JPH06343200A - 超音波送信器 - Google Patents
超音波送信器Info
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- JPH06343200A JPH06343200A JP5130819A JP13081993A JPH06343200A JP H06343200 A JPH06343200 A JP H06343200A JP 5130819 A JP5130819 A JP 5130819A JP 13081993 A JP13081993 A JP 13081993A JP H06343200 A JPH06343200 A JP H06343200A
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- Japan
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- piezoelectric ceramic
- arm current
- phase difference
- mechanical arm
- sensor
- Prior art date
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 周辺の温度変化等による出力音圧の変化を防
ぎ、安定な音圧の超音波の送信が可能となる超音波送信
器の提供。 【構成】 超音波送信器の圧電体２に流入する機械腕電
流を検知しその振幅、あるいは位相を検知して、その大
きさが所定の大きさになるように、駆動周波数を自動追
尾するループを構成する。または、圧電体２の電極の一
部をセンサーとして分離し、そのセンサーの振幅あるい
は位相差が所定の値になるように駆動周波数が自動追尾
されるようにループを構成する。
ぎ、安定な音圧の超音波の送信が可能となる超音波送信
器の提供。 【構成】 超音波送信器の圧電体２に流入する機械腕電
流を検知しその振幅、あるいは位相を検知して、その大
きさが所定の大きさになるように、駆動周波数を自動追
尾するループを構成する。または、圧電体２の電極の一
部をセンサーとして分離し、そのセンサーの振幅あるい
は位相差が所定の値になるように駆動周波数が自動追尾
されるようにループを構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電セラミックを用い
た超音波送信器に関するものである。
た超音波送信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波を利用した距離センサー
や、移動体に取り付けて走行路面の凹凸を検知する超音
波検知器を用いた各種計測器が商品化されているが、こ
の超音波を送信する際に超音波振動板に印加する電圧信
号の周波数は予め計測した振動板の共振周波数近傍に固
定して、送信するのが一般的である。
や、移動体に取り付けて走行路面の凹凸を検知する超音
波検知器を用いた各種計測器が商品化されているが、こ
の超音波を送信する際に超音波振動板に印加する電圧信
号の周波数は予め計測した振動板の共振周波数近傍に固
定して、送信するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧電セラミッ
クと金属板からなる振動板にその振動板の共振周波数の
交流電圧を印加して、超音波を発生させるが、超音波送
信器に用いる超音波振動板の共振周波数はその超音波振
動板の周辺温度によって変化する。そのため、一定な周
波数で一定電圧で圧電セラミックを駆動すると、発生す
る超音波の出力音圧は温度によって大きく変化する。例
えば、距離センサーと使用する際には受信波形のＳ／Ｎ
比が安定せず、計測が不安定になるという課題を有して
いた。
クと金属板からなる振動板にその振動板の共振周波数の
交流電圧を印加して、超音波を発生させるが、超音波送
信器に用いる超音波振動板の共振周波数はその超音波振
動板の周辺温度によって変化する。そのため、一定な周
波数で一定電圧で圧電セラミックを駆動すると、発生す
る超音波の出力音圧は温度によって大きく変化する。例
えば、距離センサーと使用する際には受信波形のＳ／Ｎ
比が安定せず、計測が不安定になるという課題を有して
いた。
【０００４】本発明は、このような従来の超音波送信器
の課題を考慮し、周辺の温度変化等による出力音圧の変
化を防ぎ、安定な音圧の超音波の送信が可能となる超音
波送信器の提供を目的とするものである。
の課題を考慮し、周辺の温度変化等による出力音圧の変
化を防ぎ、安定な音圧の超音波の送信が可能となる超音
波送信器の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、超音波を発生
させる圧電セラミックと振動板からなる超音波発信板
と、外部からの周波数指令信号によって所定の周波数の
信号を出力する発信器と、前記圧電セラミックに流入す
る電流の内、圧電セラミックの変位速度に寄与する機械
腕電流を検出する機械腕電流検出器と、その機械腕電流
の振幅を検知する整流回路と、前記機械腕電流の振幅と
機器腕電流振幅設置値を入力とし、周波数指令信号を出
力する制御器を備え、前記機械腕電流の振幅と機器腕電
流振幅設置値が一致するように前記周波数指令信号を出
力するものである。
させる圧電セラミックと振動板からなる超音波発信板
と、外部からの周波数指令信号によって所定の周波数の
信号を出力する発信器と、前記圧電セラミックに流入す
る電流の内、圧電セラミックの変位速度に寄与する機械
腕電流を検出する機械腕電流検出器と、その機械腕電流
の振幅を検知する整流回路と、前記機械腕電流の振幅と
機器腕電流振幅設置値を入力とし、周波数指令信号を出
力する制御器を備え、前記機械腕電流の振幅と機器腕電
流振幅設置値が一致するように前記周波数指令信号を出
力するものである。
【０００６】又、本発明は、超音波を発生させる圧電セ
ラミックと振動板からなる超音波発信板と、外部からの
周波数指令信号によって所定の周波数の信号を出力する
発信器と、前記圧電セラミックに流入する電流の内、圧
電セラミックの変位速度に寄与する機械腕電流を検出す
る機械腕電流検出器と、その機械腕電流と前記圧電セラ
ミックに印加する電圧との位相差を検知する位相検知器
と、前記位相差と位相差設置値を入力とし、周波数指令
信号を出力する制御器を備え、前記機械腕電流の位相差
と位相差設置値が一致するように前記周波数指令信号を
出力するものである。
ラミックと振動板からなる超音波発信板と、外部からの
周波数指令信号によって所定の周波数の信号を出力する
発信器と、前記圧電セラミックに流入する電流の内、圧
電セラミックの変位速度に寄与する機械腕電流を検出す
る機械腕電流検出器と、その機械腕電流と前記圧電セラ
ミックに印加する電圧との位相差を検知する位相検知器
と、前記位相差と位相差設置値を入力とし、周波数指令
信号を出力する制御器を備え、前記機械腕電流の位相差
と位相差設置値が一致するように前記周波数指令信号を
出力するものである。
【０００７】又、本発明は、超音波を発生させる圧電セ
ラミックと振動板からなる超音波発信板と、外部からの
周波数指令信号によって所定の周波数の信号を出力する
発信器と、前記圧電セラミック内に設けたその変位速度
を検出する検出するセンサーと、前記センサーの出力と
設置値を入力とし、周波数指令信号を出力する制御器と
を備え、前記センサーの出力と設置値とが一致するよう
に前記周波数指令信号を出力するものである。
ラミックと振動板からなる超音波発信板と、外部からの
周波数指令信号によって所定の周波数の信号を出力する
発信器と、前記圧電セラミック内に設けたその変位速度
を検出する検出するセンサーと、前記センサーの出力と
設置値を入力とし、周波数指令信号を出力する制御器と
を備え、前記センサーの出力と設置値とが一致するよう
に前記周波数指令信号を出力するものである。
【０００８】又、本発明は、超音波を発生させる圧電セ
ラミックと振動板からなる超音波発信板と、外部からの
周波数指令信号によって所定の周波数の信号を出力する
発信器と、前記圧電セラミック内に設けたその変位速度
を検出する検出するセンサーと、そのセンサー出力と前
記圧電セラミックに印加する電圧との位相差を検知する
位相検知器と、前記位相差と位相差設置値を入力とし、
周波数指令信号を出力する制御器とを備え、前記センサ
ーの位相差と位相設置値とが一致するように前記周波数
指令信号を出力するものである。
ラミックと振動板からなる超音波発信板と、外部からの
周波数指令信号によって所定の周波数の信号を出力する
発信器と、前記圧電セラミック内に設けたその変位速度
を検出する検出するセンサーと、そのセンサー出力と前
記圧電セラミックに印加する電圧との位相差を検知する
位相検知器と、前記位相差と位相差設置値を入力とし、
周波数指令信号を出力する制御器とを備え、前記センサ
ーの位相差と位相設置値とが一致するように前記周波数
指令信号を出力するものである。
【０００９】
【作用】本発明では、圧電セラミックの変位速度に寄与
する機械腕電流を検出する機械腕電流検出器を備え、機
械腕電流の振幅と所定の機械腕電流設置値が一致するよ
うに周波数指令信号を出力することにより、周辺温度に
よらずに、振動板からの出力音圧を安定にかつ所定の大
きさにすることができる。
する機械腕電流を検出する機械腕電流検出器を備え、機
械腕電流の振幅と所定の機械腕電流設置値が一致するよ
うに周波数指令信号を出力することにより、周辺温度に
よらずに、振動板からの出力音圧を安定にかつ所定の大
きさにすることができる。
【００１０】又、本発明では、圧電セラミックの変位速
度に寄与する機械腕電流を検出する機械腕電流検出器
と、その機械腕電流と前記圧電セラミックに印加する電
圧との位相差を検知する位相検知器を備え、前記機械腕
電流の位相差と位相差設置値が一致するするように前記
周波数指令信号を出力することにより、周辺温度によら
ずに、振動板からの出力音圧を安定にかつ所定の大きさ
にすることができる。
度に寄与する機械腕電流を検出する機械腕電流検出器
と、その機械腕電流と前記圧電セラミックに印加する電
圧との位相差を検知する位相検知器を備え、前記機械腕
電流の位相差と位相差設置値が一致するするように前記
周波数指令信号を出力することにより、周辺温度によら
ずに、振動板からの出力音圧を安定にかつ所定の大きさ
にすることができる。
【００１１】又、本発明では、圧電セラミック内に設け
たその変位速度を検出する検出するセンサーとを備え、
前記センサーの出力と所定設置値とが一致するように前
記周波数指令信号を出力することにより、周辺温度によ
らずに、振動板からの出力音圧を安定にかつ所定の大き
さにすることができる。
たその変位速度を検出する検出するセンサーとを備え、
前記センサーの出力と所定設置値とが一致するように前
記周波数指令信号を出力することにより、周辺温度によ
らずに、振動板からの出力音圧を安定にかつ所定の大き
さにすることができる。
【００１２】又、本発明では、圧電セラミック内に設け
たその変位速度を検出する検出するセンサーと、そのセ
ンサー出力と前記圧電セラミックに印加する電圧との位
相差を検知する位相検知器を備え、前記センサーの位相
差と位相設置値とが一致するように前記周波数指令信号
を出力することにより、周辺温度によらずに、振動板か
らの出力音圧を安定にかつ所定の大きさにすることがで
きる。
たその変位速度を検出する検出するセンサーと、そのセ
ンサー出力と前記圧電セラミックに印加する電圧との位
相差を検知する位相検知器を備え、前記センサーの位相
差と位相設置値とが一致するように前記周波数指令信号
を出力することにより、周辺温度によらずに、振動板か
らの出力音圧を安定にかつ所定の大きさにすることがで
きる。
【００１３】以上のように、振動板からの出力を安定か
つ、一定にすることにより超音波を用いた各種の計測の
動作が安定し、計測精度の低下を防ぐことができる。
つ、一定にすることにより超音波を用いた各種の計測の
動作が安定し、計測精度の低下を防ぐことができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の詳細について実施例とともに
説明する。
説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例の構成を示すもの
である。１は送信器、２は圧電体の円板、３は振動板、
４は送信器３を駆動する電圧を出力する増幅器、５は外
部からの周波数指令信号１０８によって所定の周波数の
交流信号１０１を出力する周波数可変発振器、６機械腕
電流検出器、７は機械腕電流の振幅を検知する整流回
路、８は制御器である。
である。１は送信器、２は圧電体の円板、３は振動板、
４は送信器３を駆動する電圧を出力する増幅器、５は外
部からの周波数指令信号１０８によって所定の周波数の
交流信号１０１を出力する周波数可変発振器、６機械腕
電流検出器、７は機械腕電流の振幅を検知する整流回
路、８は制御器である。
【００１６】図５は圧電体の電気的等価回路であり、図
６は機械腕電流のアドミタンス特性である。機械腕電流
については、例えば、特願昭６２ー９５６１４（超音波
モータ装置）に紹介されている。図６に示すように、共
振周波数ｆ0で機械腕電流の振幅の大きさが最大とな
り、その付近で駆動電圧１０２と機械腕電流の位相が90
゜から-90゜に大きく変化する。
６は機械腕電流のアドミタンス特性である。機械腕電流
については、例えば、特願昭６２ー９５６１４（超音波
モータ装置）に紹介されている。図６に示すように、共
振周波数ｆ0で機械腕電流の振幅の大きさが最大とな
り、その付近で駆動電圧１０２と機械腕電流の位相が90
゜から-90゜に大きく変化する。
【００１７】送信器１の音圧出力は圧電体に流入する機
械腕電流の大きさとほぼ比例関係にある。発振器５は増
幅器４に送信器共振周波数近傍の周波数の交流信号１０
１を出力し、増幅器４はその信号を所定の電圧まで増幅
して、送信器１を駆動し超音波を発生させる。
械腕電流の大きさとほぼ比例関係にある。発振器５は増
幅器４に送信器共振周波数近傍の周波数の交流信号１０
１を出力し、増幅器４はその信号を所定の電圧まで増幅
して、送信器１を駆動し超音波を発生させる。
【００１８】振動体１に流入する電流のうち、直接圧電
効果に寄与する機械腕電流を機器腕電流検出器６で検出
する。機械腕電流検出器６では、図５に示す圧電体の電
気的等価回路の圧電効果に寄与しない電気腕のコンデン
サー容量と等価なコンデンサー１０３と電流検出抵抗１
０４を準備し、図１の機械腕電流検出器６の内部に示す
ように圧電体に流れる電流とコンデンサー１０３に流れ
る電流を各々電流検出抵抗１０４と１０５を用いて求
め、その両者の差をとることにより電気腕に流れる電流
を相殺して機械腕電流に比例した電圧１０６を検出する
（以下機械腕電流比例電圧とよぶ）。機器腕電流検出器
６の出力である機器腕電流比例電圧１０６は交流であ
り、整流器７でその振幅に比例した電圧１０７に変換す
る。
効果に寄与する機械腕電流を機器腕電流検出器６で検出
する。機械腕電流検出器６では、図５に示す圧電体の電
気的等価回路の圧電効果に寄与しない電気腕のコンデン
サー容量と等価なコンデンサー１０３と電流検出抵抗１
０４を準備し、図１の機械腕電流検出器６の内部に示す
ように圧電体に流れる電流とコンデンサー１０３に流れ
る電流を各々電流検出抵抗１０４と１０５を用いて求
め、その両者の差をとることにより電気腕に流れる電流
を相殺して機械腕電流に比例した電圧１０６を検出する
（以下機械腕電流比例電圧とよぶ）。機器腕電流検出器
６の出力である機器腕電流比例電圧１０６は交流であ
り、整流器７でその振幅に比例した電圧１０７に変換す
る。
【００１９】制御器８には送信器５に、流入させたい機
械腕電流に比例した電圧である機器腕電流振幅設置値１
０９と振幅に比例した電圧である機器腕電流振幅設置値
１０９と振幅に比例した電圧１０７を入力とし、その両
者が一致するように周波数指令信号１０８を周波数可変
発振器５に出力する。例えば、機器腕電流振幅設置値１
０９と振幅に比例した電圧１０７との差を誤差とし、そ
の誤差の積分値や比例値や微分値の各々の和を周波数指
令信号１０８とすること、いわゆるＰＩＤ制御によっ
て、両者が一致するように構成できる。このようにして
送信器１を駆動すると圧電体１に流入する機器腕電流の
振幅が所定の大きさになるように周波数可変発振器５の
周波数が自動的に追尾される。
械腕電流に比例した電圧である機器腕電流振幅設置値１
０９と振幅に比例した電圧である機器腕電流振幅設置値
１０９と振幅に比例した電圧１０７を入力とし、その両
者が一致するように周波数指令信号１０８を周波数可変
発振器５に出力する。例えば、機器腕電流振幅設置値１
０９と振幅に比例した電圧１０７との差を誤差とし、そ
の誤差の積分値や比例値や微分値の各々の和を周波数指
令信号１０８とすること、いわゆるＰＩＤ制御によっ
て、両者が一致するように構成できる。このようにして
送信器１を駆動すると圧電体１に流入する機器腕電流の
振幅が所定の大きさになるように周波数可変発振器５の
周波数が自動的に追尾される。
【００２０】図２は本発明の第２の実施例の構成を示
す。図１と同じ構成要素の説明は省略する。図６に示す
ように、機械腕電流比例電圧１０６と駆動信号１０２の
位相差は共振周波数近傍で大きく変化する。そこで位相
検出器７で機械腕電流比例電圧１０６と駆動信号１０２
の位相差を検出し、位相差信号１１９を出力する。制御
器８では所定の位相差設定値１１０と位相差信号１１１
９が一致するように周波数可変発振器５に周波数指令信
号１０８を出力する。この制御も周波数変化に対する位
相差１０７の変化を考慮して例えばＰＩＤ制御などで実
現できる。
す。図１と同じ構成要素の説明は省略する。図６に示す
ように、機械腕電流比例電圧１０６と駆動信号１０２の
位相差は共振周波数近傍で大きく変化する。そこで位相
検出器７で機械腕電流比例電圧１０６と駆動信号１０２
の位相差を検出し、位相差信号１１９を出力する。制御
器８では所定の位相差設定値１１０と位相差信号１１１
９が一致するように周波数可変発振器５に周波数指令信
号１０８を出力する。この制御も周波数変化に対する位
相差１０７の変化を考慮して例えばＰＩＤ制御などで実
現できる。
【００２１】図３は、本発明の第３の実施例の構成を示
す。図１および図２と同じ構成要素の説明は省略する。
圧電体の電極の１部を分離し、圧電体での変位を検出す
るセンサ電極１０を構成する。そのセンサ電極１０出力
を検出するセンサー電圧検出部９で、インピーダンス変
換し、センサーの出力電圧１２１（以下センサー電圧と
呼ぶ）を検出する。図７に、センサー電圧１２１の振幅
とセンサー電圧と駆動電圧の位相差の周波数特性を示
す。共振周波数ｆ0でセンサー電圧の振幅が最大とな
り、位相差は共振周波数近傍で90゜から-90゜まで大きく
変化する。機械腕電流と同様に、送信器１の音圧出力は
センサー電圧１２１のの振幅の大きさとほぼ比例関係に
ある。発振器５は増幅器６に送信器共振周波数近傍の周
波数の交流信号１０１を出力し、増幅器４はその信号を
所定の電圧まで増幅して、送信器１を駆動し超音波を発
生させる。整流器７でセンサー電圧１２１の振幅に比例
した電圧１２２を検出する。制御器８にはセンサー電圧
の振幅の設置値１１１とセンサー電圧の振幅値１２２を
入力とし、その両者が一致するように周波数指令信号１
０８を周波数可変発振器５に出力する。例えば、センサ
ー電圧設置値１１１と振幅に比例した電圧１２２との差
を誤差とし、その誤差の積分値や比例値や微分値の和を
周波数指令信号１０８とすること、いわゆるＰＩＤ制御
によって、両者が一致するように構成できる。このよう
にして送信器１を駆動すると圧電体の電極の一部に設け
た圧電体の振幅を検出するセンサー電圧の振幅が所定の
大きさになるように可変発振器５の周波数が自動的に追
尾される。
す。図１および図２と同じ構成要素の説明は省略する。
圧電体の電極の１部を分離し、圧電体での変位を検出す
るセンサ電極１０を構成する。そのセンサ電極１０出力
を検出するセンサー電圧検出部９で、インピーダンス変
換し、センサーの出力電圧１２１（以下センサー電圧と
呼ぶ）を検出する。図７に、センサー電圧１２１の振幅
とセンサー電圧と駆動電圧の位相差の周波数特性を示
す。共振周波数ｆ0でセンサー電圧の振幅が最大とな
り、位相差は共振周波数近傍で90゜から-90゜まで大きく
変化する。機械腕電流と同様に、送信器１の音圧出力は
センサー電圧１２１のの振幅の大きさとほぼ比例関係に
ある。発振器５は増幅器６に送信器共振周波数近傍の周
波数の交流信号１０１を出力し、増幅器４はその信号を
所定の電圧まで増幅して、送信器１を駆動し超音波を発
生させる。整流器７でセンサー電圧１２１の振幅に比例
した電圧１２２を検出する。制御器８にはセンサー電圧
の振幅の設置値１１１とセンサー電圧の振幅値１２２を
入力とし、その両者が一致するように周波数指令信号１
０８を周波数可変発振器５に出力する。例えば、センサ
ー電圧設置値１１１と振幅に比例した電圧１２２との差
を誤差とし、その誤差の積分値や比例値や微分値の和を
周波数指令信号１０８とすること、いわゆるＰＩＤ制御
によって、両者が一致するように構成できる。このよう
にして送信器１を駆動すると圧電体の電極の一部に設け
た圧電体の振幅を検出するセンサー電圧の振幅が所定の
大きさになるように可変発振器５の周波数が自動的に追
尾される。
【００２２】図４は、本発明の第４の実施例の構成を示
す。図１、図２、および図３と同じ構成要素の説明は省
略する。図３と同様に圧電体の電極の１部を分離し、圧
電体ので変位を検出するセンサ電極１０を構成する。そ
のセンサ電極１０出力を検出する検出部９で、インピー
ダンス変換し、センサーの出力電圧１２１を検出する。
図７に示したように、共振周波数ｆ0でセンサー電圧の
振幅が最大となり、位相差は共振周波数近傍で90゜から-
90゜まで大きく変化する。そこで位相検出器７でセンサ
ー電圧１２１と駆動信号１０２の位相差を検出し、位相
差信号１２３を出力する。制御器８では所定のセンサー
電圧の位相差設定値１２４と位相差信号１２３が一致す
るように周波数可変発振器５に周波数指令信号１０８を
出力する。この制御器においても図７に示すように周波
数変化に対する位相差１０７の変化を考慮して例えばＰ
ＩＤ制御などで実現できる。周波数可変発振器５は増幅
器６に送信器共振周波数近傍の周波数の交流信号１０１
を出力し、増幅器４はその信号を所定の電圧まで増幅し
て、送信器１を駆動し超音波を発生させる。このように
して送信器１を駆動すると圧電体の電極の一部に設けた
圧電体の振幅を検出するセンサー電圧の振幅が所定の大
きさになるように周波数可変発振器５の周波数が自動的
に追尾される。
す。図１、図２、および図３と同じ構成要素の説明は省
略する。図３と同様に圧電体の電極の１部を分離し、圧
電体ので変位を検出するセンサ電極１０を構成する。そ
のセンサ電極１０出力を検出する検出部９で、インピー
ダンス変換し、センサーの出力電圧１２１を検出する。
図７に示したように、共振周波数ｆ0でセンサー電圧の
振幅が最大となり、位相差は共振周波数近傍で90゜から-
90゜まで大きく変化する。そこで位相検出器７でセンサ
ー電圧１２１と駆動信号１０２の位相差を検出し、位相
差信号１２３を出力する。制御器８では所定のセンサー
電圧の位相差設定値１２４と位相差信号１２３が一致す
るように周波数可変発振器５に周波数指令信号１０８を
出力する。この制御器においても図７に示すように周波
数変化に対する位相差１０７の変化を考慮して例えばＰ
ＩＤ制御などで実現できる。周波数可変発振器５は増幅
器６に送信器共振周波数近傍の周波数の交流信号１０１
を出力し、増幅器４はその信号を所定の電圧まで増幅し
て、送信器１を駆動し超音波を発生させる。このように
して送信器１を駆動すると圧電体の電極の一部に設けた
圧電体の振幅を検出するセンサー電圧の振幅が所定の大
きさになるように周波数可変発振器５の周波数が自動的
に追尾される。
【００２３】なお、上記４つ例では円板状の圧電体と振
動体の図で説明したが、送信器の構成は円板状に限定さ
れるものでなく圧電体で超音波が励起される構造であれ
ばどのような形状のものでもよい。
動体の図で説明したが、送信器の構成は円板状に限定さ
れるものでなく圧電体で超音波が励起される構造であれ
ばどのような形状のものでもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
このように本発明によれば、超音波パルスを出力する送
信器の音圧を機械腕電流の振幅あるいは、機械腕電流と
駆動電圧の位相差あるいは、センサー出力あるいは、セ
ンサー出力と駆動電圧の位相差が所定の値になるように
駆動周波数が自動追尾されることにより、周辺の温度変
化等による出力音圧の変化を防ぎ、安定な音圧の超音波
の送信が可能となる。
このように本発明によれば、超音波パルスを出力する送
信器の音圧を機械腕電流の振幅あるいは、機械腕電流と
駆動電圧の位相差あるいは、センサー出力あるいは、セ
ンサー出力と駆動電圧の位相差が所定の値になるように
駆動周波数が自動追尾されることにより、周辺の温度変
化等による出力音圧の変化を防ぎ、安定な音圧の超音波
の送信が可能となる。
【００２５】また、複数個の超音波送信器を用いる時に
は、各々の音圧が安定化することにより、送信される超
音波の指向性が安定する。その結果、超音波を利用した
距離センサー等の応用分野において、計測の信頼性、安
定性を向上させることができ、その実用的効果は大き
い。
は、各々の音圧が安定化することにより、送信される超
音波の指向性が安定する。その結果、超音波を利用した
距離センサー等の応用分野において、計測の信頼性、安
定性を向上させることができ、その実用的効果は大き
い。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例の構成図である。
【図４】本発明の第４の実施例の構成図である。
【図５】本発明に用いた圧電体の電気的等価回路であ
る。
る。
【図６】本発明に用いた圧電体に流れる機械腕電流の大
きさと駆動電圧との位相差の周波数応答特性図である。
きさと駆動電圧との位相差の周波数応答特性図である。
【図７】本発明に用いた圧電体の設けたセンサー電極の
出力の振幅の大きさと駆動電圧との位相差の周波数応答
特性図である。
出力の振幅の大きさと駆動電圧との位相差の周波数応答
特性図である。
１ 送信器 ２ 圧電体 ３ 振動板 ４ 増幅器 ５ 周波数可変発振器 ６ 機械腕電流検出器 ７ 整流回路 ８ 制御器 ９ センサー電圧検出部 １０ センサー電極 １０１ 交流信号 １０２ 駆動信号 １０３ コンデンサー １０４ 電流検出抵抗 １０６ 機械腕電流比例電圧 １０７ 機械腕電流振幅 １０８ 周波数指令信号 １０９ 機械腕電流振幅設定値 １１０ 機械腕電流位相差設定値 １１９ 機械腕電流位相差 １１１ センサー電圧振幅設定値 １２１ センサー電圧 １２２ センサー電圧振幅 １２３ センサー電圧位相差 １２４ センサー電圧設定値
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波を発生させる圧電セラミックと振
動板からなる超音波発信板と、外部からの周波数指令信
号によって、前記圧電セラミック駆動用周波数信号を出
力する発信器と、前記圧電セラミックに流入する電流の
内、圧電セラミックの変位速度に寄与する機械腕電流を
検出する機械腕電流検出器と、前記機械腕電流の振幅と
機器腕電流振幅設置値を入力とし、前記機械腕電流の振
幅と機器腕電流振幅設置値が一致するように前記周波数
指令信号を出力する制御器とを備えたことを特徴とする
超音波送信器。 - 【請求項２】 超音波を発生させる圧電セラミックと振
動板からなる超音波発信板と、外部からの周波数指令信
号によって、前記圧電セラミック駆動用周波数信号を出
力する発信器と、前記圧電セラミックに流入する電流の
内、圧電セラミックの変位速度に寄与する機械腕電流を
検出する機械腕電流検出器と、その機械腕電流と前記圧
電セラミックに印加する電圧との位相差を検知する位相
検知器と、前記位相差と位相差設置値を入力とし、前記
機械腕電流の位相差と位相差設置値が一致するように前
記周波数指令信号を出力する制御器とを備えたことを特
徴とする超音波送信器。 - 【請求項３】超音波を発生させる圧電セラミックと振動
板からなる超音波発信板と、外部からの周波数指令信号
によって、前記圧電セラミック駆動用周波数信号を出力
する発信器と、前記圧電セラミック内に設けたその変位
速度を検出する検出するセンサーと、前記センサーの出
力と所定設置値を入力とし、前記センサーの出力と設置
値とが一致するように前記周波数指令信号を出力する制
御器とを備えたことを特徴とする超音波送信器。 - 【請求項４】超音波を発生させる圧電セラミックと振動
板からなる超音波発信板と、外部からの周波数指令信号
によって、前記圧電セラミク駆動用周波数信号を出力す
る発信器と、前記圧電セラミック内に設けたその変位速
度を検出する検出するセンサーと、そのセンサー出力と
前記圧電セラミックに印加する電圧との位相差を検知す
る位相検知器と、前記位相差と位相差設置値を入力と
し、前記センサーの位相差と位相設置値とが一致するよ
うに前記周波数指令信号を出力する制御器とを備えたこ
とを特徴とする超音波送信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130819A JP3010591B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 超音波送信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130819A JP3010591B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 超音波送信器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06343200A true JPH06343200A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3010591B2 JP3010591B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=15043460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5130819A Expired - Fee Related JP3010591B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 超音波送信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3010591B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066637A (ko) * | 2001-02-13 | 2002-08-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 초음파 신호 발생시스템의 주파수 쉬프트 장치 |
| JP2006003124A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Nippon Soken Inc | 超音波センサ装置 |
| JP2008049262A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Ito Choutanpa Kk | 超音波振動子の駆動回路 |
| JP2012507208A (ja) * | 2008-10-23 | 2012-03-22 | ヴァーサタイル パワー インコーポレイテッド | 超音波トランスデューサを駆動するシステム及び方法 |
| JP2015513442A (ja) * | 2012-01-09 | 2015-05-14 | ソ ヨン チョ | 超音波変換器、電気パルス生成装置、およびこれらを含む超音波生成装置 |
| JP2021122804A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社フコク | 超音波振動子の駆動方法、駆動回路、および超音波霧化装置 |
| JP2022501606A (ja) * | 2018-09-28 | 2022-01-06 | ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー | 超音波センサの測定モードにおける縮小された診断とともに車両の超音波センサを作動させるための方法、及び、超音波センサ装置 |
| JP2022040932A (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-11 | 株式会社東芝 | 駆動回路、トランスデューサシステム、及び、検査装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11849643B2 (en) | 2021-03-30 | 2023-12-19 | Cirrus Logic Inc. | Circuitry for estimating displacement of a piezoelectric transducer |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP5130819A patent/JP3010591B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20020066637A (ko) * | 2001-02-13 | 2002-08-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 초음파 신호 발생시스템의 주파수 쉬프트 장치 |
| JP2006003124A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Nippon Soken Inc | 超音波センサ装置 |
| JP2008049262A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Ito Choutanpa Kk | 超音波振動子の駆動回路 |
| JP2012507208A (ja) * | 2008-10-23 | 2012-03-22 | ヴァーサタイル パワー インコーポレイテッド | 超音波トランスデューサを駆動するシステム及び方法 |
| JP2015513442A (ja) * | 2012-01-09 | 2015-05-14 | ソ ヨン チョ | 超音波変換器、電気パルス生成装置、およびこれらを含む超音波生成装置 |
| US10043965B2 (en) | 2012-01-09 | 2018-08-07 | Korust Co., Ltd. | Ultrasonic wave converter, electric pulse generating device, and ultrasonic wave generating device comprising same |
| JP2022501606A (ja) * | 2018-09-28 | 2022-01-06 | ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー | 超音波センサの測定モードにおける縮小された診断とともに車両の超音波センサを作動させるための方法、及び、超音波センサ装置 |
| JP2021122804A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社フコク | 超音波振動子の駆動方法、駆動回路、および超音波霧化装置 |
| JP2022040932A (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-11 | 株式会社東芝 | 駆動回路、トランスデューサシステム、及び、検査装置 |
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|---|---|
| JP3010591B2 (ja) | 2000-02-21 |
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