JPH06148316A - 超音波距離センサ - Google Patents
超音波距離センサInfo
- Publication number
- JPH06148316A JPH06148316A JP4293588A JP29358892A JPH06148316A JP H06148316 A JPH06148316 A JP H06148316A JP 4293588 A JP4293588 A JP 4293588A JP 29358892 A JP29358892 A JP 29358892A JP H06148316 A JPH06148316 A JP H06148316A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- distance
- detected
- control
- ultrasonic pulse
- 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.)
- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】超音波距離センサにおいて周囲温度によって変
化する超音波の波長を補正して計測構度を上げる。 【構成】制御・演算部４に温度感知素子６を接続し、こ
の温度感知素子６で周囲温度を感知し、その温度に基づ
いて距離計測用カウンタのビット値を補正、あるいは補
正された周波数の超音波パルスを発振する。
化する超音波の波長を補正して計測構度を上げる。 【構成】制御・演算部４に温度感知素子６を接続し、こ
の温度感知素子６で周囲温度を感知し、その温度に基づ
いて距離計測用カウンタのビット値を補正、あるいは補
正された周波数の超音波パルスを発振する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は超音波振動子より超音
波パルスを発射し、この超音波パルスが被検出物体に当
たりその反射波が前記超音波振動子に受波されるまでの
経過時間を測定し、この測定時間に基づいて被検出物体
までの距離を検出し、検出された距離に相応した電圧を
出力する超音波距離センサに関する。
波パルスを発射し、この超音波パルスが被検出物体に当
たりその反射波が前記超音波振動子に受波されるまでの
経過時間を測定し、この測定時間に基づいて被検出物体
までの距離を検出し、検出された距離に相応した電圧を
出力する超音波距離センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波振動子から被検出物体が存在する
方向に超音波パルスを発射し、この超音波パルスが被検
出物体に当たって反射し再び元の超音波振動子に戻って
くるように構成し、この超音波パルスが発射されるごと
に発射から受波までの時間を測定してこれを距離に換算
し、この距離に相応する電圧値を出力するようにした超
音波距離センサは公知である。この場合超音波パルスの
発振制御、発射から受波までの時間測定、距離への出力
換算等はマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）
により構成される制御・演算部により行われる。
方向に超音波パルスを発射し、この超音波パルスが被検
出物体に当たって反射し再び元の超音波振動子に戻って
くるように構成し、この超音波パルスが発射されるごと
に発射から受波までの時間を測定してこれを距離に換算
し、この距離に相応する電圧値を出力するようにした超
音波距離センサは公知である。この場合超音波パルスの
発振制御、発射から受波までの時間測定、距離への出力
換算等はマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）
により構成される制御・演算部により行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで発振される超
音波パルスの波長は次式により表わされる。すなわち、
波長λ＝音速Ｃ／超音波周波数ｆであり、音速Ｃ＝３３
１．５＋０．６ｔで求められる。したがって超音波パル
スは周囲温度の変化によってその波長λが変化するた
め、温度が変化する環境では超音波距離センサによる正
確な距離計測は不可能である。
音波パルスの波長は次式により表わされる。すなわち、
波長λ＝音速Ｃ／超音波周波数ｆであり、音速Ｃ＝３３
１．５＋０．６ｔで求められる。したがって超音波パル
スは周囲温度の変化によってその波長λが変化するた
め、温度が変化する環境では超音波距離センサによる正
確な距離計測は不可能である。
【０００４】また超音波パルスの周波数が決められてい
る場合はその波長はその周波数によって決定されるが、
波長が測定距離の単位長以下の場合は距離計測はできな
い。この発明の目的は上述した問題点を解決して、正確
な距離計測が可能でかつ波長が測定距離の単位長より小
さい場合にも距離計測可能な超音波距離センサを提供す
ることにある。
る場合はその波長はその周波数によって決定されるが、
波長が測定距離の単位長以下の場合は距離計測はできな
い。この発明の目的は上述した問題点を解決して、正確
な距離計測が可能でかつ波長が測定距離の単位長より小
さい場合にも距離計測可能な超音波距離センサを提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明では、超音波振
動子より周期的に超音波パルスを発射し、この超音波パ
ルスが被検出物体に当たり反射して発射し、この超音波
パルスが被検出物体に当たり反射して発射点に戻るまで
の時間を測定し、その都度前記測定時間に基いて被検出
物体までの距離を検出し、検出された距離に相応する電
圧を出力する超音波距離センサにおいて、周囲温度の変
化によって変化する超音波パルスの波長を補正する手段
を設ける。この補正する手段として超音波距離センサの
制御・演算部に温度感知素子を設ける。また発振される
超音波パルスの測定距離の単位長以下の波長の場合距離
計測値の平均処理により距離の計測を行う。
動子より周期的に超音波パルスを発射し、この超音波パ
ルスが被検出物体に当たり反射して発射し、この超音波
パルスが被検出物体に当たり反射して発射点に戻るまで
の時間を測定し、その都度前記測定時間に基いて被検出
物体までの距離を検出し、検出された距離に相応する電
圧を出力する超音波距離センサにおいて、周囲温度の変
化によって変化する超音波パルスの波長を補正する手段
を設ける。この補正する手段として超音波距離センサの
制御・演算部に温度感知素子を設ける。また発振される
超音波パルスの測定距離の単位長以下の波長の場合距離
計測値の平均処理により距離の計測を行う。
【０００６】
【作用】温度感知素子でキャッチした周囲温度を制御・
演算部でその温度変化を検知し、その温度に対する補正
値をＲＯＭより読み出し、距離計測カウンタのビット値
を変更したり、あるいは補正された超音波パルスを発振
するようにしたので、周囲温度の変化にもかかわらず正
確な距離計測ができる。また発振される超音波パルスが
測定距離の単位長以下の場合には、それまでに制御・演
算部に格納された所定数の計測値の平均値処理により擬
似的に距離計測を行う。
演算部でその温度変化を検知し、その温度に対する補正
値をＲＯＭより読み出し、距離計測カウンタのビット値
を変更したり、あるいは補正された超音波パルスを発振
するようにしたので、周囲温度の変化にもかかわらず正
確な距離計測ができる。また発振される超音波パルスが
測定距離の単位長以下の場合には、それまでに制御・演
算部に格納された所定数の計測値の平均値処理により擬
似的に距離計測を行う。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示すブロック図
で、超音波距離センサは超音波振動子１，送波回路２，
受波回路３，マイコンで構成された制御・演算部４およ
び出力回路５を備えており、制御・演算部４には温度感
知素子６（サーミスタなど）が接続されている。送波回
路２は制御・演算部４の指令により超音波周波を発振
し、これが超音波振動子１から超音波パルスとして発射
するように接続されている。受波回路３は超音波振動子
１から発射された超音波パルスが図示せぬ被検出物体に
当たり反射された反射波を超音波振動子１を介して受波
しこれを増幅して制御・演算部４に入力されるように接
続されている。制御・演算部４はＲＯＭ４Ａ，ＲＡＭ４
ＢのほかにＡ／Ｄ変換部４Ｃとカウンタ４Ｄを備えてい
て各部を制御し、超音波パルスが被検出物体に当たって
再び超音波振動子に戻るまでの時間を演算し、これを距
離データに換算する。また制御・演算部４のＡ／Ｄ変換
部４Ｃには温度感知素子６の電圧が印加されこれをデジ
タル値に換算する。
で、超音波距離センサは超音波振動子１，送波回路２，
受波回路３，マイコンで構成された制御・演算部４およ
び出力回路５を備えており、制御・演算部４には温度感
知素子６（サーミスタなど）が接続されている。送波回
路２は制御・演算部４の指令により超音波周波を発振
し、これが超音波振動子１から超音波パルスとして発射
するように接続されている。受波回路３は超音波振動子
１から発射された超音波パルスが図示せぬ被検出物体に
当たり反射された反射波を超音波振動子１を介して受波
しこれを増幅して制御・演算部４に入力されるように接
続されている。制御・演算部４はＲＯＭ４Ａ，ＲＡＭ４
ＢのほかにＡ／Ｄ変換部４Ｃとカウンタ４Ｄを備えてい
て各部を制御し、超音波パルスが被検出物体に当たって
再び超音波振動子に戻るまでの時間を演算し、これを距
離データに換算する。また制御・演算部４のＡ／Ｄ変換
部４Ｃには温度感知素子６の電圧が印加されこれをデジ
タル値に換算する。
【０００８】この超音波距離センサの動作を図２に示す
フローチャートに基き説明する。まず制御・演算部４を
スタートさせ、温度感知素子６で検出された電圧をＡ／
Ｄ変換部４Ｃでデジタル値に変換する（Ｓ１）。Ａ／Ｄ
変換部４Ｃを介して読み込まれたデジタル値に基づいて
制御・演算部４は周囲温度を判断し、このデジタル値の
大きさによって距離計測用カウンタのビット数を変える
（Ｓ２）。次に送波信号を発射させ（Ｓ３）、距離計測
用カウンタによって計測を開始させる（Ｓ４）。このと
き受波信号が無い場合は、（Ｓ７）に進み、受波信号が
ある場合は距離計測用カウンタのカウンタ値を距離デー
タに変換し出力回路５に送り出力させる。
フローチャートに基き説明する。まず制御・演算部４を
スタートさせ、温度感知素子６で検出された電圧をＡ／
Ｄ変換部４Ｃでデジタル値に変換する（Ｓ１）。Ａ／Ｄ
変換部４Ｃを介して読み込まれたデジタル値に基づいて
制御・演算部４は周囲温度を判断し、このデジタル値の
大きさによって距離計測用カウンタのビット数を変える
（Ｓ２）。次に送波信号を発射させ（Ｓ３）、距離計測
用カウンタによって計測を開始させる（Ｓ４）。このと
き受波信号が無い場合は、（Ｓ７）に進み、受波信号が
ある場合は距離計測用カウンタのカウンタ値を距離デー
タに変換し出力回路５に送り出力させる。
【０００９】この実施例では距離計測用カウンタのビッ
ト値を変更するように構成したが、発振する超音波パル
スの波長を変更することもできる。図３はこの発明の異
なる実施例のブロック図で、超音波距離センサは超音波
振動子１，送波回路２，受波回路３，制御・演算部４お
よび出力回路５を備えている。送波回路２は制御・演算
部４の指令により超音波周波を発振し、これが超音波振
動子１から超音波パルスとして発射するように接続され
ている。受波回路３は超音波振動子１から発射された超
音波パルスが図示せぬ被検出物体に当たり反射された反
射波を超音波振動子１を介して受波し、これを増幅して
制御・演算部４に入力されるように接続されている。制
御・演算部４はＲＯＭ４Ａ，ＲＡＭ４Ｂのほかにレジス
タ４Ｅを備えていて各部を制御し、超音波パルスが被検
出物体に当たって再び超音波振動子に戻るまでの時間を
演算し、これを距離データに換算して、出力回路５によ
り出力する。
ト値を変更するように構成したが、発振する超音波パル
スの波長を変更することもできる。図３はこの発明の異
なる実施例のブロック図で、超音波距離センサは超音波
振動子１，送波回路２，受波回路３，制御・演算部４お
よび出力回路５を備えている。送波回路２は制御・演算
部４の指令により超音波周波を発振し、これが超音波振
動子１から超音波パルスとして発射するように接続され
ている。受波回路３は超音波振動子１から発射された超
音波パルスが図示せぬ被検出物体に当たり反射された反
射波を超音波振動子１を介して受波し、これを増幅して
制御・演算部４に入力されるように接続されている。制
御・演算部４はＲＯＭ４Ａ，ＲＡＭ４Ｂのほかにレジス
タ４Ｅを備えていて各部を制御し、超音波パルスが被検
出物体に当たって再び超音波振動子に戻るまでの時間を
演算し、これを距離データに換算して、出力回路５によ
り出力する。
【００１０】このような超音波距離センサの動作を図４
に示すフローチャートに基き説明する。まず制御・演算
部４をスタートさせて超音波を送波し、被検出物体から
の反射波を受波して距離計測を行う（Ｓ１１）。次に計
測したデータを制御・演算部４のＲＡＭ４Ｂに格納する
（Ｓ１２）。ＲＡＭ４Ｂに格納された前記計測データの
決められた数の平均値を計算する（Ｓ１３）。この平均
データを計測データに変換して出力回路５に送り出力さ
せる。
に示すフローチャートに基き説明する。まず制御・演算
部４をスタートさせて超音波を送波し、被検出物体から
の反射波を受波して距離計測を行う（Ｓ１１）。次に計
測したデータを制御・演算部４のＲＡＭ４Ｂに格納する
（Ｓ１２）。ＲＡＭ４Ｂに格納された前記計測データの
決められた数の平均値を計算する（Ｓ１３）。この平均
データを計測データに変換して出力回路５に送り出力さ
せる。
【００１１】
【発明の効果】温度検知素子を備えた制御・演算部で温
度変化を感知し、その温度に対する補正値をＲＯＭより
読み出し補正された波長の超音波パルスを発振すること
により周囲温度の如何に拘らず正確な計測ができる。ま
た超音波パルスの波長以下の距離の計測を行う場合に
は、制御・演算部に格納されたきめられた数の計測デー
タの平均処理により擬似的に距離計測を行うことにより
波長以下の距離の測定を行うことができる。
度変化を感知し、その温度に対する補正値をＲＯＭより
読み出し補正された波長の超音波パルスを発振すること
により周囲温度の如何に拘らず正確な計測ができる。ま
た超音波パルスの波長以下の距離の計測を行う場合に
は、制御・演算部に格納されたきめられた数の計測デー
タの平均処理により擬似的に距離計測を行うことにより
波長以下の距離の測定を行うことができる。
【図１】この発明の実施例のブロック図
【図２】この発明の実施例の動作を示すフローチャート
【図３】この発明の異なる実施例のブロック図
【図４】この発明の異なる実施例の動作を示すフローチ
ャート
ャート
１ 超音波振動子 ２ 送波回路 ３ 受波回路 ４ 制御・演算部 ５ 出力回路 ６ 温度検知素子
Claims (2)
- 【請求項１】超音波振動子より周期的に超音波パルスを
発射し、この超音波パルスが被検出物体に当たり反射し
て発射点に戻るまでの時間を測定し、その都度前記測定
時間に基いて被検出物体までの距離を検出し、検出され
た距離に相応する電圧を出力する超音波距離センサにお
いて、周囲温度の変化によって変化する超音波パルスの
波長を補正する手段を備えたことを特徴とする超音波距
離センサ。 - 【請求項２】超音波振動子より周期的に超音波パルスを
発射し、この超音波パルスが被検出物体に当たり反射し
て発射点に戻るまでの時間を測定し、その都度前記測定
時間に基いて被検出物体までの距離検出し、検出された
距離に相応する電圧を出力する超音波距離センサにおい
て、波長以下の分解能をマイクロコンピュータの距離計
測値の平均処理により得ることを特徴とする超音波距離
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4293588A JPH06148316A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 超音波距離センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4293588A JPH06148316A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 超音波距離センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148316A true JPH06148316A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17796671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4293588A Pending JPH06148316A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 超音波距離センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06148316A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005010552A1 (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | An Heui Tay | Distance measurement method and device using ultrasonic waves |
| KR100580278B1 (ko) * | 2002-05-29 | 2006-05-15 | 전북대학교산학협력단 | 이동체의 위치 및 방향 추정을 위한 초음파 센서 시스템 |
| KR101489793B1 (ko) * | 2014-03-04 | 2015-02-04 | 주식회사 대양계기 | 초음파 풍향풍속계 및 그 운용방법 |
-
1992
- 1992-11-02 JP JP4293588A patent/JPH06148316A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100580278B1 (ko) * | 2002-05-29 | 2006-05-15 | 전북대학교산학협력단 | 이동체의 위치 및 방향 추정을 위한 초음파 센서 시스템 |
| WO2005010552A1 (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | An Heui Tay | Distance measurement method and device using ultrasonic waves |
| KR101489793B1 (ko) * | 2014-03-04 | 2015-02-04 | 주식회사 대양계기 | 초음파 풍향풍속계 및 그 운용방법 |
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