JPH0815428A - 超音波距離センサ - Google Patents

超音波距離センサ

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Publication number
JPH0815428A
JPH0815428A JP14371194A JP14371194A JPH0815428A JP H0815428 A JPH0815428 A JP H0815428A JP 14371194 A JP14371194 A JP 14371194A JP 14371194 A JP14371194 A JP 14371194A JP H0815428 A JPH0815428 A JP H0815428A
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JP
Japan
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data
measured
distance
ultrasonic
register
Prior art date
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Pending
Application number
JP14371194A
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English (en)
Inventor
Takashi Hashimoto
貴 橋本
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH0815428A publication Critical patent/JPH0815428A/ja
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】空気に一時的にゆらぎが発生したときの計測精
度の低下を防止し、更に継続して空気のゆらぎが発生す
ると警報を発するようにする。 【構成】計測距離データを逐次CPU5のレジスタの古
いデータと入れ替えながら一定個数を格納し、このレジ
スタに格納してある過去の計測距離データの中に、今回
の計測距離データと一致したものがあるか否かを判定
し、あれば一致したデータを検出出力として出力し、な
ければ今回の計測距離データを検出出力として出力する
とともに警報を出力するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本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
での距離を計測する距離検出手段を備え、この計測され
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、その都度前記測定
時間に基づいて被検出物体までの距離を計測して、この
計測された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。かかる超音波距離セン
サのブロック図を図7に示す。この超音波距離センサ1
では中央演算装置5(以下これをCPUという)からの
指令により送信回路3が駆動され、超音波振動子2より
空中に超音波を発射する。この超音波は被検出物体7に
当たり反射されて反射波となり再び超音波振動子2に入
り、受信回路4にて増幅され、CPU5により被検出物
体7までの距離を演算してその距離に応じた電圧を検出
出力として出力回路6から出力する構成である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の超音波距離セン
サでは、超音波振動子と被検出物体との間の空気が風や
熱気などによってゆらぐと、図8に示すように超音波の
進行方向が曲げられて伝播距離が変化して検出出力にゆ
らぎが発生し、計測精度の低下を起す問題がある。
【0004】本発明の目的は前述の問題点を解決し、超
音波振動子と被検出物体との間の空気に一時的にゆらぎ
が発生したときの計測精度の低下を防止し、更に継続し
て空気のゆらぎが発生すると警報を発するようにした超
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】前述の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では中央演算装置の指令に
より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、この反
射波が再び前記超音波振動子に戻るまでの時間を測定
し、その都度前記測定時間に基づいて被検出物体までの
距離を計測して、この計測距離データを逐次レジスタに
書き込む距離検出手段を備え、この距離検出手段によっ
て計測された距離に相応する電圧を検出出力として出力
する超音波距離センサにおいて、前記計測距離データを
逐次レジスタの古いデータと入れ替えながら一定個数格
納し、このレジスタに格納している過去の計測距離デー
タの中に、今回計測した計測距離データと一致したデー
タがあるか否かを判定し、あれば一致したデータを検出
出力として出力し、なければ今回の計測距離データを検
出出力として出力するとともに警報を出力するようにす
る。
【0006】請求項2に記載の発明では中央演算装置の
指令により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、
この反射波が再び前記超音波振動子に戻るまでの時間を
測定し、その都度前記測定時間に基づいて被検出物体ま
での距離を計測して、この計測距離データを逐次レジス
タに書き込む距離検出手段を備え、この距離検出手段に
よって計測された距離に相応する電圧を検出出力として
出力する超音波距離センサにおいて、前記計測距離デー
タを逐次レジスタの古いデータと入れ替えながら一定個
数格納し、このレジスタに格納している過去の計測距離
データの中に、今回計測した計測距離データと別途設定
した計測距離のゲート範囲内で一致したデータがあるか
否かを判定し、あれば一致したデータを検出出力として
出力し、なければ今回の計測距離データを検出出力とし
て出力するとともに警報を出力するようにする。
【0007】また、これら発明で更にレジスタのデータ
の格納個数を中央演算装置に接続された外部調整器によ
り調整できるようにすると好便である。
【0008】
【作用】請求項1に記載の発明は、レジスタに格納して
ある過去の計測距離データの中に、今回計測した計測距
離データと一致したデータがあるか否かを判定し、あれ
ば一致した計測距離データを検出出力として出力するの
で、超音波振動子と被検出物体との間の空気に一時的に
ゆらぎが発生しても空気のゆらぎのない計測距離データ
だけが検出出力として出力され、計測精度の低下が防止
される。また、一致した計測距離データがないときは、
今回の計測距離データを検出出力として出力するととも
に警報を出力するので、継続して空気のゆらぎが発生し
たことが検出され、このときの計測距離データは空気の
ゆらぎによって計測精度が低下したものであることが示
される。
【0009】請求項2に記載の発明では、別途設定した
計測距離のゲート範囲内で、レジスタに格納している過
去の計測距離データの中に、今回計測した計測距離デー
タと一致したデータがあるか否かを判定するようにした
もので、この計測距離のゲート範囲を、例えば計測許容
誤差範囲に設定することにより、計測許容誤差範囲を越
えて継続する空気のゆらぎに対し警報が出力されるよう
になる。
【0010】これら発明で、中央演算装置に外部調整器
が接続されたA/D変換器を設け、このA/D変換器の
出力によってレジスタに格納するデータ個数をレジスタ
にセットするようにしたので、レジスタのデータの格納
個数を中央演算装置に接続された外部調整器により調整
できる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の超音波距離センサの一実施例
を示す回路図である。図1に示す本発明の超音波距離セ
ンサは、回路構成は図7に示す従来の超音波距離センサ
と同様であるが、CPU5の処理動作が機能的に向上し
ている。このCPU5の処理動作を図3に示すフローチ
ャートを参照して説明する。図3において、CPU5を
スタートさせると、ステップS1 において予め設定され
たレジスタに格納する計測距離データのデータ個数nを
レジスタに取り込む。ステップS2 で超音波振動子2か
ら超音波パルスを発射し被検出物体7に当たり、その反
射波がこの超音波振動子2に受波されるまでの経過時間
から距離を計測する。ステップS3 で計測距離データを
順次データ個数nをレジスタに取り込み、以後新しい計
測距離データをレジスタの古い計測距離データと入れ替
える。ステップS4 でレジスタに格納している過去の計
測距離データn個の中に、今回計測した計測距離データ
と一致したデータがあるか否かを判定し、あればステッ
プS5 で一致した計測距離データを検出出力として出力
する。ステップS4 で一致したデータがなければ、S6
で今回の計測距離データを出力するとともにステップS
7 でゆらぎの発生を示す警報を出力する。
【0012】この超音波距離センサでは、超音波振動子
と被検出物体との間の空気に一時的にゆらぎが発生して
も、レジスタに格納されている過去の計測距離データの
中に一致したデータがあるとき、この一致した計測距離
データを検出出力とするので、この空気のゆらぎによる
検出出力のゆらぎが除かれ計測精度の低下が防止され
る。そして過去に一致したデータがないときは、今回の
計測距離データを検出出力として出力するとともに警報
を出力するので、継続して空気のゆらぎが発生したこと
が検出され、このときの計測距離データは空気のゆらぎ
によって計測精度が低下したものであることが示され
る。
【0013】図4は図1に示す本発明の超音波距離セン
サのCPU5の処理動作の異なる例を示すフローチャー
トである。図4に示すフローチャートは、図3に示すフ
ローチャートのステップS3 とステップS4 との間に検
出距離ゲート範囲を指定するステップS8 を設けるとと
もに、前記ステップS4 に変えて、このゲート範囲内で
一致データが過去にあるか否かを判定するステップS9
を設けたものである。
【0014】図3のフローチャートに示すCPU5の処
理動作では、レジスタに格納してあるn個の過去の計測
距離データと今回計測した計測距離データとの間に僅か
の差、例えば計測許容誤差範囲内の僅かの差があっても
ステップS4 で一致したデータが過去になしと判定して
警報が出力されるので、空気のゆらぎの検出精度はよい
が逆に煩雑な場合もある。図4の場合、ステップS
8 で、例えば計測許容誤差範囲に等しく検出距離ゲート
範囲を指定し、ステップS9 でこのゲート範囲内で一致
データが過去にあるか否かを判定することによって、計
測許容誤差範囲内の空気のゆらぎでは警報の出力は停止
され、この許容誤差範囲を越えた空気のゆらぎに対し警
報が出力されるようになる。
【0015】なお、他のCPU5の処理動作は図3のフ
ローチャートと同様である。図2は本発明の超音波距離
センサの異なる実施例を示す回路図である。図2に示す
実施例が図1に示す実施例と異なるところは、CPU5
に、直流電源9Aと可変抵抗器9Bを組み合せた外部調
整器9が接続されたA/D変換器5Aを設け、このA/
D変換器5Aの出力によって、レジスタに格納するデー
タ個数をレジスタにセットするようにした点にある。
【0016】図5および図6はそれぞれ図2の超音波距
離センサのCPU5のフローチャートを示し、図5は図
3の、図6は図4のフローチャートに対応するもので、
図3あるいは図4のフローチャートのステップS1 に変
えて、外部調整器9からのアナログ出力をデジタル出力
に変換するステップS10と、このデジタル出力に基づい
てレジスタに格納するデータ個数をレジスタにセットす
るステップS11とを設けたものである。このようにし
て、この実施例ではレジスタに格納するデータ個数を外
部から自由に設定できるので、被検出物体の状態に対応
して検出出力の応答度などの調整ができる。なお、その
他のCPUの処理動作は、図1に示す実施例の図3ある
いは図4に示すフローチャートと同様である。
【0017】
【発明の効果】本発明の超音波距離センサでは、超音波
振動子と被検出物体との間の空気に一時的にゆらぎが発
生したときの計測精度の低下が防止され、更に継続して
空気のゆらぎが発生すると警報が発せられるので、必要
に応じて対応処置がとれるので運用上の効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波距離センサの一実施例を示す回
路図
【図2】本発明の超音波距離センサの異なる実施例を示
す回路図
【図3】図1のCPUの処理動作の一例を示すフローチ
ャート
【図4】図1のCPUの処理動作の異なる例を示すフロ
ーチャート
【図5】図2のCPUの処理動作の一例を示すフローチ
ャート
【図6】図2のCPUの処理動作の異なる例を示すフロ
ーチャート
【図7】従来の超音波距離センサの一例を示す回路図
【図8】図7において空気にゆらぎを生じた場合を示す
説明図
【符号の説明】
1 超音波距離センサ 2 超音波振動子 3 送信回路 4 受信回路 5 中央演算装置(CPU) 6 出力回路 7 被検出物体 9 外部調整器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央演算装置の指令により超音波振動子よ
    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、この反射波が再び前記超音
    波振動子に戻るまでの時間を測定し、その都度前記測定
    時間に基づいて被検出物体までの距離を計測して、この
    計測距離データを逐次レジスタに書き込む距離検出手段
    を備え、この距離検出手段によって計測された距離に相
    応する電圧を検出出力として出力する超音波距離センサ
    において、前記計測距離データを逐次レジスタの古いデ
    ータと入れ替えながら一定個数格納し、このレジスタに
    格納している過去の計測距離データの中に、今回計測し
    た計測距離データと一致したデータがあるか否かを判定
    し、あれば一致したデータを検出出力として出力し、な
    ければ今回の計測距離データを検出出力として出力する
    とともに警報を出力するようにしたことを特徴とする超
    音波距離センサ。
  2. 【請求項2】中央演算装置の指令により超音波振動子よ
    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、この反射波が再び前記超音
    波振動子に戻るまでの時間を測定し、その都度前記測定
    時間に基づいて被検出物体までの距離を計測して、この
    計測距離データを逐次レジスタに書き込む距離検出手段
    を備え、この距離検出手段によって計測された距離に相
    応する電圧を検出出力として出力する超音波距離センサ
    において、前記計測距離データを逐次レジスタの古いデ
    ータと入れ替えながら一定個数格納し、このレジスタに
    格納している過去の計測距離データの中に、今回計測し
    た計測距離データと別途設定した計測距離のゲート範囲
    内で一致したデータがあるか否かを判定し、あれば一致
    したデータを検出出力として出力し、なければ今回の計
    測距離データを検出出力として出力するとともに警報を
    出力するようにしたことを特徴とする超音波距離セン
    サ。
  3. 【請求項3】請求項1あるいは2のいずれかに記載の超
    音波距離センサにおいて、レジスタのデータの格納個数
    を中央演算装置に接続された外部調整器により調整でき
    るようにしたことを特徴とする超音波距離センサ。
JP14371194A 1994-06-27 1994-06-27 超音波距離センサ Pending JPH0815428A (ja)

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