefore, the receiving means 4 detects the signal at times t 1 and (t 1 +t 2 ) after the ultrasonic wave is oscillated. It is obvious that the position of the receiving means 4 on the magnetostrictive line 1 can be known by measuring these times t 1 and t 2 .
以上述べたような検出手段を利用して、前記し
た時間t1,t2をデジタル的に測定する回路が第2
図である。 A second circuit digitally measures the times t 1 and t 2 using the detection means described above.
It is a diagram.
第2図は、本発明に係る装置の一構成例を表す
ブロツク図である。同図において、AとBは積分
器であり、後述する電源14,15の出力電流
I0,I1を積分するものである。7と8はコンパレ
ータであり、積分器AとBの出力を導入し、所定
の値と比較するものである。9と10はカウンタ
であり、コンパレータ7と8の出力信号を導入
し、このパルス幅を計数するものである。11は
オート・スパン回路であり、カウンタ9と10の
出力信号及びフルスケール設定値を導入し、後述
する補償電源16を制御してフルスパンの値を一
定に保つ働きをする。12は出力レジスタであ
り、カウンタ9の出力を導入し、前記した受信手
段4の位置に相当するデジタル信号を出力するも
のである。13は設定器であり、オート・スパン
回路11にフルスパンの値を設定するものであ
る。14,15,16は電源である。通常、電源
14,15,16には定電流源が用いられる。但
し、電源16は、その電流値Icがオート・スパン
回路11により可変されるようになつている。
SW1,SW2は切換えスイツチであり、上述した電
源14,15,16の出力電流を積分器A,Bに
印加するものである。電源14と16は切換えス
イツチSW1を介して、電源15は切換えスイツチ
SW2を介してそれぞれ積分器A,Bに加えられ
る。ここで、電源14と15は逆極性の関係で積
分器A,Bに加えられている。なお、切換えスイ
ツチSW1,SW2は、それぞれ3つのポジシヨンを
有した1個のスイツチとして描いたが、各接点ご
とに1個づつスイツチを配しても良い。この切換
えスイツチSW1,SW2は第1図のコンパレータ
5,5′に相当する(第2図には図示せず)素子
からの信号により切換えられる。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an apparatus according to the present invention. In the figure, A and B are integrators, and the output current of power supplies 14 and 15, which will be described later, is
It integrates I 0 and I 1 . Comparators 7 and 8 introduce the outputs of integrators A and B and compare them with predetermined values. Counters 9 and 10 input the output signals of comparators 7 and 8 and count the pulse widths thereof. Reference numeral 11 denotes an auto-span circuit, which inputs the output signals of counters 9 and 10 and the full-scale set value, and controls a compensation power supply 16, which will be described later, to keep the full-span value constant. 12 is an output register which receives the output of the counter 9 and outputs a digital signal corresponding to the position of the receiving means 4 described above. Reference numeral 13 denotes a setting device, which sets a full span value to the auto span circuit 11. 14, 15, and 16 are power supplies. Usually, constant current sources are used for the power supplies 14, 15, and 16. However, the current value Ic of the power source 16 is variable by the auto span circuit 11.
SW 1 and SW 2 are changeover switches that apply the output currents of the power supplies 14, 15, and 16 mentioned above to the integrators A and B. Power supplies 14 and 16 are connected to the changeover switch SW1 , and power supply 15 is connected to the changeover switch SW1.
They are applied to integrators A and B via SW 2 , respectively. Here, power supplies 14 and 15 are applied to integrators A and B with opposite polarities. Although the changeover switches SW 1 and SW 2 are illustrated as one switch each having three positions, one switch may be provided for each contact point. The changeover switches SW 1 and SW 2 are switched by signals from elements (not shown in FIG. 2) corresponding to the comparators 5 and 5' in FIG. 1.
以上のように構成された第2図装置の動作は以
下の如くである。なお、第3図は、第2図装置の
各部の動作、タイミングを示す図であり、この第
3図を参照しながら第2図の動作を説明する。 The operation of the apparatus shown in FIG. 2 constructed as described above is as follows. Note that FIG. 3 is a diagram showing the operation and timing of each part of the apparatus shown in FIG. 2, and the operation of FIG. 2 will be explained with reference to this FIG.
まず、第1図の発振器3からドライブパルスが
励振手段2へ加えられる。これを第3図のaに示
す。このドライブパルス〔a図〕と同期して切換
えスイツチSW1は、接点pに接続される。従つ
て、積分器Aは第3図eに示すように動作する。
その結果、積分器Aの出力電圧は増加し、この出
力電圧をコンパレータ7は監視することになる。
通常、コンパレータ7と8は、導入した積分器
A,Bの電圧を零レベルの電圧と比較する。この
コンパレータ7の動作タイミングを第3図のiに
示す。 First, a drive pulse is applied to the excitation means 2 from the oscillator 3 shown in FIG. This is shown in Figure 3a. In synchronization with this drive pulse (Figure a), the changeover switch SW1 is connected to the contact p. Therefore, integrator A operates as shown in FIG. 3e.
As a result, the output voltage of integrator A increases, and comparator 7 monitors this output voltage.
Normally, comparators 7 and 8 compare the voltages of the introduced integrators A and B with a zero level voltage. The operation timing of this comparator 7 is shown at i in FIG.
以上のようにして、発射された超音波は時間t1
後に受信手段4の所へ到達する。そこで、この超
音波は検出され、第3図のb図に示すP1パルス
が受信手段4から出力される。このP1パルスは
基準電圧6と比較され、第3図のc図に示すよう
な波形整形された信号がコンパレータ5から出力
される。 As described above, the emitted ultrasonic wave is transmitted at time t 1
Later, it reaches the receiving means 4. Then, this ultrasonic wave is detected, and the P1 pulse shown in FIG. 3B is outputted from the receiving means 4. This P1 pulse is compared with a reference voltage 6, and a waveform-shaped signal as shown in Fig. 3c is outputted from the comparator 5.
このコンパレータ5の出力パルス〔第3図の
c〕の立上がりエツジに同期して、切換えスイツ
チSW1の接点はqとなる。その結果、積分器A
は、電流I0の積分を第3図のeに示す期間で終了
する。 In synchronization with the rising edge of the output pulse of the comparator 5 (c in FIG. 3), the contact point of the changeover switch SW1 becomes q. As a result, the integrator A
, the integration of the current I 0 ends in the period shown in e of FIG.
そして、今度は、積分器Bが電源14の電流I0
を積分し始める〔第3図f参照〕。なお、積分器
Bが積分を開始すると、その出力電圧はコンパレ
ータ8によつて監視される〔第3図のk参照〕。
その後、受信手段4を通過した超音波は端部で反
射し、時間t2後に再び受信手段4の所を通過す
る。従つて、この反射パルスP2を受信手段は受
信し、コンパレータ5′は、これを波形整形し
〔第3図のd参照〕、このパルスに同期して切換え
スイツチSW1の接点をrとし、積分器Bに流入す
る電圧を遮断する。従つて積分器Bには、電流I0
を時間t2だけ積分した電圧をホールドする。 Then, integrator B calculates current I 0 of power supply 14
Start integrating [see Figure 3 f]. Note that when integrator B starts integration, its output voltage is monitored by comparator 8 [see k in FIG. 3].
Thereafter, the ultrasonic wave that has passed through the receiving means 4 is reflected at the end and passes through the receiving means 4 again after time t2 . Therefore, the receiving means receives this reflected pulse P2 , and the comparator 5' shapes the waveform of this [see d in FIG. 3].Synchronizing with this pulse, the contact point of the changeover switch SW1 is set to The voltage flowing into integrator B is cut off. Therefore, integrator B has a current I 0
The voltage integrated over time t 2 is held.
次に、前記したコンパレータ5の信号〔第3図
c〕の立上がりエツジの後に生ずる最初のクロツ
クパルスCLKの立下り〔第3図g参照〕で、下
記との動作が開始する。 Next, at the first falling edge of the clock pulse CLK (see FIG. 3g) that occurs after the rising edge of the signal from the comparator 5 (FIG. 3c), the following operations begin.
切換えスイツチSW2が接点uとなる〔第3図
のgとh参照〕。 The changeover switch SW 2 becomes the contact point u (see g and h in Figure 3).
カウンタ9と10が動作を始める〔第3図の
lとm参照〕。 Counters 9 and 10 start operating (see l and m in FIG. 3).
上記の動作にしたがい、積分器Aは切換えス
イツチSW2の接点uを介して電源15の電流I1を
積分し始める。なお、この電源14と15からの
電流I0とI1の動きは逆の方向であるため、積分器
Aは電流I0で積分した電圧を放電する方向で動作
する。なお、積分器Aにおける電流I0からI1への
切換えには第3図に示すようにわずかなホールド
期間があるが、これは、単なる設計的なものであ
るため完全に同期させるようにしても良いし、又
は、もつとホールド期間を長くしてもよいことは
明らかである。 According to the above operation, the integrator A begins to integrate the current I1 of the power supply 15 via the contact u of the changeover switch SW2 . Note that since the currents I 0 and I 1 from the power supplies 14 and 15 move in opposite directions, the integrator A operates in the direction of discharging the voltage integrated by the current I 0 . Note that there is a slight hold period when the current in integrator A switches from I 0 to I 1 as shown in Figure 3, but this is just a design thing, so it should be completely synchronized. It is clear that the hold period may be longer or the hold period may be longer.
このようにして、積分器Aは時間t1(第3図P1
パルスが印加されるまで)だけ電流I0を積分し、
今度はその積分電圧を電流I1で放電する。そして
ついには、その出力電圧は、零レベルとなる。 In this way, the integrator A operates at time t 1 (Fig. 3 P 1
Integrate the current I 0 by (until the pulse is applied),
This time, the integrated voltage is discharged with a current I1 . Finally, the output voltage reaches zero level.
この零レベルとなつた時をコンパレータ7は捕
えて、以下の動作のトリガとする。 The comparator 7 captures the moment when the level reaches this zero level and uses it as a trigger for the following operation.
<> カウンタ9の動作を止める〔第3図iと
l参照〕。即ち、カウンタ9は積分器Aが放電
をしている期間を測定していたことになる。<> Stop the operation of the counter 9 (see Figure 3 i and l). In other words, the counter 9 was measuring the period during which the integrator A was discharging.
<> 切換えスイツチSW2を接点vとする。<> Set changeover switch SW 2 as contact point v.
即ち、積分器Bは、電源15の電流I1により
放電を開始する〔第3図j参照〕。なお、この
時期より以前に積分器Bは時間t2だけ電流I0を
すでに積分し、これをホールドしている。その
理由は、この様なタイミングとなるように電流
値I0とI1の大きさを予め定めているからであ
る。また、この切換えスイツチSW2の動作によ
り積分器Aの積分動作は停止する〔第3図h参
照〕。 That is, the integrator B starts discharging due to the current I1 of the power source 15 (see FIG. 3j). Incidentally, before this time, the integrator B has already integrated the current I 0 for a time t 2 and is holding it. The reason for this is that the magnitudes of the current values I 0 and I 1 are determined in advance to achieve such timing. Furthermore, the operation of the changeover switch SW2 causes the integration operation of the integrator A to stop (see FIG. 3h).
なお、以上の動作の最中にも切換えスイツチ
SW2は接点vになつており、積分器Bは電流I1で
放電を続けている。そして、積分器Bの出力電圧
が零レベルになるとコンパレータ8はこれを捕え
て、以下の動作のトリガとする。 Please note that the changeover switch cannot be pressed even during the above operation.
SW 2 has become a contact point v, and integrator B continues to discharge with current I 1 . Then, when the output voltage of the integrator B reaches zero level, the comparator 8 captures this and uses it as a trigger for the following operation.
<> カウンタ10の動作を止める〔第3図m
参照〕。即ち、カウンタ10は、積分器Aと積
分器Bが電流I1を積分(放電)している期間の
和を測定していたことなる。言いかえると、カ
ウンタ10の出力信号は、第1図の期間(t1+
t2)に相当する期間を表している。<> Stop the operation of the counter 10 [Fig. 3 m
reference〕. In other words, the counter 10 measures the sum of the periods during which the integrators A and B integrate (discharge) the current I1 . In other words, the output signal of the counter 10 is generated during the period (t 1 +
t2 ).
<> 切換えスイツチSW2を接点Wとする。<> Set changeover switch SW 2 as contact W.
即ち、積分器Bの積分動作を停止させる。 That is, the integrating operation of integrator B is stopped.
一方、上述したようにカウンタ9の出力信号と
しては、第1図で示されている期間t1(距離に置
換えて見ることができる)に相当するデジタル信
号が取出される。この出力信号は、出力レジスタ
12を介して取出される。 On the other hand, as described above, the digital signal corresponding to the period t 1 (which can be seen in place of distance) shown in FIG. 1 is taken out as the output signal of the counter 9. This output signal is taken out via the output register 12.
以上のような装置は、磁歪線の特性に温度計数
等の変動要素があつたりした場合に測定誤差とな
る恐れがある。そこでフルスパン〔時間(2t1+
t2〕の値が一定となように制御しておけばその様
な誤差は除かれる。本発明の装置では、以上のよ
うな目的のために、オートスパン回路11を設け
ている。このオートスパン回路11は、設定器1
3より基準となるフルスパンに相当する信号を導
入し、この値と、カウンタ9,10の出力信号を
基にした値とを比較して、この差が零となるよう
に補償電源16の電流値Icを制御している。 The above-mentioned apparatus may cause a measurement error when a variable factor such as a temperature coefficient comes into contact with the characteristics of the magnetostrictive wire. Therefore, full span [time (2t 1 +
If the value of t 2 ] is controlled to be constant, such errors can be eliminated. In the apparatus of the present invention, an autospan circuit 11 is provided for the above purpose. This auto span circuit 11 is connected to the setting device 1.
3, a signal corresponding to a full span serving as a reference is introduced, and this value is compared with a value based on the output signals of counters 9 and 10, and the current value of the compensation power supply 16 is adjusted so that this difference becomes zero. It controls IC.
以上説明したように、第2図装置の出力レジス
タ12からは、受信手段4の位置に相当するデジ
タル信号を得ることができる。 As explained above, a digital signal corresponding to the position of the receiving means 4 can be obtained from the output register 12 of the apparatus shown in FIG.
なお、分解能を高く取るために電源14と15
の電流I0,I1は、I1≪I0の関係に設定されている。
即ち、このようにすることでカウンタ9,10で
の計数期間を充分に長く取ることができる。 In addition, in order to obtain high resolution, power supplies 14 and 15 are connected.
The currents I 0 and I 1 are set to have a relationship of I 1 <<I 0 .
That is, by doing so, the counting period of the counters 9 and 10 can be made sufficiently long.
第4図は、第2図装置及び第1図装置の更に具
体化した構成例を示す図である。同図において、
第1図及び第2図に該当する素子(ブロツク)に
付いては、同一の素子番号を付してある。その動
作は、第2図装置の所で詳しく説明したので、こ
こでは第2図の構成に追加された主な部分を説明
する。 FIG. 4 is a diagram showing a more specific configuration example of the apparatus shown in FIG. 2 and the apparatus shown in FIG. 1. In the same figure,
Elements (blocks) corresponding to FIGS. 1 and 2 are given the same element numbers. Since its operation has been explained in detail in the section of the apparatus shown in FIG. 2, the main parts added to the configuration shown in FIG. 2 will be explained here.
オートスパン回路11は加算器111とコンパ
レータ112とで構成されている。そして、加算
器111の出力信号と基準となるフルスパン値
Tcとをコンパレータ112で比較している。そ
の結果、この差が零となるようにa,b,cの3
つの接点信号を出力している。 The autospan circuit 11 is composed of an adder 111 and a comparator 112. Then, the output signal of the adder 111 and the reference full span value
Tc is compared by a comparator 112. As a result, 3 of a, b, and c are set so that this difference becomes zero.
Two contact signals are output.
また、補償電源16は第4図で示すように3つ
のスイツチを有している。そして、オートスパン
回路11からの信号a,b,cによつてこの3つ
のスイツチは選択され、それに応じた電流値Icが
電流I0と重畳して積分器Aに加えられる。 Further, the compensation power supply 16 has three switches as shown in FIG. These three switches are selected by signals a, b, and c from the autospan circuit 11, and a corresponding current value Ic is applied to the integrator A in a superimposed manner with the current I0 .
また、切換えスイツチSW1,SW2の制御信号
は、第4図中に記入してあるのでこれについては
説明を省略する。 Further, since the control signals for the changeover switches SW 1 and SW 2 are shown in FIG. 4, their explanation will be omitted.
なお、第2図及び第4図からわかるように電流
I0とI1の向きは、互いに逆方向でさえあれば、ど
ちら向きでも良い。 Furthermore, as can be seen from Figures 2 and 4, the current
I 0 and I 1 can be in either direction as long as they are opposite to each other.
以上述べたように、本発明によれば次の効果が
得られる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
高精度なデジタル位置検出ができる。 Highly accurate digital position detection is possible.
発振器3からのドライブ信号がワンシヨツト
なので従来のアナログ帰還形式のものと比較し
て応答が早い。 Since the drive signal from the oscillator 3 is one shot, the response is faster than that of the conventional analog feedback type.
I1≪I0なので計数時間を長くとれ、カウンタ
のクロツクCLKが遅いものであつても分解能
を高く取ることができる。 Since I 1 ≪ I 0 , the counting time can be long, and even if the counter clock CLK is slow, high resolution can be achieved.
原理的に充放電電流の比で精度が決まり、コ
ンパレータ、積分器のオフセツトを無視しうる
とともに、積分コンデンサの精度も不要であ
る。 In principle, the accuracy is determined by the ratio of charging and discharging currents, and the offset of the comparator and integrator can be ignored, and the accuracy of the integrating capacitor is not required.
充放電電流の比は、オートスパン回路によつ
て制御されるので、無調整化が可能である。 The charge/discharge current ratio is controlled by an autospan circuit, so it can be made unadjusted.
第1図は本発明に係る装置に使用される磁歪効
果を利用した位置検出手段の一構成例を示した
図、第2図は本発明に係る装置の一構成例を表す
ブロツク図、第3図は第2図装置の各部の動作、
タイミングを示す図、第4図は第2図装置及び第
1図装置の更に具体化した構成例を示す図であ
る。
A,B……積分器、SW1,SW2……切換えスイ
ツチ、1……磁歪線、2……励振手段、3……発
振器、4……受信手段、5,5′,7,8……コ
ンパレータ、6……基準電圧、9,10……カウ
ンタ、11……オート・スパン回路、12……出
力レジスタ、13……設定器、14,15,16
……電源。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a position detection means using the magnetostrictive effect used in the device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the device according to the present invention, and FIG. Figure 2 shows the operation of each part of the device.
FIG. 4, a diagram showing timing, is a diagram showing a more specific example of the configuration of the device in FIG. 2 and the device in FIG. 1. A, B... Integrator, SW 1 , SW 2 ... Changeover switch, 1... Magnetostrictive wire, 2... Excitation means, 3... Oscillator, 4... Receiving means, 5, 5', 7, 8... ... Comparator, 6 ... Reference voltage, 9, 10 ... Counter, 11 ... Auto span circuit, 12 ... Output register, 13 ... Setting device, 14, 15, 16
……power supply.
Claims (1)
と、 磁歪線上の或る点に位置し、当該位置を超音波
が通過するごとに信号を出力する受信手段と、 前記励振手段が超音波を発射してから受信手段
が最初に信号を出力するまでの期間t1、電流I0
を積分する第1積分器Aと、 前記受信手段が最初に信号を出力してから2回
目の信号を出力するまでの期間t2、電流I0を積
分する第2積分器Bと、 前記電流I0と逆極性の電流I1を第1積分器に
加え、この電流I1を加えてから第1積分器の電
圧が0となるまでの時間Xをデジタル値に変換す
る第1変換手段7,9,SW2と、 前記電流I1を第2積分器に加え、第1積分器
の電圧が0になるまでの前記時間Xと、第2積分
器の電圧が0となるまでの時間Yを加算した時間
(X+Y)をデジタル値に変換する第2交換手段
8,10,SW2と、 前記第1及び第2変換手段から導入したデジタ
ル信号から(2t1+t2)に応じた値を算出し、こ
の値が、設定された値と同じになるように前記電
流I0へ補償用電流Icを加えるオートスパン回路
と、 を備えたことを特徴とする位置検出装置。[Scope of Claims] 1. Excitation means that applies ultrasonic waves from the end of the magnetostrictive wire; Receiving means that is located at a certain point on the magnetostrictive wire and outputs a signal every time the ultrasonic wave passes through that position; Period t1 from when the excitation means emits ultrasonic waves until the reception means first outputs a signal, current I 0
a first integrator A that integrates the current I0; a second integrator B that integrates the current I0 during a period t2 from when the receiving means outputs the first signal until it outputs the second signal; first converting means 7, 9, which applies a current I1 having a polarity opposite to 0 to the first integrator and converts the time X from the application of the current I1 until the voltage of the first integrator becomes 0 into a digital value; SW2, the time that is the sum of the time X until the voltage of the first integrator becomes 0 when the current I1 is applied to the second integrator, and the time Y until the voltage of the second integrator becomes 0 ( A value corresponding to (2t1+t2) is calculated from the second exchange means 8, 10, SW2 which converts X+Y) into a digital value, and the digital signals introduced from the first and second conversion means, and this value is set. A position detection device comprising: an autospan circuit that adds a compensation current Ic to the current I0 so that the current Ic becomes the same as the current I0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2765484A JPS60171473A (en) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | Position detection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2765484A JPS60171473A (en) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | Position detection apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171473A JPS60171473A (en) | 1985-09-04 |
| JPH0374765B2 true JPH0374765B2 (en) | 1991-11-28 |
Family
ID=12226908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2765484A Granted JPS60171473A (en) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | Position detection apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60171473A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120927103B (en) * | 2025-10-16 | 2026-02-03 | 天津恒立远大仪表股份有限公司 | Magnetostriction detection method and magnetostriction detection system based on self-adaptive signal conditioning |
-
1984
- 1984-02-16 JP JP2765484A patent/JPS60171473A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60171473A (en) | 1985-09-04 |
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