JPH033597A - 多チャンネルテレメータ - Google Patents

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、歪量や温度等の複数の物理変位量をｎ１定す
る多チャンネルテレメータに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、歪量や温度等の複数の物理変位量を測定し、その
測定結果の信号を１本の伝送線で伝送して測定結果の分
析を行うテレメータでは、第８図（ａ）〜（ｃ）に示す
ように複数の時分割伝送チャンネルＣＨＩ〜ＣＨｎを設
け、この伝送チャンネルでそれぞれの物理変位量の測定
結果の信号を伝送するのが一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記時分割伝送チャンネルを用いる方法
では、例えば第１伝送チヤンネルと第ｎ伝送チャンネル
の間では１つの伝送チャンネル時間幅のｎ倍の時間差が
あるため、伝送チャンネルが増加するに伴ってチャンネ
ル間の時間差も増加する。このため、チャンネル間の時
間差が問題とならない信号を取扱う場合はよいが、同一
時刻における２種以上の現象を把える場合にはチャンネ
ル時間差が問題となり、高精度の測定分析を行うことが
できないという欠点がある。

本発明の目的は、複数の物理変位量を高い同時性で１ｌ
ｌｌ定することができる多チャンネルテレメータを提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、所定周波数の第１の搬送波信号を発生する第
１の発振手段と、所定周波数の第２の搬送波信号を発生
する第２の発振手段と、前記第１の搬送波信号の一周期
を複数の位相に分割し、各位相毎に物理変位量に対応し
た周波数の複数のテレメータ信号を順次に選択し、複合
テレメータ信号として出力するスイッチング手段と、こ
のスイッチング手段から出力される複合テレメータ信号
で前記第２の搬送波信号を変調する変調手段と、この変
調手段の変調出力信号を電磁波によって送信する送信ア
ンテナと、この送信アンテナから送信された信号を受信
する受信アンテナと、受信した信号から物理変位量を表
わす複数のテレメータ信号を復調する復調手段とを備え
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明では、テレメータ信号を第１の搬送波信号の複数
の位相毎に順次に選択することにより、第１の搬送波信
号の一周期に複数種類の測定信号成分を持つ複合テレメ
ータ信号を形成し、この複合テレメータ信号で第２の搬
送波信号を変調し、その変調出力信号を電磁波で送信す
る。そして、受信側では受信アンテナで受信した信号を
元のテレメータ信号に復調して出力する。すなわち、テ
レメータ信号の数を最小の２種類とした場合、ステレオ
放送信号と同様に、第１の搬送波信号に２個のテレメー
タ信号成分を複合して送信する。従って、第２の搬送波
信号として、周波数の異なるｎ種類の第２搬送波信号を
用意することにより、２ｎ個のテレメータ信号をほぼ同
一時刻で送信することができる。これにより、受信側で
は同時性の高い測定分析を行うことが可能になる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、大
別すると、送信ユニット１と受信ユニット２によって構
成されている。送信ユニット１は送信機１０．レギュレ
ータ１１．送信アンテナ１２によって構成され、また受
信ユニット２は受信ユニット２０．受信機２１．誘導電
源２２によって構成されている。

送信ユニット１の送信機１０はチャンネルＣＨ１，ＣＨ
２の測定信号入力端子から入力されるテレメータ信号（
物理変位量に対応した周波数の信号、または物理変位量
に対応した直流レベルの信号）を第１搬送波信号の半周
期毎に交互に選択することにより複合テレメータ信号を
形成し、さらにこの複合テレメータ信号を第２の搬送波
信号によって変調し、その変調出力を送信アンテナ１２
から送信する。送信された複合テレメータ信号は受信ユ
ニット２の受信アンテナで受信された後、受信機２１て
元のテレメータ信号に変換され、ＣＨｌ、ＣＨ２の測定
信号出力端子から出力される。

ここで、送信アンテナ１２および受信アンテナ２０は送
信ユニット１で使用する電力の伝達用にも兼用されてい
る。すなわち、誘導電源２２は所定周波数の交流信号を
受信アンテナ２０に常時印加している。すると、受信ア
ンテナ２０と送信アンテナ１２との電磁結合によって送
信アンテナ１２に交流信号が誘起される。この誘起電圧
はレギュレータ１１に入力され、ここで直流電圧に変換
され、送信機１０の動作用の直流電圧として供給される
。

この実施例は、例えば油圧ポンプの斜板に結合されたピ
ストンの首部に生じる応力や温度変化を測定する場合を
想定したものである。すなわち、油圧ポンプの吐出量を
制御する機構は、第２図の断面図に示すように、斜板３
の片側の面に首部４が遊動自在に結合され、斜板３の回
転に伴って矢印ａ方向に往復動する複数のピストン５ａ
〜５ｎと、このピストン５ａ〜５ｎの往復動によって浦
を矢印す方向に吸引、吐出するシリンダ６ａ〜６ｎとに
よって構成される。このような構成において、ピストン
５ａ〜５ｎの首部４に生じる応力や温度変化を１１−１
定する場合、ピストン５ａ〜５ｎ自体が斜板３と共に回
転し、かつ矢印ａ方向に往復動するため、首部４に歪セ
ンサを取付けたとじてもその出力信号線を引出すことが
できず、歪の測定は不可能である。

第１図の実施例はこのような回転体の物理変位を測定す
る場合に好適なもので、例えば首部４の歪をその径方向
の２つの対称位置で測定しようとする場合、第２図に示
すように首部４の目的位置に歪センサ７ａ、７ｂを取付
け、その出力信号線はピストン５ａの内筒に配置した送
信機１０の測、定信号入力端子に接続する。そして、ピ
ストン５ａの内筒にはレギュレータ１１を送信機１０と
共に一体で配設したうえ、送信アンテナ１２は首部４に
巻付けるように配設して送信機１０の出力に接続する。

これに対し、受信ユニット２の受信アンテナ２０は全て
のピストン４ａ〜４ｎの首部４に電磁的に結合するよう
に配設する。

すると、歪センサ７ａ、７ｂで測定された２つの測定部
位の歪み信号は送信機１０で変調されて複合テレメータ
信号となって送信アンテナ１２から送信され、受信アン
テナ２０で受信される。受信アンテナ２０で受信された
複合テレメータ信号は第１図の受信機２１で元の歪信号
に復調されてＣＨＩ、ＣＨ２の出力端子から出力される
。

従って、この構成によれば、送信機１０内における第１
搬送波信号の一周期において２つの歪信号が受信側に伝
達される。第１搬送波信号をステレオ放送周波数と同様
の３８ＫＨｚとすれば、その−周期は０．０２６ｒｎｓ
である。従って、はぼ同一時刻に２つの歪信号を得るこ
とができる。これはピストン５ａの首部のみを測定対象
とした場合であるが、他のピストン５ｂ〜５ｎについて
首部の歪を測定したい場合は、各々の首部に歪センサを
取付け、各ピストンの内筒に配設した送信機によってそ
の歪センサの出力信号を変調して送信し、各ピストンに
共通の受信アンテナ２０で受信させるようにする。この
場合、送信機の第２搬送波信号周波数は各ピストン毎に
異ならせておき、受信機側の復調帯域もその搬送周波数
に対応させて異ならせておく。これにより、ｎ個ののピ
ストン５ａ〜５ｎの首部の歪信号をほぼ同一時刻に得る
ことができるようになり、同一時刻における歪の状態を
高精度で分析することか可能になる。

第３図は送信機１０の詳細構成を示すものであって、歪
センサ等の測定信号源Ｓｔ、Ｓ２から出力される信号は
送信機１０のチャンネルＣＨＩ。

ＣＨ２の測定信号入力端子に入力される。そして、演算
増幅器１００，１０１で増幅された後、交流化回路１０
２，１０３に入力される。この交流化回路１０２，１０
３はＭＯＳトランジスタＱＬ。

Ｑ２のゲート入力に発振器１０４′から発生される３Ｋ
Ｈｚのスイッチング信号を入力し、このスイッチング信
号で増幅器１００，１０１の出力信号を断続することに
より交流化する構成である。

従って、チャンネルＣＨＩ、ＣＨ２に入力されるテレメ
ータ信号の直流レベルが第４図（ａ）。

（ｂ）のエンベロープＥＶＩ、ＥＶ２で示すように変化
するものであったとすると、これらのテレメータ信号は
交流化動作によって斜線で示すように発振器１０４から
発生される３８ＫＨｚの周期で断続する信号に変換され
ることになる。これらの交流出力信号はマルチプレクサ
（ＭＰＸ）１０５に入力され、ここで第１搬送波信号の
半周期毎に交互に選択される。すなわち、第４図（ｄ）
に示す第１搬送波信号の０９〜１８０’の位相ではチャ
ンネルＣＨＩの交流出力信号が、１８０°〜３６０°の
位相ではチャンネルＣＨ２の交流出力信号がそれぞれ選
択され、第４図（Ｃ）に示すような複合テレメータ信号
として出力される。この複合テレメータ信号はコンデン
サＣ１を介して高周波発振器１０６の振幅制御入力に入
力される。

この時、第１搬送波信号を分周器１０７で１／２分周し
た１９ＫＨｚのパイロット信号がコンデンサＣ２を介し
て発振器１０６の振幅制御人力に重畳して入力される。

これにより、発振器１０６の振幅制御入力には１９ＫＨ
ｚのパイロット信号成分を含む振幅変調信号が入力され
ることになる。

そこで、発振器コ０６は所定周波数の第１搬送波信号の
振幅を振幅制御人力信号に応じて制御し、第４図（ｅ）
の実線で示す波形の送信信号として増幅器１０８を介し
て送信アンテナ１２に人力する。これにより、２つの測
定信号は送信アンテナ１２から送信される。

第５図は受信機２１の詳細構成を示すものであって、受
信アンテナ２０て受信された信号はチューナ２１０で選
択された後、フィルタ２１１で不要周波数成分が除去さ
れる。この後、高周波増幅器２１２で増幅され、さらに
次段の検波器２１３で周波数信号成分が検波される。こ
の検波出力信号は送信側のマルチプレクサ１０５と同様
のマルチプレクサ２１４に人力され、ここでその周波数
信号成分が第１搬送波信号と同じ周波数の信号の半周期
毎に分離され、一方はチャンネルＣＨＩのテレメータ信
号、他方はチャンネルＣＨ２のテレメータ信号として出
力される。チャンネルＣＨＩのテレメータ信号は低周波
増幅器２１５ａて増幅された後、直流化回路２１６ａで
対応する直流信号に変換される。そして、ローパスフィ
ルタ２１７ａで高周波成分が除去された後、直流増幅器
２１８ａで増幅され、ＣＨＩの７１１ｊ定信号として出
力される。チャンネルＣＨ２の測定信号は、低周波増幅
器２１５ｂ、直流化回路２１６ｂ、　　ローパスフィル
タ２１７ｂ、直流増幅器２１８ｂによってチャンネルＣ
ＨＬの測定信号と同様の処理を受けて出力される。

この場合、チューナ２１０は第２図のピストン５ａ〜５
ｎの全てに送信ユニット１を配設した場合に、受信アン
テナ２０が共通であるため、それぞれの送信ユニット１
の送信信号を選択する役割ヲ果ス。従って、チューナ２
１０の選択操作によって所望のピストンの歪信号を取出
して分析することができる。

なお、上記実施例において、歪センサの出力信号は直流
信号であるため、交流化回路１０２，１０３で交流化し
たが、第６図の他の実施例に示すように増幅器１００．
１０１の出力側にＶＦコンバータ１０９．１１０を接続
し、ここで直流信号を対応する周波数の信号に変換して
マルチプレクサ１０５に人力してもよい。この場合は、
受信機２１の直流化回路は第７図に示すようにＦＶコン
バータ２１９ａ、２１９ｂに変換する。このように周波
数情報として送信した場合は耐ノイズ性が向上する利点
がある。

なおまた、上記実施例において、１９ＫＨｚのパイロッ
ト信号を重畳しているが、必要に応じて重畳するように
してもよい。また、送信機１０の動作用電源については
送受信アンテナの電磁誘導によって伝達しているが、電
池を用いるものでもよい。ただし、電磁誘導を利用して
伝達する構成では、電池のように交換する必要がないた
め、長期に亘って測定動作を継続できる利点がある。

さらに、歪を測定する例を挙げて説明したが、温度、湿
度、輝度など各種の物理変位量を測定する場合に適用で
きるものである。

また、第２搬送波信号は振幅変調方式としたが、周波数
変調方式としてもよい。

さらに、第１搬送波の一周期を２つの位相に分けて２つ
のテレメータ信号を送信する場合を説明したが、第１搬
送波の一周期をさらに多くの位相に分割して各位相毎に
各テレメータ信号を順次に選択して送信する構成にして
もよい。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明においては、歪等の物理変位
量を示すテレメータ信号を第１搬送波の各位相毎に順次
に選択し、その選択出力を第２搬送波で変調して送信ア
ンテナから送信し、受信側で元のテレメータ信号に復調
するように構成したため、はぼ同一時刻における歪信号
等を取出すことができ、同時性の高い分析結果を得るこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
油圧ポンプの吐出量を制御する機構に本発明を適用した
場合の断面図、第３図は送信機の詳細構成図、第４図は
送信機の各部入出力信号の波形図、第５図は受信機の詳
細構成図、第６図は送信機の他の実施例を示す構成図、
第７図は受信機の他の実施例を示す構成図、第８図は従
来における測定信号の伝達方式を示すタイムチャートで
ある。 １・・・送信ユニット、２・・・受信ユニット、３・・
・斜板、４・・・首部、５ａ〜５ｎ・・・ピストン、６
ａ〜６ｎ・・・シリンダ、７　ａ　＋　　７　ｂ・・・
歪センサ、１ｏ・・・送（Ｋｍ、１１・・・レキュレー
タ、１２・・・送信アンテナ、２０・・・受信アンテナ
、２１・・・受信機、２２・・・誘導電源、１０２，１
０３・・・交流化回路、１０４，１０６・・・発振器、
１０４′・・・　スイッチング発振器、１０５・・・マ
ルチプレクサ。 −へ ８００−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）歪量や温度等の物理変位量を表わす複数のテレメ
   ータ信号を送信する多チャンネルテレメータであって、 所定周波数の第１の搬送波信号を発生する第１の発振手
   段と、 所定周波数の第２の搬送波信号を発生する第２の発振手
   段と、 前記第１の搬送波信号の一周期を複数の位相に分割し、
   各位相毎に前記テレメータ信号を順次に選択し、複合テ
   レメータ信号として出力するスイッチング手段と、 このスイッチング手段から出力される複合テレメータ信
   号で前記第２の搬送波信号を変調する変調手段と、 この変調手段の変調出力信号を電磁波によって送信する
   送信アンテナと、 この送信アンテナから送信された信号を受信する受信ア
   ンテナと、 受信した信号から物理変位量を表わす複数のテレメータ
   信号を復調する復調手段と を備える多チャンネルテレメータ。
2. （２）テレメータ信号は直流信号であり、該直流信号交
   流化して前記スイッチング手段に入力する交流化手段を
   有する事を特徴とする請求項１記載の多チャンネルテレ
   メータ。
3. （３）テレメータ信号は物理変位量に対応した周波数の
   信号である事を特徴とする請求項１記載の多チャンネル
   テレメータ。
4. （４）送信アンテナと受信アンテナは交流電力の伝達に
   共用する事を特徴とする請求項１記載の多チャンネルテ
   レメータ。