JPH0666544A - 変位検出装置 - Google Patents
変位検出装置Info
- Publication number
- JPH0666544A JPH0666544A JP4222435A JP22243592A JPH0666544A JP H0666544 A JPH0666544 A JP H0666544A JP 4222435 A JP4222435 A JP 4222435A JP 22243592 A JP22243592 A JP 22243592A JP H0666544 A JPH0666544 A JP H0666544A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- ultrasonic wave
- ultrasonic
- pulse
- magnetostrictive
- 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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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車用部品として搭載される変位検出装置
において、広い使用温度範囲の中でも精度良く位置を検
出できる変位検出装置を提供することを目的とする。 【構成】 磁歪線２３の両端に第１、第２の超音波検出
部２１，２２を設置し、その検出部にて検出される超音
波信号を二値化回路２５によりデジタル信号に変換して
演算処理を行い、最終出力段でＤ／Ａコンバーター３０
にて、磁歪線２３に沿って移動するマグネットの位置を
電気信号として出力する。
において、広い使用温度範囲の中でも精度良く位置を検
出できる変位検出装置を提供することを目的とする。 【構成】 磁歪線２３の両端に第１、第２の超音波検出
部２１，２２を設置し、その検出部にて検出される超音
波信号を二値化回路２５によりデジタル信号に変換して
演算処理を行い、最終出力段でＤ／Ａコンバーター３０
にて、磁歪線２３に沿って移動するマグネットの位置を
電気信号として出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的な変位位置ある
いは長さを電気信号に変換するものであり、特に磁歪線
を伝搬する超音波信号を利用して検出する変位検出装置
に関するものである。
いは長さを電気信号に変換するものであり、特に磁歪線
を伝搬する超音波信号を利用して検出する変位検出装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の変位検出装置を図２により説明す
る。１はマグネットであり、このマグネット１の移動軌
跡に沿って配置された磁歪線からなる超音波伝達部材２
と、この超音波伝達部材２にパルス電流を流す電流出力
部３と、前記超音波伝達部材２の一端に設けた超音波検
出部４と、上記電流出力部３の電流パルスで上昇し始め
る鋸波状波発生回路部５と、上記超音波検出部４に接続
された二値化回路６と、上記鋸波状波発生回路部５の出
力を入力とし、前記超音波検出部４からの信号で記憶指
示されるサンプルボード回路７とにより構成されてい
る。
る。１はマグネットであり、このマグネット１の移動軌
跡に沿って配置された磁歪線からなる超音波伝達部材２
と、この超音波伝達部材２にパルス電流を流す電流出力
部３と、前記超音波伝達部材２の一端に設けた超音波検
出部４と、上記電流出力部３の電流パルスで上昇し始め
る鋸波状波発生回路部５と、上記超音波検出部４に接続
された二値化回路６と、上記鋸波状波発生回路部５の出
力を入力とし、前記超音波検出部４からの信号で記憶指
示されるサンプルボード回路７とにより構成されてい
る。
【０００３】次に前記図２の構成の動作について説明す
る。前記実施例において、今、超音波伝達部材２のＡ点
にマグネット１があるとする。この時電流出力部３によ
りパルス電流が超音波伝達部材２に印加されると同時
に、鋸波状波発生回路部５の電圧が上昇し始める。上記
超音波伝達部材２のＡ点ではマグネット１により磁歪を
生じており、上記電流出力部３によりパルス電流が印加
されることにより磁歪線である超音波伝達部材２に磁界
を生ずるが、Ａ点では磁歪のため、ねじりが発生しその
ため超音波が発生する。一般的にワイデマン（Ｗｉｅｄ
ｅｍａｎｎ）効果と言われる。
る。前記実施例において、今、超音波伝達部材２のＡ点
にマグネット１があるとする。この時電流出力部３によ
りパルス電流が超音波伝達部材２に印加されると同時
に、鋸波状波発生回路部５の電圧が上昇し始める。上記
超音波伝達部材２のＡ点ではマグネット１により磁歪を
生じており、上記電流出力部３によりパルス電流が印加
されることにより磁歪線である超音波伝達部材２に磁界
を生ずるが、Ａ点では磁歪のため、ねじりが発生しその
ため超音波が発生する。一般的にワイデマン（Ｗｉｅｄ
ｅｍａｎｎ）効果と言われる。
【０００４】この超音波は超音波伝達部材２上を音速で
伝搬し、超音波検出部４に、パルス電流印加後のｔ秒後
に到達し、超音波検出部４により検出される。同時に二
値化回路６でパルス信号に変換され、このパルス信号
で、前記鋸波状波発生回路部５の上昇中の電圧値をサン
プルホールド回路７に記憶される。この動作を繰り返す
事により上記サンプルホールド回路７の出力がマグネッ
ト１の変位出力として取り出されるものである。
伝搬し、超音波検出部４に、パルス電流印加後のｔ秒後
に到達し、超音波検出部４により検出される。同時に二
値化回路６でパルス信号に変換され、このパルス信号
で、前記鋸波状波発生回路部５の上昇中の電圧値をサン
プルホールド回路７に記憶される。この動作を繰り返す
事により上記サンプルホールド回路７の出力がマグネッ
ト１の変位出力として取り出されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の変位検出装置では、超音波の到達時間を直流電圧に
変換する手段にアナログ回路を使用しており、その回路
構成上、温度ドリフトが大きいという欠陥があり、ま
た、変位検出を１個のマグネットで検出しようとしてお
り、検出手段が持つ温度ドリフトの影響がそのまま変位
検出装置の出力に重畳されるため温度特性が悪く、たと
えば自動車用の変位センサーに使用しようとした場合、
出力電圧の温度依存性が悪いため自動車用部品として搭
載することができないという課題があった。
来の変位検出装置では、超音波の到達時間を直流電圧に
変換する手段にアナログ回路を使用しており、その回路
構成上、温度ドリフトが大きいという欠陥があり、ま
た、変位検出を１個のマグネットで検出しようとしてお
り、検出手段が持つ温度ドリフトの影響がそのまま変位
検出装置の出力に重畳されるため温度特性が悪く、たと
えば自動車用の変位センサーに使用しようとした場合、
出力電圧の温度依存性が悪いため自動車用部品として搭
載することができないという課題があった。
【０００６】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、自動車用部品として登載できる優れた変位
検出装置を提供することを目的とするものである。
ものであり、自動車用部品として登載できる優れた変位
検出装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、超音波の到達時間を直流電圧に変換する手
段をデジタル信号処理方式とし、更に磁歪線の両端に超
音波検出部を設け、その検出部が検出する超音波到達時
間の比で変位量を検出するように構成したものである。
するために、超音波の到達時間を直流電圧に変換する手
段をデジタル信号処理方式とし、更に磁歪線の両端に超
音波検出部を設け、その検出部が検出する超音波到達時
間の比で変位量を検出するように構成したものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記目的を達成するために、超音波の
到達時間を直流電圧に変換する手段をデジタル信号処理
方式とし、また磁歪線の両端に超音波検出装置を設ける
ことによって、温度依存性のない優れた変位検出装置を
提供することができ、使用温度範囲のきわめて広い自動
車用部品としても搭載できるという効果を有するもので
ある。
到達時間を直流電圧に変換する手段をデジタル信号処理
方式とし、また磁歪線の両端に超音波検出装置を設ける
ことによって、温度依存性のない優れた変位検出装置を
提供することができ、使用温度範囲のきわめて広い自動
車用部品としても搭載できるという効果を有するもので
ある。
【０００９】
【実施例】図１に本発明の一実施例による変位検出装置
を示しており、図１において２１は磁歪線２３の一端に
設けられた第１の超音波検出部、２２はもう片方の一端
に設けられた第２の超音波検出部である。
を示しており、図１において２１は磁歪線２３の一端に
設けられた第１の超音波検出部、２２はもう片方の一端
に設けられた第２の超音波検出部である。
【００１０】２４はマグネットであり、磁歪線２３に沿
って移動可能である。この超音波検出部２１，２２の出
力は二値化回路２５に接続されている。この二値化回路
２５の第１の超音波検出部２１に対する出力は、第１の
パルスカウンター２６のストップ信号として用いられ、
第２の超音波検出部２２に対する出力は第２のパルスカ
ウンター２７のストップ信号として用いられる。
って移動可能である。この超音波検出部２１，２２の出
力は二値化回路２５に接続されている。この二値化回路
２５の第１の超音波検出部２１に対する出力は、第１の
パルスカウンター２６のストップ信号として用いられ、
第２の超音波検出部２２に対する出力は第２のパルスカ
ウンター２７のストップ信号として用いられる。
【００１１】２８は電流出力部であり、磁歪線２３にパ
ルス電流を印加すると同時に、上記第１及び第２のパル
スカウンター２６，２７のスタート信号となる。
ルス電流を印加すると同時に、上記第１及び第２のパル
スカウンター２６，２７のスタート信号となる。
【００１２】２９はこの第１及び第２のパルスカウンタ
ー２６，２７の各々の出力を入力とする演算処理部、３
０はこの演算処理部２９の出力を入力とするＤ／Ａコン
バーターである。
ー２６，２７の各々の出力を入力とする演算処理部、３
０はこの演算処理部２９の出力を入力とするＤ／Ａコン
バーターである。
【００１３】次に上記実施例の動作について説明する。
上記実施例において、移動可能なマグネット２４が任意
の位置Ａにあるとする。磁歪線２３に電流出力部２８よ
りパルス電流が印加され、磁歪線２３に磁界を生ずる
が、Ａ点ではマグネット２４により磁歪を生じており、
機械的ねじりが発生してそのため超音波が発生する。こ
の超音波は磁歪線２３上を両端に向かって音速で伝搬
し、第１の超音波検出部２１にパルス電流印加後のｔ1
秒後に到達する。同じく第２の超音波検出部２２へも超
音波が伝搬し、超音波検出部２２にパルス電流印加後の
ｔ2秒後に到達する。
上記実施例において、移動可能なマグネット２４が任意
の位置Ａにあるとする。磁歪線２３に電流出力部２８よ
りパルス電流が印加され、磁歪線２３に磁界を生ずる
が、Ａ点ではマグネット２４により磁歪を生じており、
機械的ねじりが発生してそのため超音波が発生する。こ
の超音波は磁歪線２３上を両端に向かって音速で伝搬
し、第１の超音波検出部２１にパルス電流印加後のｔ1
秒後に到達する。同じく第２の超音波検出部２２へも超
音波が伝搬し、超音波検出部２２にパルス電流印加後の
ｔ2秒後に到達する。
【００１４】上記第１のパルスカウンター２６と第２の
パルスカウンター２７は、上記電流出力部２８よりパル
ス電流が印加されると同時にこの信号をスタート信号と
してパルスカウントしている。この時のカウントアップ
用クロックパルスは、第１及び第２のパルスカウンター
２６，２７より供給されているものである。上記マグネ
ット２４からの超音波信号は第１の超音波検出部２１を
経て二値化回路２５で二値化され、第１のパルスカウン
ター２６のパルスカウントを停止させるストップ信号と
なり、第２の超音波検出部２２からの超音波信号は二値
化回路２５を経て、上記第２のパルスカウンター２８の
パルスカウントを停止させるストップ信号となる。
パルスカウンター２７は、上記電流出力部２８よりパル
ス電流が印加されると同時にこの信号をスタート信号と
してパルスカウントしている。この時のカウントアップ
用クロックパルスは、第１及び第２のパルスカウンター
２６，２７より供給されているものである。上記マグネ
ット２４からの超音波信号は第１の超音波検出部２１を
経て二値化回路２５で二値化され、第１のパルスカウン
ター２６のパルスカウントを停止させるストップ信号と
なり、第２の超音波検出部２２からの超音波信号は二値
化回路２５を経て、上記第２のパルスカウンター２８の
パルスカウントを停止させるストップ信号となる。
【００１５】このようにしてストップされた第１及び第
２のパルスカウンター２６，２７のそれぞれのデータは
第１及び第２の超音波検出部２１，２２からマグネット
２４までの距離の情報であり、Ａ点の位置は「全長×
（ｔ1／ｔ1＋ｔ2）」で求めることができ、第１及び第
２のパルスカウンター２６，２７のデータの比を演算処
理部２９で求め、このデータをＤ／Ａコンバーター３０
でアナログ出力に変換することにより、マグネット２４
の位置を電圧に変換することができる。今までの一連の
動作を周期的に繰り返すことによりこの出力の値は定期
的に更新されるものであり、マグネット２４がＢ点に移
動しても、その移動中の位置の変化やＢ点の位置の電圧
が出力されることとなる。
２のパルスカウンター２６，２７のそれぞれのデータは
第１及び第２の超音波検出部２１，２２からマグネット
２４までの距離の情報であり、Ａ点の位置は「全長×
（ｔ1／ｔ1＋ｔ2）」で求めることができ、第１及び第
２のパルスカウンター２６，２７のデータの比を演算処
理部２９で求め、このデータをＤ／Ａコンバーター３０
でアナログ出力に変換することにより、マグネット２４
の位置を電圧に変換することができる。今までの一連の
動作を周期的に繰り返すことによりこの出力の値は定期
的に更新されるものであり、マグネット２４がＢ点に移
動しても、その移動中の位置の変化やＢ点の位置の電圧
が出力されることとなる。
【００１６】このように、前記実施例によれば、移動可
能なマグネット２４の位置検出を磁歪線２３の両端に設
けた第１、第２の超音波検出部２１，２２が超音波を検
出する時間の比で検出し、かつデジタル信号処理で検出
することによりアナログ回路処理に比べて温度ドリフト
に対する影響を受けにくいものとすることができる。
能なマグネット２４の位置検出を磁歪線２３の両端に設
けた第１、第２の超音波検出部２１，２２が超音波を検
出する時間の比で検出し、かつデジタル信号処理で検出
することによりアナログ回路処理に比べて温度ドリフト
に対する影響を受けにくいものとすることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明は、磁歪線の両端に
超音波検出部を設けて、各々の検出部に到達する超音波
の到達時間の比で検出し、更にデジタル信号処理で検出
するため、温度変化に対する影響を受けにくいものとな
り、しかも第１、第２のカウントアップ用クロックパル
スの周期が変動しても、位置検出を磁歪線の両端に設け
た超音波検出部が超音波を検出する時間の比で検出する
ため、温度変化に対して非常に安定した位置検出ができ
るという効果が得られるものである。
超音波検出部を設けて、各々の検出部に到達する超音波
の到達時間の比で検出し、更にデジタル信号処理で検出
するため、温度変化に対する影響を受けにくいものとな
り、しかも第１、第２のカウントアップ用クロックパル
スの周期が変動しても、位置検出を磁歪線の両端に設け
た超音波検出部が超音波を検出する時間の比で検出する
ため、温度変化に対して非常に安定した位置検出ができ
るという効果が得られるものである。
【図１】本発明の一実施例における変位検出装置のブロ
ック図
ック図
【図２】従来の変位検出装置のブロック図
２１ 第１の超音波検出部 ２２ 第２の超音波検出部 ２３ 磁歪線 ２４ マグネット ２５ 二値化回路 ２６ 第１のパルスカウンター ２７ 第２のパルスカウンター ２８ 電流出力部 ２９ 演算処理部 ３０ Ｄ／Ａコンバーター
Claims (1)
- 【請求項１】磁歪線と、この磁歪線にパルス電流を流す
電流出力部と、前記磁歪線に沿って移動可能なマグネッ
トと、前記磁歪線の一端に設けた第１の超音波検出部
と、前記磁歪線のもう一端に設けた第２の超音波検出部
と、これらの第１、第２の超音波検出部に接続される二
値化回路と、この二値化回路から出力される前記第１の
超音波検出部の検出信号でストップし前記電流出力部の
電流パルスでスタートする第１のパルスカウンターと、
前記二値化回路から出力される前記第２の超音波検出部
の検出信号でストップし前記第１のパルスカウンターの
値の比で前記マグネットの位置情報を演算する演算処理
部と、この演算処理部の出力を入力とするＤ／Ａコンバ
ーターとからなり、このＤ／Ａコンバーターの出力を出
力信号とすることを特徴とする変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4222435A JPH0666544A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4222435A JPH0666544A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 変位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666544A true JPH0666544A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16782355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4222435A Pending JPH0666544A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666544A (ja) |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP4222435A patent/JPH0666544A/ja active Pending
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