JPH0380247B2 - - Google Patents
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- JPH0380247B2 JPH0380247B2 JP2236785A JP2236785A JPH0380247B2 JP H0380247 B2 JPH0380247 B2 JP H0380247B2 JP 2236785 A JP2236785 A JP 2236785A JP 2236785 A JP2236785 A JP 2236785A JP H0380247 B2 JPH0380247 B2 JP H0380247B2
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- flop
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、反射波を用いる形式の磁歪ポテンシ
ヨメータの位置検出回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a position detection circuit for a magnetostrictive potentiometer using reflected waves.
反射型磁歪ポテンシヨメータの原理構成図を第
3図に示す。同図において、1は磁歪線、21は
磁歪波を発生させるための駆動コイルで、磁歪線
1の一端に固定されている。22は磁歪波を検出
する為の検出コイルで、移動可能なように磁歪線
1の中央部に配置されている。
FIG. 3 shows the principle configuration of a reflection type magnetostrictive potentiometer. In the figure, 1 is a magnetostrictive wire, and 21 is a drive coil for generating magnetostrictive waves, which is fixed to one end of the magnetostrictive wire 1. Reference numeral 22 denotes a detection coil for detecting magnetostrictive waves, which is movably arranged at the center of the magnetostrictive wire 1.
このような構成において、駆動コイル21に第
4図イに示すように励磁パルスを加えることによ
り同図bで示す如く発生した正極性の直接波と、
磁歪線1の端部で反射する負極性の反射波の到達
時間t1、t2を測定することにより、検出コイル2
2の位置Xを求めることができる。 In such a configuration, by applying an excitation pulse to the drive coil 21 as shown in FIG. 4A, a positive direct wave is generated as shown in FIG.
By measuring the arrival times t1 and t2 of the negative polarity reflected waves reflected at the end of the magnetostrictive wire 1, the detection coil 2
The position X of 2 can be found.
駆動コイル21の位置Xを求めるには直接波と
反射波の到達時間t1、t2を検出する位置検出回路
が必要であり、先に本願出願人は特願昭59−
219316号(特開昭61−97523号公報)としてその
回路構成について出願した。しかし、この既出願
の回路はt1とt2を求める為の回路素子の数が異な
るため、検出誤差および大きな温度係数をもつ難
点があることがわかつた。 In order to determine the position
An application was filed for the circuit configuration as No. 219316 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-97523). However, it has been found that the circuit of this previously applied application has the disadvantage of a detection error and a large temperature coefficient because the number of circuit elements for determining t1 and t2 is different.
本発明は、既出願の位置検出回路が有する上記
のような問題点を解決すると共に、既出願より回
路構成の簡単な検出回路を得ることを目的として
なされたものである。
The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems of the position detection circuit of the previously applied application, and to obtain a detection circuit having a simpler circuit configuration than that of the previously applied position detection circuit.
本発明は上記の目的を達成する為に、正、負の
スレツシヨールドレベルを各別に有し磁歪線に移
動可能なように配置された検出コイルからの歪波
信号が与えられる第1、第2の比較器、前記磁歪
線の一端に固定された駆動コイルに励磁パルスを
供給するパルス発生器、このパルス発生器の出力
信号でセツトされクロツク端子に前記第1比較器
の出力が与えられる第1フリツプ・フロツプ、ク
ロツク端子に前記第2比較器の出力が与えられる
と共にその出力がデータ入力端子に与えられ前
記第1フリツプ・フロツプのQ出力でリセツトさ
れる第2フリツプ・フロツプ、前記パルス発生器
の出力信号でセツトされクロツク端子に前記第2
フリツプ・フロツプの出力が与えられる第3フ
リツプ・フロツプ、および第1と第3フリツプ・
フロツプのQ出力に所定の演算を施して前記検出
コイルの位置に対応したアナログ信号を得る演算
回路で構成したものである。以下、実施例につい
て説明する。
In order to achieve the above object, the present invention has a first magnetostrictive wire, which has separate positive and negative threshold levels, and is provided with a distorted wave signal from a detection coil movably arranged on the magnetostrictive wire. a second comparator, a pulse generator that supplies an excitation pulse to a drive coil fixed to one end of the magnetostrictive wire; the output signal of the pulse generator is set, and the output of the first comparator is applied to a clock terminal; a first flip-flop, the output of the second comparator being applied to the clock terminal, the output being applied to the data input terminal and reset by the Q output of the first flip-flop; a second flip-flop; It is set by the output signal of the generator and the second clock is connected to the clock terminal.
a third flip-flop to which the output of the flip-flop is applied;
It is composed of an arithmetic circuit that performs a predetermined arithmetic operation on the Q output of the flop to obtain an analog signal corresponding to the position of the detection coil. Examples will be described below.
第1図は本発明に係る位置検出回路の一実施例
の回路図である。図において、COMP−1,
COMP−2は+Vth、−Vthのスレツシヨルドレ
ベルを持つた第1、第2の電圧比較器で、第3図
で説明した検出コイル22の出力信号(電圧波
形)が共通に与えられている。FF−1〜FF−3
はそれぞれエツジトリガ型のフリツプ・フロツ
プ、OSCは第3図(第4図)で説明した駆動コ
イル21に励磁パルスを供給すると共にそのパル
ス発生のタイミングをFF−1とFF−3のセツト
端子Sに送るパルス発生器である。FF−1のク
ロツク端子Cは比較器COMP−1の出力を受け、
FF−2のクロツク端子Cは比較器COMP−2の
出力を受ける。FF−2はその端子RにFF−1の
Q出力を受けてリセツトされるようになつてい
る。FF−2の出力はデータ入力端子Dに与え
られると共に、FF−3のクロツク端子Cに与え
られる。FF−1のデータ入力端子Dとリセツト
端子R、FF−2のセツト端子SおよびFF−3の
データ入力端子Dとリセツト端子Rはそれぞれ回
路の基準電位点に接続されている。OPは第3図
で示した検出コイル22の位置〔変位〕Xを算出
する演算回路で、FF−1,FF−3のQ出力とモ
ノマルチバイブレータMMの出力を受け、検出コ
イル22の位置Xに対応した値(t1−t2)/(t1
+t2)を演算してアナログ信号で出力する。モノ
マルチバイブレータMMはFF−3のQ出力を受
けてある一定の時間幅のパルスを出力し、これを
ピークホールド信号として演算回路OPに与える。
このような構成における位置検出回路の動作を第
2図のタイムチヤートを用いて説明すると次の如
くなる。 FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a position detection circuit according to the present invention. In the figure, COMP-1,
COMP-2 is a first and second voltage comparator with threshold levels of +Vth and -Vth, to which the output signal (voltage waveform) of the detection coil 22 explained in Fig. 3 is commonly given. . FF-1 to FF-3
are respectively edge-trigger type flip-flops, and OSC supplies excitation pulses to the drive coil 21 explained in FIG. It is a pulse generator to send. The clock terminal C of FF-1 receives the output of the comparator COMP-1,
Clock terminal C of FF-2 receives the output of comparator COMP-2. FF-2 is reset by receiving the Q output of FF-1 at its R terminal. The output of FF-2 is applied to the data input terminal D and also to the clock terminal C of FF-3. The data input terminal D and reset terminal R of FF-1, the set terminal S of FF-2, and the data input terminal D and reset terminal R of FF-3 are respectively connected to the reference potential point of the circuit. OP is an arithmetic circuit that calculates the position (displacement) X of the detection coil 22 shown in FIG. The value corresponding to (t1−t2)/(t1
+t2) and outputs it as an analog signal. Mono multivibrator MM receives the Q output of FF-3, outputs a pulse with a certain time width, and supplies this as a peak hold signal to arithmetic circuit OP.
The operation of the position detection circuit in such a configuration will be explained below using the time chart shown in FIG.
パルス発生器OSCより第2図イに示す励磁パ
ルスが発生すると第3図で示す駆動コイル21が
付勢されると共にFF−1とFF−3がセツトさ
れ、FF−1とFF−3のQ出力は第2図ホおよび
トに示すようにそれぞれ“H”になる。FF−1
のQ出力が“H”レベルになることによりFF−
2はリセツトされ、そのQ出力は第2図のヘに示
す如く“H”レベルになる。 When the excitation pulse shown in FIG. 2A is generated from the pulse generator OSC, the drive coil 21 shown in FIG. The outputs become "H" as shown in FIG. 2, E and G, respectively. FF-1
When the Q output of becomes “H” level, FF-
2 is reset, and its Q output goes to the "H" level as shown in FIG.
第2図イに示す励磁パルスで駆動コイル21が
付勢されることによつて第4図で説明した如く磁
歪線に歪波が発生する。この歪波は第2図ロに示
す如く歪波信号の直接波と反射波として検出コイ
ル22により検出される。この歪波検出信号は+
Vth、−Vthのスレツシヨルドレベルをもつ比較
器COMP−1と比較器COMP−2に加えられ、
COMP−1は第2図ハのαで示すような、また
COMP−2は同図ニのβのようなパルス信号を
それぞれ出力する。 By energizing the drive coil 21 with the excitation pulse shown in FIG. 2A, distorted waves are generated in the magnetostrictive wire as explained in FIG. 4. This distorted wave is detected by the detection coil 22 as a direct wave and a reflected wave of the distorted wave signal, as shown in FIG. 2B. This distorted wave detection signal is +
Vth, added to comparator COMP-1 and comparator COMP-2 with threshold levels of -Vth,
COMP-1 is also
COMP-2 outputs pulse signals such as β in FIG. 2, respectively.
真の直接波と反射波の到達のタイミングは、第
2図イ,ニのパルスα、βの立上がりの時点であ
る。比較器COMP−1が出力するパルスαはFF
−1の端子Cに与えられ、これによりFF−1の
Q出力は“L”レベルとなる。よつて第2図ホに
示す如く、FF−1のQ出力が“H”レベルの期
間は励磁パルスが発生してから歪の直接波が検出
コイル22に到達するまでの時間t1に対応する。 The timing of arrival of the true direct wave and the reflected wave is at the rising edge of the pulses α and β shown in FIG. 2A and 2D. Pulse α output by comparator COMP-1 is FF
-1 is applied to the terminal C of FF-1, so that the Q output of FF-1 becomes "L" level. Therefore, as shown in FIG. 2E, the period during which the Q output of FF-1 is at the "H" level corresponds to the time t1 from when the excitation pulse is generated until the direct wave of distortion reaches the detection coil 22.
一方、パルスβが検出コイル22に到達するま
での時間t2に対応したパルス幅信号は、FF−3
より得られる。その動作は次の通りである。比較
器COMP−2の出力パルスはFF−2のクロツク
端子Cに与えられるが、FF−2の出力は第2
図のニに示すような比較器COMP−2の出力パ
ルスの2発目を受けることにより同図ヘに示すよ
うに“L”レベルとなり、その後発生する反射波
パルスβで立上がり“H”レベルとなる。FF−
3はFF−2の出力をクロツク入力としている。
その結果、FF−3のQ出力はFF−2の出力の
立上がり、即ち反射波パルスβで“L”レベルと
なる。したがつて、FF−3のQ出力は第2図ト
で示されるように励磁パルスが発生してから歪波
の反射波が検出コイル22で検出するまでの時間
t2に対応したパルス幅信号となる。このパルス幅
信号は演算回路OPとモノマルチバイブレータ
MMに与えられる。 On the other hand, the pulse width signal corresponding to the time t2 until the pulse β reaches the detection coil 22 is FF-3
More can be obtained. Its operation is as follows. The output pulse of the comparator COMP-2 is given to the clock terminal C of FF-2, but the output of FF-2 is
By receiving the second output pulse of the comparator COMP-2 as shown in D of the figure, it becomes "L" level as shown in F of the same figure, and then rises with the generated reflected wave pulse β and becomes "H" level. Become. FF−
3 uses the output of FF-2 as a clock input.
As a result, the Q output of FF-3 becomes "L" level at the rise of the output of FF-2, that is, the reflected wave pulse β. Therefore, the Q output of FF-3 is the time from when the excitation pulse is generated until the reflected wave of the distorted wave is detected by the detection coil 22, as shown in Fig. 2.
It becomes a pulse width signal corresponding to t2. This pulse width signal is connected to the arithmetic circuit OP and the mono multivibrator.
Given to MM.
モノマルチバイブレータMMはFF−3より得
られるパルス幅信号の立下りでトリガされ、第2
図チのような一定の時間幅のパルスを発生する。
演算回路OPはFF−1のQ出力が“H”レベルに
なつている間の時間t1、およびFF−3のQ出力
が“H”レベルになつている間の時間t2に対応し
た信号(データ)を作り、モノマルチバイブレー
タMMからのピーク・ホールド信号が与えられる
とその時の信号をホールドし、これをもとに検出
コイル22の位置に対応した値(t1−t2)/(t1
+t2)を演算し、その演算結果をアナログ信号で
出力する。 The mono multivibrator MM is triggered by the falling edge of the pulse width signal obtained from FF-3, and the second
Generates a pulse with a constant time width as shown in Figure H.
The arithmetic circuit OP outputs a signal (data ), and when the peak hold signal from the mono multivibrator MM is given, the signal at that time is held, and based on this, the value (t1 - t2) / (t1) corresponding to the position of the detection coil 22 is created.
+t2) and outputs the result as an analog signal.
前記した先願においては、直接波αと反射波β
の到達時間を検出するのに、αには1個、βには
3個のフリツプ・フロツプが必要であり、その回
路素子の相異により入・出力の遅れが(t1−
t2)/(t1+t2)に表わされて検出誤差および温
度係数をもつた。これに対して、本発明の回路に
おいては直接波αと反射波βを検出するのにフリ
ツプ・フロツプ1個分の遅れしかないので、検出
誤差および温度係数が小さく(先願の1/2)、かつ
構成の簡単な位置検出回路を得ることができる。
In the earlier application mentioned above, the direct wave α and the reflected wave β
In order to detect the arrival time of
t2)/(t1+t2) and has a detection error and a temperature coefficient. In contrast, in the circuit of the present invention, there is only a delay of one flip-flop in detecting the direct wave α and the reflected wave β, so the detection error and temperature coefficient are small (1/2 of that of the previous application). , and a position detection circuit with a simple configuration can be obtained.
第1図は本発明に係る位置検出回路の一実施例
を示す接続図、第2図は第1図回路の動作を説明
する為のタイムチヤート、第3図は反射型磁歪ポ
テンシヨメータの原理構成図、第4図は第3図回
路の動作波形図である。
1……磁歪線、21……駆動コイル、22……
検出コイル、COMP−1,COMP−2……比較
器、FF−1〜FF−3……フリツプ・フロツプ、
MM……モノマルチバイブレータ、OP……演算
回路。
Fig. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the position detection circuit according to the present invention, Fig. 2 is a time chart for explaining the operation of the circuit shown in Fig. 1, and Fig. 3 is the principle of a reflective magnetostrictive potentiometer. The configuration diagram and FIG. 4 are operational waveform diagrams of the circuit of FIG. 3. 1... Magnetostrictive wire, 21... Drive coil, 22...
Detection coil, COMP-1, COMP-2... comparator, FF-1 to FF-3... flip-flop,
MM...Mono multivibrator, OP...Arithmetic circuit.
Claims (1)
し磁歪線に移動可能なように配置された検出コイ
ルからの歪波検出信号が与えられる第1、第2の
比較器、前記磁歪線の一端に固定された駆動コイ
ルに励磁パルスを供給するパルス発生器、このパ
ルス発生器の出力信号でセツトされクロツク端子
に前記第1比較器の出力が与えられる第1フリツ
プ・フロツプ、クロツク端子に前記第2比較器の
出力が与えられると共にその出力がデータ入力
端子に与えられ前記第1フリツプ・フロツプのQ
出力でリセツトされる第2フリツプ・フロツプ、
前記パルス発生器の出力信号でセツトされクロツ
ク端子に前記第2フリツプ・フロツプの出力が
与えられる第3フリツプ・フロツプ、および第1
と第3フリツプ・フロツプのQ出力に所定の演算
を施して前記検出コイルの位置に対応したアナロ
グ信号を得る演算回路よりなる反射型磁歪ポテン
シヨメータの位置検出回路。1 first and second comparators each having separate positive and negative threshold levels and receiving distorted wave detection signals from detection coils movably disposed on the magnetostrictive wire; a pulse generator which supplies excitation pulses to a drive coil fixed at one end; a first flip-flop which is set by the output signal of the pulse generator and whose clock terminal receives the output of the first comparator; The output of the second comparator is applied to the data input terminal, and the Q of the first flip-flop is applied.
a second flip-flop reset at the output;
a third flip-flop set by the output signal of the pulse generator and having a clock terminal supplied with the output of the second flip-flop;
and a calculation circuit for performing a predetermined calculation on the Q output of the third flip-flop to obtain an analog signal corresponding to the position of the detection coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236785A JPS61181915A (en) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Position detecting circuit for reflecting type magnetostrictive potentiometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236785A JPS61181915A (en) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Position detecting circuit for reflecting type magnetostrictive potentiometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181915A JPS61181915A (en) | 1986-08-14 |
| JPH0380247B2 true JPH0380247B2 (en) | 1991-12-24 |
Family
ID=12080659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2236785A Granted JPS61181915A (en) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Position detecting circuit for reflecting type magnetostrictive potentiometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61181915A (en) |
-
1985
- 1985-02-07 JP JP2236785A patent/JPS61181915A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61181915A (en) | 1986-08-14 |
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