JPH0425617Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、磁歪線上を伝播する磁歪信号を検出
するための磁歪信号検出回路に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

磁歪信号検出回路の原理的構成図を第４図に示
す。同図において、１は磁歪線、２は駆動コイ
ル、３は検出コイルである。駆動コイル２は磁歪
線１の一端に固定配置され、検出コイル３は磁歪
線１上を長さ方向に移動可動なように配置されて
いる。

このような構成において、駆動コイル２に第５
図イに示す駆動パルスを与えると磁歪線１に縦弾
性波（超音波）が発生する。この縦弾性波は磁歪
線１を伝播し、検出コイル３は第５図ロに示す如
くその縦弾性波を時間t1後に直接波（電圧信号）
４として検出すると共に、磁歪線１の開放端部１
１で反射する縦弾性波を反射波（電圧信号）５と
して時間t2後にこれを検出する。直接波４を検出
した検出コイル３の出力は実測によると、第５図
ロの如く時間的にみて最初にマイナスのパルスc_d
が生じた後、次いでプラスのパルスa_dが発生し、
このa_dパルスに続いてマイナスのパルスb_d、更に
プラスのパルスd_dが生じる波形となる。又、反射
波５を検出した検出コイル３の出力はこれも実測
によると、最初にプラスのパルスc_rが生じた後、
マイナスのパルスa_rが発生し、このa_rパルスに続
いてプラスのパルスb_r、更にマイナスのパルスd_r
が発生する波形となる。

このような検出回路において、縦弾性波が検出
コイル３に到達する時間t1，t2は従来例えば特開
昭61−97523号に開示されたものとして第６図に
示す如くそのスレツシヨールド・レベルが＋Vth
と−Vthを持つ一対の比較器を用い、時間t1は直
接波４の最初のプラスのパルスa_dにより、又t2は
反射波５の最初のマイナスのパルスa_rにより求め
るようにしていた。ところで、この種の磁歪信号
を用いる回路において、検出コイル３で検出され
る縦弾性波の波形は伝播距離によつては変化しな
いものとされていた。しかし、実際には伝播距離
が長い場合には分散の影響を受けて波形が歪み、
第５図ロと第６図の対比から明らかなように、特
に伝播距離の長い反射波５の内、最初に生じるマ
イナスのパルスa_rのピーク値が小さくなり、その
為、これを検出する比較器のスレツシヨールド・
レベル−Vthに対するマージンが少なくなり、誤
動作が起きやすいという問題点があつた。このよ
うな問題点を解決する為に本願出願人は本願と同
日付けで考案の名称「磁歪信号検出回路」として
第７図に示す回路を出願した。以下、本考案を説
明する前にこの回路について説明する。

第７図において、３は第４図で説明した検出コ
イル、２は駆動パルスの印加端子、COMPは比
較器、Ｆは検出コイル３に並列に接続されたフイ
ルタ、Ｒ１，Ｒ２は抵抗素子、Vr，Vdは電源で
ある。抵抗素子Ｒ１，Ｒ２は電源Vrと基準電位
点間に接続され、この抵抗回路の分圧点に生じる
電圧＋Vthが比較器COMPのスレツシヨールド電
圧として用いられる。FF１〜FF３はエツジ・ト
リガ型のフリツプ・フロツプ、OUT１，OUT２
は出力端子である。第８図は第７図回路のタイミ
ングチヤートで、イ図は駆動パルス、ロ図は検出
コイル３の出力、ハ図は比較器COMPの出力、
ニ図はフリツプ・フロツプFF１の出力、ホ図は
FF２の出力、ヘはFF３の出力波形を示すもので
ある。

第７図回路において、駆動端子２にパルスが与
えられると、第５図及び第６図で説明した如く磁
歪線１に縦弾性波が発生し、この縦弾性波は磁歪
線１上を伝播する。この縦弾性波は時間t1後に直
接波４として検出コイル３に到達すると共に、時
間t2後に反射波５として検出コイル３に到達す
る。検出コイル３の出力は比較器COMPに加え
られる。比較器COMPは時刻t1に検出コイル３に
到達する反射波５により、この検出コイル３の出
力のうち第５図ロ及び第３図ロに示す如くそのピ
ーク値がスレツシヨールド・レベル＋Vthを越え
るa_d波が入力されるとこれを検出し、パルスＰ１
を出力する。このパルスによりフリツプ・フロツ
プFF１のＱ出力は“Ｌ”レベルとなる。FF１の
Ｑ出力が“Ｈ”レベルの期間は、駆動パルス２が
与えられてから直接波４が検出コイル５に到達す
るまでの時間t1に対応するもので、このパルス幅
信号は出力端子OUT１より取り出される。一方、
FF１のＱ出力はFF２のリセツト端子Ｒに加えら
れ、FF２の出力がFF３のＣ端子に加えられて
いる。

次に、時刻t2において反射波５が検出コイル３
に到達する。縦弾性波は前記したように分散の影
響を受けその伝播距離に応じて波形が歪むが、反
射波５における第２番目のプラスの信号b_rは分散
の影響を受けない。このb_r信号は検出コイル３で
検出され、この検出コイルの出力は比較器
COMPに加えられる。したがつて、比較器
COMPは時刻t2においてこのb_rパルス、即ち反射
波５を検出してパルスＰ２を発生し、このパルス
はフリツプ・フロツプFF２のＣ端子に加えられ、
FF３のＱ出力は“Ｌ”レベルとなる。FF３のＱ
出力が“Ｈ”レベルの期間は、駆動パルスが与え
られてから縦弾性波の反射波５が検出コイル３に
到達するまでの時間t2に対応するもので、このパ
ルス幅信号は出力端子OUT２より取り出される。
このようにして第７図の回路においてはスレツシ
ヨールド・レベル＋Vthを適当に選ぶことによ
り、比較器COMPはa_dパルスとb_rパルスのみを検
出し、従来装置の如く分散の影響をけることな
く、時間t1，t2を検出することができる特徴があ
るものである。

しかし、a_d，b_r信号に対して反射波５における
c_r信号は十分低いレベルにあるが、主として第３
図に示される如く直接波４における第２番目のプ
ラスのd_d信号は比較的高いレベルにあり、ノイズ
が重畳されたような場合など、このd_d信号により
比較器COMPが誤動作してしまう。これを逃げ
ようとしてスレツシヨールド・レベル＋Vthのレ
ベルを上げるとa_d，b_r信号に対してマージンが少
なくなり、動作が不安定となる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案はこのような問題点を解決する為になさ
れたもので、d_d信号により比較器COMPが誤動
作してもt2信号に影響を及ぼすことのない磁歪信
号検出回路を提供することを目的としたものであ
る。

〔問題を解決する為の手段〕

本考案は上記の問題点を解決する為にt1信号を
利用して所定の時間だけ、t2信号発生回路にマス
クをかけるようにしたものである。以下、本考案
の実施例について説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案に係る検出回路の一実施例の接
続図である。第１図において、３は第４図で説明
した検出コイル、COMPは比較器で、検出コイ
ル３から比較器COMPまでの間は第７図と全く
同一であるので、この間の回路についてはその動
作を含めて再説明は省略する。

FF１，FF２はエツジ・トリガ型のフリツプ・
フロツプ、DLは抵抗素子Ｒ３とコンデンサＣ及
びダイオードＤよりなる遅れ回路である。フリツ
プ・フロツプFF１とFF２のセツト端子Ｓは駆動
パルスの印加端子２に接続され、両クロツク端子
Ｃは比較器COMPの出力端子に接続されている。
FF１のＱ端子は出力端子OUTに接続されると共
に、遅れ回路DLを介してFF２のデータ入力端子
Ｄに接続され、FF２のＱ端子は出力端子OUT２
に接続されている。FF１のデータ入力端子Ｄと
リセツト端子Ｒ，FF２のリセツト端子Ｒは共に
共通電位点に接続されている。

本考案に係る第１図回路のタイミングチヤート
を第２図に示す。この第２図を用いて第１図を説
明すると次の如くなる。第１図において、駆動パ
ルス（第２図イ）でフリツプ・フロツプFF１が
立上がり、直接波４における最初に発生するプラ
スのパルスa_d（第２図ロ）を検出コイル３が検出
することにより発生する比較器COMPの出力パ
ルスＰ１（第２図ハ）でFF１のＱ出力が立下が
る（第２図ニ）。以下このＱ信号は保持されて、
t1信号となる。一方、駆動パルス（第２図イ）で
フリツプ・フロツプFF２が立上がり、反射波５
が検出コイル３に加わることによりこの検出コイ
ルにおいて発生する２番目のプラスのパルスb_r
（第２図ロ）により比較器COMPが出力するパル
スＰ２（第２図ハ）でFF１のＱ出力が立ち下が
る（第２図ヘ）。以下このＱ信号は保持されてt2
信号となる。

ここで、フリツプ・フロツプFF１のＱ出力端
子は遅れ回路DLを介してFF２のＤ入力端子に接
続されている。これにより、第２図ホの如くFF
２のＤ入力にはFF１の出力の変化が遅れて加え
られ、FF２はt1からその遅れ時間だけマスクを
かけられたことになる。その結果、検出コイル３
において直接波４における２番目に発生するプラ
スのパルス出力d_dが高いレベルになり、これを比
較器COMPが第２図ハのＰ１′で示されるように
検出したとしても、フリツプ・フロツプFF２が
反転することはなく、その結果第２図ヘの如く時
間t2の検出に影響されることはない。このように
して検出された時間t1，t2に対応したパルス幅信
号を基にして図外の演算回路によつて（t1−
t2）／（t1＋t2）の演算を行なうことにより、検
出コイル３の無次元位置を検出することができ
る。

〔本考案の効果〕

以上説明したように、本考案においては分散の
影響を受けずに、しかも直接波における第２番目
のプラスのd_d波号が比較的高いレベルにあり、ノ
イズが重畳されたような場合でもこのd_d波により
フリツプ・フロツプFF２が誤動作することはな
い。その結果、比較器COMPのスレツシヨール
ド・レベル＋Vthのレベルを下げて十分なマージ
ンをとることができ、動作が安定したものとな
る。また、第７図で示した同日出願の装置よりフ
リツプ・フロツプを１個省略することができ、安
価で、しかも信頼性の高い磁歪信号検出回路を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る磁歪信号検出回路の一実
施例の接続図、第２図は第１図のタイミングチヤ
ート、第３図は第１図の動作を説明する為の波形
図、第４図は磁歪信号検出回路の動作原理を説明
する為の図、第５図は第４図の動作を説明する為
の図、第６図は従来装置の動作を説明する為の波
形図、第７図は本考案を説明する為の磁歪信号検
出回路の回路図、第８図は第７図のタイミングチ
ヤートである。 １……磁歪線、２……駆動コイル、３……検出
コイル、４……直接波、５……反射波、COMP
……比較器、FF１，FF２……フリツプ・フロツ
プ、DL……遅れ回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 その長さ方向に移動可能なように検出コイルが
   配置された磁歪線を有し、前記磁歪線の一端に駆
   動パルスを与えることにより発生する縦弾性波が
   磁歪線を伝播し前記検出コイルに直接到達するま
   での時間t1と磁歪線の開放端部で反射して検出コ
   イルに到達するまでの時間t2を前記検出コイルを
   用いて検出するようにした磁歪信号検出回路にお
   いて、 直接波が検出コイルに加わることによりこの検
   出コイルにおいて最初に発生するプラスのパルス
   出力a_dと、反射波が検出コイルに加わることによ
   りこの検出コイルにおいて発生する２番目のプラ
   スのパルスb_rとを一定のスレツシヨールド・レベ
   ルと比較する比較器、駆動パルスによりセツトさ
   れクロツク入力として前記比較器の出力が与えら
   れる第１、第２のフリツプ・フロツプ、及び第１
   のフリツプ・フロツプの出力端子と第２のフリツ
   プ・フロツプのデータ入力端子との間に接続され
   た遅れ回路を設け、前記第１、第２のフリツプ・
   フロツプの出力端より前記時間t1，t2に対応した
   信号を検出するようにしたことを特徴とする磁歪
   信号検出回路。