JPH029718B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH029718B2 JPH029718B2 JP58062998A JP6299883A JPH029718B2 JP H029718 B2 JPH029718 B2 JP H029718B2 JP 58062998 A JP58062998 A JP 58062998A JP 6299883 A JP6299883 A JP 6299883A JP H029718 B2 JPH029718 B2 JP H029718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output
- pulse
- time
- clock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波パルスを利用して送信から受
信までの時間間隔を測定し、その計測結果に基づ
いて所定の演算を行い、風速や流速などを測定す
る装置に関するものである。
信までの時間間隔を測定し、その計測結果に基づ
いて所定の演算を行い、風速や流速などを測定す
る装置に関するものである。
この種の装置で問題になるのは、送信から受信
までの時間間隔ｔが短い点であり、短い時間ｔの
範囲内で必要なデータを得るため、高度な設計技
術が必要となり、経済的な面や製造面においても
好ましからぬ影響があり、然るべき対策が望まれ
るところである。
までの時間間隔ｔが短い点であり、短い時間ｔの
範囲内で必要なデータを得るため、高度な設計技
術が必要となり、経済的な面や製造面においても
好ましからぬ影響があり、然るべき対策が望まれ
るところである。
そこで、本願の発明者は先に特願昭54−042056
号によつて、実際の送信と受信の間に要する短い
時間ｔを、任意のＮ倍に拡大した形に処理して、
あとの処理に都合よいようにするための回路を提
示した。
号によつて、実際の送信と受信の間に要する短い
時間ｔを、任意のＮ倍に拡大した形に処理して、
あとの処理に都合よいようにするための回路を提
示した。
この提示した回路を用いることによつて、一応
の目的を達成することができるが、本発明は更に
その改良に係り、従来の回路では処理しにくかつ
た。長い時間間隔測定においても、短い時間間隔
測定においても、精度その他に影響を与えずに適
格に処理することを意図したものである。
の目的を達成することができるが、本発明は更に
その改良に係り、従来の回路では処理しにくかつ
た。長い時間間隔測定においても、短い時間間隔
測定においても、精度その他に影響を与えずに適
格に処理することを意図したものである。
次に実施例を示す図面を基にして説明する。
第１図は実施例のブロツク図、第２図は作動説
明図であり、第１図の中で記号を付してある各部
に対応して示してある。
明図であり、第１図の中で記号を付してある各部
に対応して示してある。
第１図において１及び２はセツト・リセツト型
フリツプフロツプ回路、３は時間間隔拡大回路、
４及び５はアンドゲート回路、６はアツプカウン
タ、７はアツプダウンカウンタ、８はOR回路で
ある。なおここで時間間隔拡大回路３は前記の特
願昭54−042056号において提示したもので第３図
の通りである。
フリツプフロツプ回路、３は時間間隔拡大回路、
４及び５はアンドゲート回路、６はアツプカウン
タ、７はアツプダウンカウンタ、８はOR回路で
ある。なおここで時間間隔拡大回路３は前記の特
願昭54−042056号において提示したもので第３図
の通りである。
Ｐは送信パルスの入力端子、Ｒは受信パルスの
入力端子、CLKはクロツクパルスの入力端子を
示す。
入力端子、CLKはクロツクパルスの入力端子を
示す。
端子Ｐからの送信パルスP1（第２図イ参照）
と、端子Ｒからの受信パルスR1（第２図ロ参照）
とが、それぞれ第１のセツト・リセツト型フリツ
プフロツプ回路１のセツト端子Ｓとリセツト端子
Ｒに印加すると、回路１の出力は第２図のハに示
す通り、送信パルスP1と受信パルスR1の間がON
となり、この出力は第１のアンドゲート回路４の
一方の端子に印加する。
と、端子Ｒからの受信パルスR1（第２図ロ参照）
とが、それぞれ第１のセツト・リセツト型フリツ
プフロツプ回路１のセツト端子Ｓとリセツト端子
Ｒに印加すると、回路１の出力は第２図のハに示
す通り、送信パルスP1と受信パルスR1の間がON
となり、この出力は第１のアンドゲート回路４の
一方の端子に印加する。
回路４の他方の端子には、端子CLKからのク
ロツクパルスが印加しているので、回路４の出力
は第２図ニに示す通りとなり、この出力がアツプ
カウンタ６に印加して、カウンタ６は入来するク
ロツクパルスの数Ａを数える。
ロツクパルスが印加しているので、回路４の出力
は第２図ニに示す通りとなり、この出力がアツプ
カウンタ６に印加して、カウンタ６は入来するク
ロツクパルスの数Ａを数える。
一方第２のセツト・リセツト型フリツプフロツ
プ回路２のセツト端子Ｓには、OR回路８を介し
て送信パルスP1と受信パルスR1が印加し、一方
リセツト端子Ｒにはクロツクパルスが印加するか
ら、出力には第２図ホに示す通り、送信パルス
P1の立上り時点から始まり、送信パルスP1に続
く第１発目のクロツクパルスの立上り時点までの
t1時間だけONとなる出力と、受信パルスR1に就
ても同様にt2時間だけONの出力が得られ、これ
らの出力は時間間隔拡大回路３の入力となり、そ
の出力には前記t1及びt1のそれぞれに対してＮ倍
の時間巾を持つた出力（第３図ヘ参照）が得られ
る。
プ回路２のセツト端子Ｓには、OR回路８を介し
て送信パルスP1と受信パルスR1が印加し、一方
リセツト端子Ｒにはクロツクパルスが印加するか
ら、出力には第２図ホに示す通り、送信パルス
P1の立上り時点から始まり、送信パルスP1に続
く第１発目のクロツクパルスの立上り時点までの
t1時間だけONとなる出力と、受信パルスR1に就
ても同様にt2時間だけONの出力が得られ、これ
らの出力は時間間隔拡大回路３の入力となり、そ
の出力には前記t1及びt1のそれぞれに対してＮ倍
の時間巾を持つた出力（第３図ヘ参照）が得られ
る。
ここで時間間隔拡大回路３は、特願昭54−
042056号において提示した第３図の通りであるか
ら第４図の作動説明図を参照して要点を簡単に説
明する。
042056号において提示した第３図の通りであるか
ら第４図の作動説明図を参照して要点を簡単に説
明する。
第３図で１１は基準電圧、１２は積分器、１３
は分圧および極性反転回路、１４は比較器、１５
は制御器であり、作動は次の通りである。
は分圧および極性反転回路、１４は比較器、１５
は制御器であり、作動は次の通りである。
入力端子Ａにｔなる時間間隔で送信と受信信号
が到来すると、ｔ時間はだけスイツチSW−１が
閉じ（第４図イ参照）て、その間すなわちＥから
Ｆまで基準電圧Ｅを積分し、そのあとSW−１を
OFFにしてSW−２とSW−３をONとして基準電
圧の極性を反転し、かつ任意のＮで割つた−Ｅ／
ＮについてＦからＧに至るまで積分する。（第４
図ロ参照）。
が到来すると、ｔ時間はだけスイツチSW−１が
閉じ（第４図イ参照）て、その間すなわちＥから
Ｆまで基準電圧Ｅを積分し、そのあとSW−１を
OFFにしてSW−２とSW−３をONとして基準電
圧の極性を反転し、かつ任意のＮで割つた−Ｅ／
ＮについてＦからＧに至るまで積分する。（第４
図ロ参照）。
そしてＦからＧまでの時間を検出すると、この
時間Ｔは実際の送受信間の時間間隔ｔのＮ倍に相
当し、したがつて、検出した長い時間を利用して
データを処理することができるものである。
時間Ｔは実際の送受信間の時間間隔ｔのＮ倍に相
当し、したがつて、検出した長い時間を利用して
データを処理することができるものである。
さて次に第１図にもどると、第２のアンドゲー
ト回路５には、クロツクパルスと前記の時間間隔
拡大回路３の出力とが印加し、回路５の出力側に
取り出されたクロツクパルスはアツプダウンカウ
ンタ７に印加される。
ト回路５には、クロツクパルスと前記の時間間隔
拡大回路３の出力とが印加し、回路５の出力側に
取り出されたクロツクパルスはアツプダウンカウ
ンタ７に印加される。
一方このアツプダウンカウンタ７には、前記の
第１のフリツプフロツプ回路１の出力（第２図ハ
参照）が印加されるから、アツプダウンカウンタ
７は、第３図ヘのNt1時間内に含まれるクロツク
パルスの数Ｂをアツプカウントし、そしてNt2時
間内に含まれるクロツクパルスの数Ｃをダウンカ
ウントして、両者の差Ｂ−Ｃを取り出す。
第１のフリツプフロツプ回路１の出力（第２図ハ
参照）が印加されるから、アツプダウンカウンタ
７は、第３図ヘのNt1時間内に含まれるクロツク
パルスの数Ｂをアツプカウントし、そしてNt2時
間内に含まれるクロツクパルスの数Ｃをダウンカ
ウントして、両者の差Ｂ−Ｃを取り出す。
またアツプカウンタ６は、第１のアンドゲート
回路４から取り出した送信パルスP1と受信パル
スR1の間に含まれるクロツクパルスの数Ａを計
数する。
回路４から取り出した送信パルスP1と受信パル
スR1の間に含まれるクロツクパルスの数Ａを計
数する。
このようにして求めた計数値Ａ及び（Ｂ−Ｃ）
を、以下に述べる演算処理すると、送信信号から
受信信号までの正しい時間間隔を示す計数値が得
られる。
を、以下に述べる演算処理すると、送信信号から
受信信号までの正しい時間間隔を示す計数値が得
られる。
ここで（Ｂ−Ｃ）で得られた１カウントの時間
は、Ａで得られた１カウントに対してＮ倍に伸ば
された時間に対応するものであるから、両者を同
一の時間単位に変換するためには、Ａの計数値を
Ｎ倍するか、或は（Ｂ−Ｃ）の計数値を１／Ｎに
する必要がある。つまり（Ｂ−Ｃ）のカウント値
がＮ個集まつてＡの１カウントの時間に相当する
のである。
は、Ａで得られた１カウントに対してＮ倍に伸ば
された時間に対応するものであるから、両者を同
一の時間単位に変換するためには、Ａの計数値を
Ｎ倍するか、或は（Ｂ−Ｃ）の計数値を１／Ｎに
する必要がある。つまり（Ｂ−Ｃ）のカウント値
がＮ個集まつてＡの１カウントの時間に相当する
のである。
したがつて、送受信間の時間間隔ｔは次の数式
に示す通りとなる。すなわち 時間間隔ｔ＝〔Ａ×Ｎ＋（Ｂ−Ｃ）〕 ×クロツクの１波長に相当する時間／Ｎ 又は ＝［Ａ＋１／Ｎ（Ｂ−Ｃ）］× （クロツクの１波長に相当する時間） 上記の演算方法については具体的に触れない
が、デジタル演算やアナログ値に変換するなど、
周知の演算方法を用いればよい。
に示す通りとなる。すなわち 時間間隔ｔ＝〔Ａ×Ｎ＋（Ｂ−Ｃ）〕 ×クロツクの１波長に相当する時間／Ｎ 又は ＝［Ａ＋１／Ｎ（Ｂ−Ｃ）］× （クロツクの１波長に相当する時間） 上記の演算方法については具体的に触れない
が、デジタル演算やアナログ値に変換するなど、
周知の演算方法を用いればよい。
本発明は以上説明した通りであり、従来は上記
のＡの計数値だけを求め、この計数値を送受信間
の時間間隔としていたので、クロツクパルスの１
波長以下の部分については計数できないため誤差
を避けることができなかつたのに対し、時間間隔
拡大回路を利用することによつてクロツクパルス
の１波長をはずれた部分をも測定可能とし、正確
な時間間隔を測定でき、かつ、精度を向上させる
ためにクロツクパルスの周波数を徒らに高く上げ
る必要がなくなり、カウンタも特に高級なもので
なくとも充分であるなど、製造面は勿論、経済的
にも極めて有利となつて、実用面での効果は大き
い。
のＡの計数値だけを求め、この計数値を送受信間
の時間間隔としていたので、クロツクパルスの１
波長以下の部分については計数できないため誤差
を避けることができなかつたのに対し、時間間隔
拡大回路を利用することによつてクロツクパルス
の１波長をはずれた部分をも測定可能とし、正確
な時間間隔を測定でき、かつ、精度を向上させる
ためにクロツクパルスの周波数を徒らに高く上げ
る必要がなくなり、カウンタも特に高級なもので
なくとも充分であるなど、製造面は勿論、経済的
にも極めて有利となつて、実用面での効果は大き
い。
第１図は実施例のブロツク図。第２図は第１図
の作動説明図。第３図は時間間隔拡大回路のブロ
ツク図。第４図は第３図の作動説明図。 １，２……フリツプフロツプ回路、３……時間
間隔拡大回路、４，５……アンドゲート回路、６
……アツプカウンタ、７……アツプダウンカウン
タ、８……OR回路、１１……基準電圧、１２…
…積分器、１３……分圧及び極性反転回路、１４
……比較器、１５……制御器。
の作動説明図。第３図は時間間隔拡大回路のブロ
ツク図。第４図は第３図の作動説明図。 １，２……フリツプフロツプ回路、３……時間
間隔拡大回路、４，５……アンドゲート回路、６
……アツプカウンタ、７……アツプダウンカウン
タ、８……OR回路、１１……基準電圧、１２…
…積分器、１３……分圧及び極性反転回路、１４
……比較器、１５……制御器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波パルスを送信してから受信する迄の時
間内に含まれるクロツクパルスを計数して、超音
波の伝播時間を測定する装置において、 送信パルスと受信パルスとが印加され、送信か
ら受信までONとなる出力を得る回路と、 該回路の出力及びクロツクパルスとが印加され
る第１のゲート回路と、 該第１のゲート回路の出力が印加され、出力の
中に含まれるクロツクパルスの数Ａを計数するア
ツプカウンタと、 OR回路を介して送られる前記送信パルス及び
受信パルスと、前記のクロツクパルスとが印加さ
れて、前記送信パルスと受信パルスの立ち上がり
時点から始まり、送信パルスのそれぞれに続く初
めてのクロツクパルスの立ち上がり時点までの時
間t1及びt2の間だけONとなるパルスを検出する
回路と、 該回路の出力が印加され、前記の検出した時間
t1及びt2をそれぞれ任意のＮ倍に拡大する時間間
隔拡大回路と、 該時間間隔拡大回路で拡大されたNt1及びNt2
の時間帯の出力と、分周されないもともとのクロ
ツクパルスとが印加される第２のアンドゲート回
路と、 該第２のゲート回路の出力と、前記送信から受
信までONとなる回路の出力とが印加され、該第
２のアンドゲート回路の出力に検出された前記の
Nt1の時間に含まれるクロツクパルスの数Ｂをア
ツプカウントし、かつ前記のNt2の時間に含まれ
るクロツクパルスの数Ｃをダウンカウントするア
ツプダウンカウンタと、 を具備しており、送受信の時間間隔ｔの値を ｔ＝［Ａ＋１／Ｎ（Ｂ−Ｃ）］ ×（クロツクの１波長に相当する時間） として求めるように構成したことを特徴とする超
音波の伝播時間測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58062998A JPS59188512A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 超音波の伝播時間測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58062998A JPS59188512A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 超音波の伝播時間測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59188512A JPS59188512A (ja) | 1984-10-25 |
| JPH029718B2 true JPH029718B2 (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=13216549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58062998A Granted JPS59188512A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 超音波の伝播時間測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59188512A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63285489A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Yokogawa Electric Corp | 時間計測装置 |
-
1983
- 1983-04-12 JP JP58062998A patent/JPS59188512A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59188512A (ja) | 1984-10-25 |
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