JPH0219712A

JPH0219712A - 変位測定装置

Info

Publication number: JPH0219712A
Application number: JP16979688A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takahashi; 健一高橋; Shinichi Sakaguchi; 真一坂口
Original assignee: Nagano Keiki Seisakusho KK
Current assignee: Nagano Keiki Seisakusho KK
Priority date: 1988-07-07
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1990-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は被測定部位の変位量を非接触状態で測定する脳
内圧計等に用いて好適な変位測定装置に関する。

〔背景技術及び課題〕

物体の変位量を測定する変位測定装置としては、従来よ
り差動変圧器、ポテンショメータ等で代表される各種装
置が知られている。

ところで、変位量を非接触状態で測定する場合、変位量
を光学的手段、静電的手段、或は電磁的手段等により当
該非接触状態を介して計測する必要がある。

しかし、いずれの手段を用いても変位量を直接的に計測
するため、被測定部位に対する測定部位を位置決めして
固定する必要がある等、使い勝手に劣り、しかも高い測
定精度を得にくい問題があった。

また、光学的手段では遮光媒体の存在により測定が不能
になるとともに、静電的手段では媒体間隔が大きいと測
定が困難になる等、用途が著しく制限される問題があっ
た。

本発明はこのような背景技術に存在する諸問題を解決し
た変位測定装置ｌの提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る変位測定装置１は、まず、被測定部位に設
置する無電源共振回路部２を備える。同回路部２はコン
デンサ３及び二次コイル４を備え、被測定部位の変位量
に対応してキャパシタンス又はインダクタンスの少なく
とも一方が変化する。

また、変位測定回路部５を備える。同回路部５は二次コ
イル４に誘導結合可能な一次コイル６と、この一次コイ
ル６に対し周波数が変化する交流信号Ｓａを供給する測
定信号発生部７と、この交流信号Ｓａの共振点Ｐを検出
する共振点検出部８と、共振点Ｐの検出に基づき交流信
号Ｓａの周波数を固定するラッチ部９と、共振点Ｐの周
波数を測定する周波数測定部ＩＯと、共振点Ｐの周波数
に対応する変位量を算出する演算部１１を備えて構成す
る。

〔作　　用〕

次に、本発明に係る変位測定装置ｌの作用について説明
する。

まず、被測定部位に変位量が生ずると、その変位量に対
応して無電源共振回路部２の共振周波数が変化し、さら
に、誘導結合状態に置かれる一次コイル６に供給される
交流信号Ｓａの共振点Ｐが変化する。

一方、共振点検出部８は当該共振点Ｐを検出するととも
に、このタイミングに基づいてラッチ部９は測定信号発
生部７の周波数、即ち、交流信号Ｓａの周波数を固定す
る。よって、周波数測定部１０において当該共振点Ｐに
おける周波数を測定し、さらに演算部１１において、共
振点Ｐの周波数に対応する変位量を算出すれば目的の変
位量を得る。なお、この場合、演算部１１においては変
位量に対する共振点における周波数の相関関係が予めデ
ータ化されている。

〔実　施　例〕

次に、本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

まず、本発明に係る変位測定装置ｌの構成について、第
１図及び第２図を参照して説明する。

変位測定装置ｌはそれぞれ別体に構成する無電源共振回
路部２と変位測定回路部５からなる。

無電源共振回路部２は、コンデンサ３と二次コイル４を
ループ接続して構成する。また、コンデンサ３はキャパ
シタンスが被測定部位の変位量に対応して変化するよう
に構成する。この場合、例えば誘電体位置と電極板位置
が被測定部位の変位量に追従して相対変位可能に構成す
ればよい。なお、コンデンサ３のキャパシタンスを変化
させる代わりに、二次コイル４のインダクタンスを変化
させてもよい。この場合、例えば二次コイル４に用いる
コア位置を被測定部位の変位量に追従して変位可能に構
成すればよい。

一方、変位測定回路部５は、二次コイル４に対し非接触
状態で誘導結合可能な一次コイル６を備える。また、一
次コイル６には周波数が掃引する交流信号Ｓａを供給す
る測定信号発生部７を接続する。測定信号発生部７はク
ロックパルスを発振する発振器２０と、このクロックパ
ルスをアップダウン方向へ交互に計数し、計数値をディ
ジタル信号で出力するカウンタ２１と、このディジタル
信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２２と、同
アナログ信号の振幅に対応して周波数が変化する交流信
号Ｓａを出力する掃引周波数発生器２３を備え、この交
流信号Ｓａが一次コイル６に供給される。

また、一次コイル６には交流信号Ｓａの共振点Ｐを検出
する共振点検出部８を接続する。共振点検出部８の一例
を第２図に示す。同検出部８は、一次コイル６に供給さ
れる°交流信号Ｓａを検波する検波回路２５、同回路２
５の出力信号から高周波信号を除去するフィルタ２６、
フィルタ２６の出力信号（反転信号）のピーク値をホー
ルドするピークホールド回路２７、ビ・−り値と実測値
の偏差値を得るアンプ２８、偏差値と基準値を比較し、
偏差値が基準値を超えたら出力状態が反転するコンパレ
ータ２９を備えてなる。また、カウンタ２ＩとＤ／Ａ変
換器２２間には前記共振点検出部８における出力状態の
反転、即ち、共振点Ｐの検出タイミングと同時にカウン
タ２１の計数値を固定するラッチ部９を接続する。

冬らにまた２、一次コイル６には１、これに供給される
交流信号Ｓａの周波数を測定する周波数測定部ｌＯを接
続する。また、同測定部ｌＯには共振点ｐ　（Ｊ：、周
波数に基づいて変位量を算出する演算部１１を接続する
。なお、演算部１１は変位量対共振点における周波数の
相関関係に係わる関数データ或はデータテーブル等が予
め設定されており、マイクロフンピユータ機能を備える
。また、演算部１１の出力側には算出された変位量をア
ナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３１、同変換器３１
の出力信号を供給する所定の制御系或は表示器等の出力
部３２を接続する。

次に、本発明に係る変位測定装置ｌの機能に・ついて、
第１図及び第３図を参照して説明する。

まず、発振器２０はクロックパルスを発振し、同信号は
カウンタ２１へ供給される。カウンタ２１はこのクロッ
クパルスを計数し、１２ビツトのディジタル信号として
出力する。また、カウンタ２１はセット状態から正方向
へ計数するとともに、カウントアツプにより負方向へ計
数し、セ・）（・状態により再び正方向へ計数する機能
を備え、例えば周期が２０　ｍ　ｓとなるカウントアツ
プダウンを交互に繰返す。よって、カウンタ２１のディ
ジクル信号をＤ／Ａ変換器２２を介してアナログ信号に
変換すれば第３図（ａ）に示す三角波信号Ｓｅを得る。

また、三角波信号Ｓｃは掃引周波数発生器２３に供給さ
れ、同発生器２３は三角波信号ＳＣの振幅値に比例して
周波数が変化する第３図（ｂ）の交流信号Ｓａを出力す
る。なお、二の交流信号Ｓａの周波数範囲は例えば３３
０ｋＨｚ〜３６０　ｋＨｚを選定する。そして、交流信
号Ｓａは一次コイル６に供給される。この際、掃引周波
数発生器２３から出力する交流イ＝号Ｓａの振幅は一定
であるが、一次コ・イル６を接続することにより、同図
（’、　ｂ　）のように共振点【＞がデイツプする波形
となる。

一方、交流信号Ｓａの共振点Ｐ（最大デイツプ点）は共
振点検出部８によって検出される。共振点Ｐの検出によ
り、同検出部８の出力状態が反転り１５．二のタイ°；
ング（こよって、ラッチ部９はカウンタ２１の計数値を
固定する。この結果、固定された一定周波数Ｌ口共振周
波数）の交流信号Ｓａが一次フイル６に供給維持される
ことになる。

よって、周波数測定部ＩＯにより、一次コイル〔ｉに供
給される交流信号Ｓａの周波数を測定すれば、共振点Ｐ
の周波数を得ることができる。なお、周波数の測定は、
例えば、演算部ＩＩのクロックを交流信号Ｓａの所定周
期間で計数し、算出すればよい。モして、演算部１１で
は共振点Ｐの周波数から対応Ｃる変位量を算出する。二
の変位量は出力部３２に供給され、表示器等によって表
示することができる。

このように共振点Ｐの周波数を直接測定するため、測定
信号発生部７側のドリフト等には影響、されず、正確な
変位量を得ることができる。

次に、用途例について第４図を参照して説明する。

本発明に係る変位測定装置１は、第４図に示すような脳
内圧計５０に用いて好適である１、５１は脳内圧センサ
部ごあり、例えば頭蓋骨と皮膚間、あるいは例示のよう
に腹部５２等に埋設する１、脳内圧センサ部５１には二
次コイル４ａとニラ゛ノデンサ３ａからなる無電源共振
回路部２を内蔵し、また、一次コイル６ばプローブ５７
に、変位測定回路部５は測定装置本体５３にそれぞれ内
蔵して変位測定装置ｌを構成する。脳内圧センサ部５１
の内部空間にはカテーテル５４を介して脳内圧を作用さ
せ、この脳内圧の大きさに対応１．て可動コア５５が変
位するようにベローズ５６によって支持する。そして、
可動コア５５は前記コイル４ａの中空部へ挿入してコイ
ル４ａのインダクタンスが変化するように構成する。よ
って、脳内圧の変化に対応して可動コア５５が変位し、
この変倦量を変位測定装置ｌにより測定できる。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこの
ような実施例に限定されるものではない。

例えば、非接触状態で測定する任意物体の変位量に対し
て適用できる。また、回路構成は同一機能を発揮する任
意の構成を採用できる。その他、細部において、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る変位測定装置ｌは無電源共振
回路部に対し、同回路部のコイルに誘導結合する一次コ
イルを備えるとともに、この一次コイルに供給される周
波数が変化する交流信号の共振点をラッチし、これに基
づき直接共振点の周波数を測定して変位量を算出するよ
うにしたため、次のような効果を得る。

■　被測定部位に対する測定部位の位置決めが不要のた
め、使い勝手に優れ、しかも用途を大幅に拡大できる。

■　位置決め等によって測定精度が左右されないととも
に、変位量の伝達が周波数を媒体とした間接的な物理量
のため、高精度の測定が可能となる。

■　共振点の周波数をラッチし、かつ直接的に周波数を
測定するため、回路のドリフト等による影響を受けず、
確実で正確な測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１開局本発明に係る変位測定装置のブロック回路図、第２図：同変位測定装置における共振点検出部の具体的
回路図、第３図：同変位測定装置の主要部における信号のタイム
チャート、第４図：同変位測定装置の用途例を示す脳内圧計の構成
図。尚図面中、ｌ：変位測定装置　　２：無電源共振回路部３：コンデ
ンサ　　　４：二次コイル５：変位測定回路部７：測定信号発生部９：ラッチ部１１：演算部Ｐ：共振点６：一次コイル８：共振点検出部ＩＯ二局周波数測定部ａ：交流信号第１図特許出願人　株式会社長野計器製作所代理人弁理士　下　　　１）　　　　茂第２　図第　３図第図５０’

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕次の各回路部を具備してなる変位測定装置。（ａ）コンデンサおよび二次コイルを備え、被測定部位
の変位量に対応してキャパシタンスまたはインダクタン
スの少なくとも一方が変化する無電源共振回路部、（ｂ）前記二次コイルに誘導結合可能な一次コイルと、
前記一次コイルに対し周波数が変化する交流信号を供給
する測定信号発生部と、前記交流信号の共振点を検出す
る共振点検出部と、共振点の検出に基づき交流信号の周
波数を固定するラッチ部と、共振点の周波数を測定する
周波数測定部と、共振点の周波数に対応する変位量を算
出する演算部を備えてなる変位測定回路部、〔２〕測定信号発生部はクロック信号を計数するカウン
タを備え、このカウンタの計数値に対応して交流信号の
周波数を変化させることを特徴とする請求項１記載の変
位測定装置。〔３〕無電源共振回路部は人体内に埋設する脳内圧セン
サ部に内蔵することを特徴とする請求項１記載の変位測
定装置。