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JPH071314B2 - Rear member detection device - Google Patents
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JPH071314B2 - Rear member detection device - Google Patents

Rear member detection device

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JPH071314B2
JPH071314B2 JP62119644A JP11964487A JPH071314B2 JP H071314 B2 JPH071314 B2 JP H071314B2 JP 62119644 A JP62119644 A JP 62119644A JP 11964487 A JP11964487 A JP 11964487A JP H071314 B2 JPH071314 B2 JP H071314B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、合板や石膏ボードからなる壁材や天井材の背
後にあって壁材や天井材を取り付ける胴縁、間柱、野縁
等の支柱や、壁や天井の背後に配設された水道管、電線
管等を検知する背後部材検知装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pillar such as a furring strip, a stud, a field rim, etc., which is behind a wall material or a ceiling material made of plywood or gypsum board and to which the wall material or the ceiling material is attached. The present invention relates to a back member detection device that detects a water pipe, a conduit pipe, or the like arranged behind a wall or a ceiling.

[背景技術] 一般に合板や石膏ボード等の壁材や天井材により壁や天
井が形成されている場合であって、壁に時計や額を取り
付けたり、天井や壁に照明を取り付けたりするときに
は、壁材や天井材を取り付けるために壁材の背部に設け
られた支柱(間柱、胴縁、野縁等)を探し出し、釘やフ
ックを支柱に装着することが必要であり、また空調機等
を取り付けるときには、壁や天井内に埋設された水道管
や電線管を避けて穴をあける必要がある。しかしなが
ら、一般に壁材や天井材の表面は化粧シートを貼着した
り塗装を施すことによって表面仕上げがなされているか
ら、支柱や水道管や電線管等の背後部材の位置を目視に
よって探し出すのは困難である。
[Background Art] Generally, when a wall or ceiling is formed by wall materials or ceiling materials such as plywood or gypsum board, and when attaching a clock or forehead to the wall or attaching lighting to the ceiling or wall, It is necessary to find the pillars (studs, furrows, rims, etc.) provided on the back of the wall material to attach the wall material and ceiling material, and attach nails and hooks to the pillars. When installing, it is necessary to make holes by avoiding water pipes and conduits buried in walls and ceilings. However, since the surface of wall materials and ceiling materials is generally surface-finished by applying a decorative sheet or painting, it is not possible to visually find the positions of back members such as stanchions, water pipes and electric conduits. Have difficulty.

したがって、従来はハンマー等で壁材や天井材の表面を
たたき、生じる音が背後部材の有無により変化すること
を利用して背後部材の位置を検知する方法が一般に用い
られていた。しかしながら、石膏ボード等では背後部材
の有無による音の変化が少ないものであるから、熟練し
た人でなければこの方法による背後部材の検知は困難で
ある。
Therefore, conventionally, a method of hitting the surface of a wall material or a ceiling material with a hammer or the like and detecting the position of the backing member by utilizing the fact that the generated sound changes depending on the presence or absence of the backing member has been generally used. However, since a gypsum board or the like has little change in sound due to the presence or absence of the back member, it is difficult for a skilled person to detect the back member by this method.

このような問題を解消するために、第4図に示すよう
に、センサ部として電極板1を設け、この電極板1の周
囲の誘電率の変化を検出することにより壁や天井の背後
部材を検知するようにした装置が考えられている。この
装置は、電極板1により周囲の静電容量を検出して抵抗
R1,R2、可変抵抗VR1とともに時定数回路を形成し、こ
の時定数に基づいて一対の単安定マルチバイブレータ1
1,12を動作させ、両単安定マルチバイブレータ11,12の
出力パルスのパルス幅の差を時間差検出回路13により検
出した後、時間差検出回路13の出力を積分回路14により
積分し、積分回路14の出力レベルが所定値に達するとス
イッチング回路15を作動させて報知手段である発光ダイ
オードLEDを点灯させるようにしたものである。ところ
で、壁等の材質や厚みに応じて電極板1により検出され
る周囲の静電容量は変化するから、上記構成の装置にお
いては使用環境に応じて最大感度で使用できるように、
動作の基準値を自動設定する基準値設定回路16が設けら
れている。すなわち、この基準値設定回路16は単安定マ
ルチバイブレータ12の時定数回路にバイアス電圧を付与
することにより時定数を使用環境に応じて可変し、使用
環境に応じた最大感度に設定された時点でそのバイアス
電圧を保持するように構成されている。したがって、バ
イアス電圧により基準値が設定されるのであり、そのバ
イアス電圧はコンデンサCの端子電圧として得られるよ
うになっている。すなわち、電源を投入するとスイッチ
素子Sを導通状態としてコンデンサCを充電し、最大感
度に設定されたことが検出されるとスイッチ素子Sを非
導通としてコンデンサCの充電を停止するのである。ま
た、コンデンサCの端子電圧はボルテージフォロワVfを
介して抵抗R1,R2の接続点に印加される。ここに、スイ
ッチ素子SおよびボルテージフォロワVfとしては小型か
つ安価である点から従来よりCMOSが用いられており、次
のような問題を有している。すなわち、CMOSはスレショ
ルドにばらつきがあり、第4図回路のようにスイッチ素
子Sの導通時間をコンデンサCと抵抗R3との時定数回路
により設定している場合に、第5図に示すように、コン
デンサCの端子電圧の最大値にばらつきが生じることに
なり、ボルテージフォロワVfの出力電圧の調節範囲がば
らつくのである。したがって、製品の仕様を一定にする
には、初期状態を設定するバイアス電圧の調節範囲のも
っとも狭いものに合わせることになり、その結果、装置
が適用できる壁厚の範囲が小さくなるという問題があっ
た。
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 4, an electrode plate 1 is provided as a sensor unit, and a change in the dielectric constant around the electrode plate 1 is detected to detect a rear member of a wall or a ceiling. A device designed to detect is considered. This device detects the surrounding capacitance by the electrode plate 1 and detects the resistance.
A time constant circuit is formed with R 1 , R 2 and variable resistance VR 1 , and a pair of monostable multivibrator 1 is formed based on this time constant.
1 and 12 are operated, and after the difference between the pulse widths of the output pulses of both monostable multivibrators 11 and 12 is detected by the time difference detection circuit 13, the output of the time difference detection circuit 13 is integrated by the integration circuit 14 and the integration circuit 14 When the output level of 1 reaches a predetermined value, the switching circuit 15 is operated to turn on the light emitting diode LED which is the notification means. By the way, since the surrounding electrostatic capacitance detected by the electrode plate 1 changes depending on the material and thickness of the wall or the like, in the device having the above configuration, the maximum sensitivity can be used according to the usage environment.
A reference value setting circuit 16 for automatically setting a reference value for operation is provided. That is, the reference value setting circuit 16 changes the time constant according to the use environment by applying a bias voltage to the time constant circuit of the monostable multivibrator 12, and at the time when the maximum sensitivity is set according to the use environment. It is configured to hold the bias voltage. Therefore, the reference value is set by the bias voltage, and the bias voltage is obtained as the terminal voltage of the capacitor C. That is, when the power is turned on, the switch element S is brought into the conductive state to charge the capacitor C, and when it is detected that the maximum sensitivity is set, the switch element S is brought into the non-conductive state and the charging of the capacitor C is stopped. The terminal voltage of the capacitor C is applied to the connection point of the resistors R 1 and R 2 via the voltage follower Vf. Here, CMOS is conventionally used as the switch element S and the voltage follower Vf because of its small size and low cost, and has the following problems. That is, CMOS has variations in threshold, and when the conduction time of the switch element S is set by the time constant circuit of the capacitor C and the resistor R 3 as shown in FIG. 4, as shown in FIG. , The maximum value of the terminal voltage of the capacitor C varies, and the adjustment range of the output voltage of the voltage follower Vf varies. Therefore, in order to keep the product specifications constant, it is necessary to adjust to the narrowest adjustment range of the bias voltage that sets the initial state, and as a result, there is a problem that the range of wall thickness applicable to the device is reduced. It was

[発明の目的] 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
目的とするところは、コンデンサを充電する過程でコン
デンサの端子電圧を設定する代わりに、コンデンサを一
旦充電してから放電する過程でコンデンサの端子電圧を
設定するようにし、もって基準値の設定範囲を大きくと
れるようにした背後部材検知装置を提供することにあ
る。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to charge a capacitor once instead of setting the terminal voltage of the capacitor in the process of charging the capacitor. It is an object of the present invention to provide a backing member detection device in which the terminal voltage of the capacitor is set in the process of discharging afterwards, so that the setting range of the reference value can be made large.

[発明の開示] (構成) 本発明に係る背後部材検知装置は、周囲の誘電率の変化
を電気信号に変換するセンサ部と、センサ部の出力が予
め設定された基準値に達すると支柱が存在すると判断し
て検知出力が得られる検知手段と、周囲の環境に応じて
上記基準値を設定する基準値設定回路とを備え、基準値
設定回路は、コンデンサを有するとともにコンデンサの
端子電圧に呼応して基準値を設定し、電源投入時にコン
デンサを充電して支柱の有無とは無関係に検知出力が得
られる状態に基準値を設定した後、コンデンサを放電す
る放電回路に設けたスイッチ素子を導通状態としてコン
デンサを放電し検知出力が得られなくなった直後の時点
でスイッチ素子を非導通状態としてコンデンサの放電を
停止することにより基準値を保持するように設定されて
成るものであり、コンデンサの放電過程で基準値の設定
を行なうことにより、他の部品のスレショルド等のばら
つきによる基準値の設定範囲のばらつきを防止したもの
である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION (Structure) In the back member detection device according to the present invention, a sensor unit that converts a change in the surrounding dielectric constant into an electric signal, and a strut when the output of the sensor unit reaches a preset reference value. It is provided with a detection means that determines that it exists and obtains a detection output, and a reference value setting circuit that sets the above-mentioned reference value according to the surrounding environment. After setting the reference value, the capacitor is charged when the power is turned on, and the reference value is set so that the detection output can be obtained regardless of the presence or absence of the support post, and then the switch element provided in the discharge circuit that discharges the capacitor is turned on. In this condition, the reference value is maintained by stopping the discharge of the capacitor by setting the switch element to the non-conducting state immediately after the capacitor is discharged and no detection output is obtained. It is those which comprising a, is obtained by preventing by performing setting of the reference value in the discharge process of the capacitor, the variation in the setting range of the reference values due to variations in the threshold, etc. other components.

(実施例) 第1図に示すように、1枚の主電極板1aと、主電極板1a
の両側に配設された一対の副電極板1b,1cとを備えた電
極板1をセンサ部としている。主電極板1aは可変抵抗VR
1の一端に接続されて第1の時定数回路を形成し、また
両副電極板1b,1cは互いに接続されるとともに電源を3
分する可変抵抗VR1および抵抗R1,R2のうちの可変抵抗V
R1と抵抗R1との接続点に接続されて第2の時定数回路を
形成する。各時定数回路は、一対の単安定マルチバイブ
レータ11,12の各時定数をそれぞれ設定するのであっ
て、一方の単安定マルチバイブレータ11の反転出力と他
方の単安定マルチバイブレータ12の非反転出力とは時間
差検出回路13に入力される。時間差検出回路13は両単安
定マルチバイブレータ11,12からの入力レベルが共に
“L"である期間に相当する出力パルスを出力し、この出
力パルスは積分回路14により積分される。積分回路14の
出力レベルがスイッチング回路15で設定された基準レベ
ルに達すると、スイッチング回路15は検知出力を出し報
知手段である発光ダイオードLED1,LED2を点灯させるよ
うになっている。ここに、両発光ダイオードLED1,LED2
はスイッチング回路15への入力レベルに応じて点滅す
る。以上のようにして、時定数回路を含む単安定マルチ
バイブレータ11,12、時間差検出回路13、積分回路14、
スイッチング回路15により検知手段が構成される。
(Example) As shown in FIG. 1, one main electrode plate 1a and one main electrode plate 1a
An electrode plate 1 provided with a pair of sub-electrode plates 1b and 1c arranged on both sides of is used as a sensor unit. Main electrode plate 1a is variable resistance VR
It is connected to one end of 1 to form a first time constant circuit, and both sub-electrode plates 1b and 1c are connected to each other and a power source
Variable resistor VR 1 to be divided and variable resistor V of resistors R 1 and R 2
The second time constant circuit is formed by being connected to the connection point between R 1 and the resistor R 1 . Each time constant circuit sets each time constant of the pair of monostable multivibrators 11 and 12, respectively, and the inverting output of one monostable multivibrator 11 and the non-inverting output of the other monostable multivibrator 12 are set. Is input to the time difference detection circuit 13. The time difference detection circuit 13 outputs an output pulse corresponding to a period in which the input levels from both monostable multivibrators 11 and 12 are both "L", and this output pulse is integrated by the integrating circuit 14. When the output level of the integrating circuit 14 reaches the reference level set by the switching circuit 15, the switching circuit 15 outputs a detection output to turn on the light emitting diodes LED 1 and LED 2 which are the notification means. Here, both light emitting diodes LED 1 , LED 2
Blinks according to the input level to the switching circuit 15. As described above, the monostable multivibrator 11, 12 including the time constant circuit, the time difference detection circuit 13, the integration circuit 14,
The switching circuit 15 constitutes a detecting means.

スイッチング回路15は、積分回路14の出力の反転増幅す
るトランジスタQと、一対のコンパレータ21a,21bと、
抵抗R3〜R5とを備えている。また、トランジスタQのコ
レクタには出力抵抗R6が接続され、トランジスタQのエ
ミッタには増幅率を設定するための可変抵抗VR2が接続
されている。両コンパレータ21a,21bの出力端間には抵
抗R7と発光ダイオードLED1との直列回路が挿入され、一
方のコンパレータ21bの出力端と電源の負側端との間に
は抵抗R8と発光ダイオードLED2との直列回路が挿入され
ている。
The switching circuit 15 includes a transistor Q for inverting and amplifying the output of the integration circuit 14, a pair of comparators 21a and 21b,
The resistors R 3 to R 5 are provided. Further, the output resistance R 6 is connected to the collector of the transistor Q, and the variable resistance VR 2 for setting the amplification factor is connected to the emitter of the transistor Q. Both comparators 21a, is between the output ends of 21b are inserted in series circuit of a resistor R 7 and the light emitting diode LED 1 is emitting a resistor R 8 is between the negative end of the output terminal and the power supply of one of the comparators 21b A series circuit with diode LED 2 is inserted.

検知動作は第2図の右半分に示すようにして行なわれ
る。すなわち、第2図(a)(b)に示すように、電極
板1により検出される静電容量と可変抵抗VR1および抵
抗R2,R3とにより時定数が設定され、第2図(c)
(d)に示すように、その時定数に対応したパルス幅の
パルスが各単安定マルチバイブレータ11,12の出力に得
られる。両単安定マルチバイブレータ11,12の出力は時
間差検出回路13に入力され、第2図(e)のように、両
単安定マルチバイブレータ11,12の出力パルス幅の差に
対応した、換言すれば、両単安定マルチバイブレータ1
1,12の出力レベルがともに“L"となる期間のパルス幅に
相当するパルスが得られる。時間差検出回路13の出力は
積分回路14により積分され、積分回路14の出力として時
間差検出回路13の出力パルス幅に応じてレベルが増大す
る出力が得られる。したがって、スイッチング回路15に
設けたトランジスタQの出力レベルは、第2図(f)に
示すように、時間差検出回路13の出力パルス幅の増大に
伴なって減少することになる。検知動作を行なっている
ときには、スイッチング回路15のコンパレータ21a,21b
の基準レベルは一定値に設定されており、トランジスタ
Qの出力レベルが設定値以下となると、第2図(g)の
ように、一方のコンパレータ21aの出力レベルが“H"と
なって発光ダイオードLED1が点灯し、さらに出力レベル
が低下すると、第2図(h)のように、他方のコンパレ
ータ21bの出力レベルが“H"となって発光ダイオードLED
2が点灯するようになっている。しかるに、壁や天井に
背後部材が存在しているときには、主電極1aで検出され
る静電容量が増大して単安定マルチバイブレータ11の時
定数が大きくなるから、時間差検出回路13の出力パルス
幅が増大し、その結果、支柱にある程度近付くと発光ダ
イオードLED1が点灯することになる。さらに背後部材の
中心に近付くと発光ダイオードLED1の消灯とともに発光
ダイオードLED2が点灯するのである。
The detection operation is performed as shown in the right half of FIG. That is, as shown in FIGS. 2A and 2B, the time constant is set by the electrostatic capacity detected by the electrode plate 1, the variable resistance VR 1 and the resistances R 2 and R 3, and FIG. c)
As shown in (d), a pulse having a pulse width corresponding to the time constant is obtained at the output of each monostable multivibrator 11, 12. The outputs of both monostable multivibrators 11 and 12 are input to the time difference detection circuit 13 and correspond to the output pulse width difference of both monostable multivibrators 11 and 12 as shown in FIG. , Both monostable multivibrator 1
A pulse corresponding to the pulse width during the period when both the output levels of 1 and 12 are "L" is obtained. The output of the time difference detection circuit 13 is integrated by the integration circuit 14, and an output whose level increases according to the output pulse width of the time difference detection circuit 13 is obtained as the output of the integration circuit 14. Therefore, the output level of the transistor Q provided in the switching circuit 15 decreases as the output pulse width of the time difference detection circuit 13 increases, as shown in FIG. 2 (f). During the detection operation, the comparators 21a, 21b of the switching circuit 15 are
Is set to a constant value, and when the output level of the transistor Q becomes less than the set value, the output level of one comparator 21a becomes "H" as shown in FIG. When LED 1 lights up and the output level further decreases, the output level of the other comparator 21b becomes "H" as shown in FIG. 2 (h), and the light emitting diode LED
2 is lit up. However, when there is a back member on the wall or ceiling, the capacitance detected by the main electrode 1a increases and the time constant of the monostable multivibrator 11 increases, so the output pulse width of the time difference detection circuit 13 is increased. Is increased, and as a result, the light emitting diode LED 1 is turned on when the column is approached to some extent. When the center of the rear member is further approached, the light emitting diode LED 1 is turned off and the light emitting diode LED 2 is turned on.

ところで、抵抗R1,R2の接続点には基準値設定回路16か
らのバイアス電圧が印加されており、このバイアス電圧
により単安定マルチバイブレータ12の時定数が可変とな
っている。基準値設定回路16は、ダイオードD1〜D3、コ
ンデンサC,C1,C2、抵抗R9〜R14、CMOSよりなる一対の
スイッチ素子S1,S2、CMOSよりなるボルテージフォロワ
Vf、インバータI、ノア回路NORからなり、スイッチ素
子S1,S2およびボルテージフォロワVfは1個の集積回路
により構成されている。上記バイアス電圧はコンデンサ
Cの端子電圧をボルテージフォロワVfにより取り出して
付与されるのであり、ボルテージフォロワVfはコンデン
サCの端子電圧を反転するように構成されている。すな
わち、コンデンサCの端子電圧が高くなるほどボルテー
ジフォロワVfの出力電圧は低下する。この基準値設定回
路16は、電源投入時にコンデンサCの端子電圧を変化さ
せることにより、単安定マルチバイブレータ12の時定数
を変化させ、それによって、主電極1aによって検知可能
な静電容量の最小値を使用環境に応じて自動設定する。
By the way, a bias voltage from the reference value setting circuit 16 is applied to the connection point of the resistors R 1 and R 2 , and the time constant of the monostable multivibrator 12 is variable by this bias voltage. The reference value setting circuit 16 includes diodes D 1 to D 3 , capacitors C, C 1 and C 2 , resistors R 9 to R 14 , a pair of CMOS switch elements S 1 and S 2 , and a voltage follower composed of CMOS.
It is composed of Vf, an inverter I, and a NOR circuit NOR, and the switch elements S 1 and S 2 and the voltage follower Vf are composed of one integrated circuit. The bias voltage is applied by taking out the terminal voltage of the capacitor C by the voltage follower Vf, and the voltage follower Vf is configured to invert the terminal voltage of the capacitor C. That is, the higher the terminal voltage of the capacitor C, the lower the output voltage of the voltage follower Vf. This reference value setting circuit 16 changes the time constant of the monostable multivibrator 12 by changing the terminal voltage of the capacitor C when the power is turned on, and thereby the minimum value of the electrostatic capacitance that can be detected by the main electrode 1a. Is automatically set according to the usage environment.

次に、基準値設定回路16の動作を第2図の左半分を用い
て説明する。まず、電源を投入すると、コンデンサC1
抵抗R3を介して充電され、コンデンサC1の端子電圧が低
い間はスイッチ素子S1は導通状態であるから、コンデン
サCが抵抗R3,R9,R10、ダイオードD1等を介して充電
される。コンデンサCへの充電時定数は十分に短く設定
され、コンデンサC1への充電時定数はそれよりも長く設
定されている。また、コンデンサC2は電源投入と同時に
抵抗R14を介して、また抵抗R5,R6,R12およびダイオー
ドD2,D3を介して充電されており、ノア回路NORの一方
の入力レベルは電源投入からしばらくの間は“L"となっ
ている。また、コンパレータ21aの非反転入力端の入力
レベルが“L"であるからコンパレータ21aの出力レベル
は“L"であって、ノア回路NORの出力レベルは、第2図
(i)に示すように、“H"となっている。また、第2図
(j)に示すように、インバータIの出力レベルが“L"
であるから、コンパレータ21bの非反転入力端が“L"
で、第2図(h)のようにコンパレータ21bの出力レベ
ルが“H"となり、発光ダイオードLED2が点灯する。とこ
ろで、このときスイッチ素子S2は導通しており、コンデ
ンサCは抵抗R11を介して放電されている。すなわち、
電源投入時には充電と放電とが同時になされているが、
放電時定数は充電時定数に比較して十分に大きく設定さ
れているから、コンデンサCの端子電圧はスイッチ素子
S1が導通している間はすぐに上昇する。コンデンサC1
端子電圧が上昇してスイッチ素子S1が非導通状態となる
と、コンデンサCは第2図(k)に示すように放電のみ
行なうのであり、それに伴なって抵抗R1,R2の接続点の
電位は第2図(l)に示すように次第に上昇する。すな
わち、第2図(b)に示すように、単安定マルチバイブ
レータ12に接続された時定数回路の時定数が徐々に減少
し、第2図(d)に示すように、単安定マルチバイブレ
ータ12の出力パルス幅が徐々に小さくなる。こうして両
単安定マルチバイブレータ11,12の出力パルス幅が略等
しくなると、第2図(e)に示すように、それまで無出
力であった時間差検出回路13から微少パルスが得られ、
積分回路14の出力レベルが若干上昇して第2図(f)の
ようにトランジスタQのコレクタの電位が若干下がる。
この時点で、第2図(g)のようにコンパレータ21aの
出力レベルが“H"となり、ノア回路NORの抵抗R13側の入
力レベルが“H"となるから、第2図(i)のようにノア
回路NORの出力レベルが“L"となり、インバータIの出
力レベルが“H"となって、スイッチ素子S2が非導通状態
となり、コンデンサCの放電が停止する。また、第2図
(h)のように発光ダイオードLED2は消灯する。この瞬
間にコンパレータ21a,21bの非反転入力端の基準電圧は
抵抗R3,R9で電源電圧を分圧した値となるから、両コン
パレータ21a,21bの非反転入力端への印加電圧が下が
り、両発光ダイオードLED1,LED2はともに消灯する。つ
まり、発光ダイオードLED2が消灯した後、発光ダイオー
ドLED1が一瞬点灯し、すぐに消灯する。以後はコンデン
サCの端子電圧は一定に保たれるのであり、時定数回路
へのバイアス電圧の初期値が設定されることになる。こ
のバイアス電圧の設定により、時間差検出回路13から極
めて小さい幅の出力パルス得られる状態となるから、背
後部材を検出するとすぐに時間差検出回路13から幅の広
いパルスが得られるようになり、高い感度での検知動作
が行なえるのである。
Next, the operation of the reference value setting circuit 16 will be described with reference to the left half of FIG. First, when the power is turned on, the capacitor C 1 is charged through the resistor R 3, and the switch element S 1 is in the conductive state while the terminal voltage of the capacitor C 1 is low. Therefore, the capacitor C is connected to the resistors R 3 , R 9 , R 10 , and the diode D 1 etc. are charged. The charging time constant for the capacitor C is set sufficiently short, and the charging time constant for the capacitor C 1 is set longer than that. Further, the capacitor C 2 is charged at the same time when the power is turned on via the resistor R 14 , and also via the resistors R 5 , R 6 , R 12 and the diodes D 2 , D 3, so that one input level of the NOR circuit NOR is charged. Has been "L" for a while since the power was turned on. Further, since the input level of the non-inverting input terminal of the comparator 21a is "L", the output level of the comparator 21a is "L" and the output level of the NOR circuit NOR is as shown in FIG. 2 (i). , "H". Further, as shown in FIG. 2 (j), the output level of the inverter I is "L".
Therefore, the non-inverting input terminal of the comparator 21b is "L".
Then, as shown in FIG. 2 (h), the output level of the comparator 21b becomes "H", and the light emitting diode LED 2 lights up. By the way, at this time, the switch element S 2 is conducting, and the capacitor C is discharged through the resistor R 11 . That is,
Charging and discharging are performed at the same time when the power is turned on,
Since the discharge time constant is set sufficiently larger than the charge time constant, the terminal voltage of the capacitor C is a switch element.
It quickly rises while S 1 is conducting. When the terminal voltage of the capacitor C 1 rises and the switch element S 1 becomes non-conductive, the capacitor C only discharges as shown in FIG. 2 (k), and accordingly, the resistors R 1 and R 2 are discharged. The potential at the connection point of is gradually increased as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 2 (b), the time constant of the time constant circuit connected to the monostable multivibrator 12 gradually decreases, and as shown in FIG. 2 (d), the monostable multivibrator 12 The output pulse width of is gradually reduced. When the output pulse widths of both monostable multivibrators 11 and 12 become substantially equal in this way, as shown in FIG. 2 (e), a minute pulse is obtained from the time difference detection circuit 13 which has been non-output until then.
The output level of the integrating circuit 14 rises slightly and the collector potential of the transistor Q falls slightly as shown in FIG. 2 (f).
At this point, as shown in FIG. 2 (g), the output level of the comparator 21a becomes “H” and the input level of the NOR circuit NOR on the resistor R 13 side becomes “H”. NOR circuit output level of the NOR becomes "L" as the output level of the inverter I becomes the "H", the switch element S 2 becomes nonconductive, the discharge of the capacitor C is stopped. Further, the light emitting diode LED 2 is turned off as shown in FIG. The moment the comparator 21a, since the reference voltage at the non-inverting input of the 21b becomes a resistor R 3, divided by the value of the supply voltage R 9, both comparators 21a, the voltage applied to the non-inverting input of 21b downward Both LED's LED 1 and LED 2 are turned off. That is, after the light emitting diode LED 2 is turned off, the light emitting diode LED 1 is momentarily turned on and then immediately turned off. After that, the terminal voltage of the capacitor C is kept constant, and the initial value of the bias voltage to the time constant circuit is set. By setting this bias voltage, the time difference detection circuit 13 is in a state where an output pulse with an extremely small width is obtained, so that a wide pulse can be obtained from the time difference detection circuit 13 as soon as the back member is detected, and high sensitivity is obtained. The detection operation can be performed in.

以上のようにして、コンデンサCを一旦充電した後、そ
の放電過程でバイアス電圧の設定を行なうから、第3図
に示すように、スイッチ素子S1,S2やボルテージフォロ
ワVfを構成するCMOSの特性にばらつきがあっても、電圧
調節範囲には影響がなくなり、その結果、使用できる壁
の厚みの範囲が製品ごとにばらつくということがなくな
るのである。
As described above, since the bias voltage is set in the discharging process after the capacitor C is once charged, as shown in FIG. 3, the CMOS of the switch elements S 1 and S 2 and the voltage follower Vf which constitutes the voltage follower Vf is set. Even if the characteristics vary, the voltage adjustment range is not affected, and as a result, the usable wall thickness range does not vary from product to product.

[発明の効果] 本発明は上述のように、周囲の誘電率の変化を電気信号
に変換するセンサ部と、センサ部の出力が予め設定され
た基準値に達すると支柱が存在すると判断して検知出力
が得られる検知手段と、周囲の環境に応じて上記基準値
を設定する基準値設定回路とを備え、基準値設定回路
は、コンデンサを有するとともにコンデンサの端子電圧
に呼応して基準値を設定し、電源投入時にコンデンサを
充電して支柱の有無とは無関係に検知出力が得られる状
態に基準値を設定した後、コンデンサを放電する放電回
路に設けたスイッチ素子を導通状態としてコンデンサを
放電し検知出力が得られなくなった直後の時点でスイッ
チ素子を非導通状態としてコンデンサの放電を停止する
ことにより基準値を保持するように設定されて成るもの
であり、コンデンサの放電過程で基準値の設定を行なう
から、他の部品のスレショルド等のばらつきによる基準
値の設定範囲のばらつきが防止されるという利点を有す
るのである。その結果、適用できる壁厚の範囲を大きく
しながらも各製品の性能を一定にすることができるので
ある。
[Advantages of the Invention] As described above, the present invention determines that a sensor unit that converts a change in the surrounding dielectric constant into an electric signal and that a pillar is present when the output of the sensor unit reaches a preset reference value. Detecting means for obtaining a detection output, and a reference value setting circuit for setting the reference value according to the surrounding environment, the reference value setting circuit has a capacitor and the reference value in response to the terminal voltage of the capacitor. After setting, set the reference value to a state where the capacitor is charged when the power is turned on and the detection output is obtained regardless of the presence or absence of the support, then the switch element provided in the discharge circuit that discharges the capacitor is set to the conductive state to discharge the capacitor. Immediately after the detection output is no longer obtained, the switch element is set to the non-conducting state to stop the discharge of the capacitor and the reference value is held. Therefore, the reference value is set in the process of discharging the capacitor, so that there is an advantage that variation in the setting range of the reference value due to variation in thresholds of other components can be prevented. As a result, the performance of each product can be made constant while increasing the range of applicable wall thickness.

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

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図中の対応する各部の信号を示すタイムチャート、
第3図は同上の要部の動作説明図、第4図は従来例を示
すブロック図、第5図は同上の動作説明図である。 1は電極板、11,12は単安定マルチバイブレータ、13は
時間差検出回路、14は積分回路、15はスイッチング回
路、16は基準値設定回路、Cはコンデンサ、S1,S2はス
イッチ素子である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart showing signals of corresponding parts in FIG.
FIG. 3 is an operation explanatory view of the main part of the above, FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example, and FIG. 5 is an operation explanatory view of the same. 1 is an electrode plate, 11 and 12 are monostable multivibrators, 13 is a time difference detection circuit, 14 is an integration circuit, 15 is a switching circuit, 16 is a reference value setting circuit, C is a capacitor, S 1 and S 2 are switching elements. is there.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】周囲の誘電率の変化を電気信号に変換する
センサ部と、センサ部の出力が予め設定された基準値に
達すると支柱が存在すると判断して検知出力が得られる
検知手段と、周囲の環境に応じて上記基準値を設定する
基準値設定回路とを備え、基準値設定回路は、コンデン
サを有するとともにコンデンサの端子電圧に呼応して基
準値を設定し、電源投入時にコンデンサを充電して支柱
の有無とは無関係に検知出力が得られる状態に基準値を
設定した後、コンデンサを放電する放電回路に設けたス
イッチ素子を導通状態としてコンデンサを放電し検知出
力が得られなくなった直後の時点でスイッチ素子を非導
通状態としてコンデンサの放電を停止することにより基
準値を保持するように設定されて成ることを特徴とする
背後部材検知装置。
1. A sensor unit for converting a change in the dielectric constant of the surroundings into an electric signal, and a detection unit for obtaining a detection output by determining that a support is present when the output of the sensor unit reaches a preset reference value. , A reference value setting circuit that sets the reference value according to the surrounding environment.The reference value setting circuit has a capacitor and sets the reference value in response to the terminal voltage of the capacitor. After setting the reference value to a state where the detection output can be obtained regardless of the presence or absence of the support after charging, the switch element provided in the discharge circuit that discharges the capacitor is turned on to discharge the capacitor and the detection output cannot be obtained. A back member detection device, characterized in that it is set to hold the reference value by stopping the discharge of the capacitor by setting the switch element to the non-conducting state immediately after that.
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