JPS62276427A - 形状検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は薄鋼板の如き帯状体の幅方向における張力分
布を知ることによりその形状（平坦度）を検出する形状
検出装置に関する。

〔従来の技術〕 一般に帯状体の冷間圧延に際し、その板厚精度と共に重
要なことは形状（平坦度ともいう）である。しかしなが
ら冷間圧延では圧延中高い張力をかけて圧延するので、
被圧延材即ち帯状体の弾性伸びの為にこの帯状体に例え
ば中伸び又は耳波等の平坦度不良が発生してもその変位
（凹凸）が減少または消失して検出できないのが普通で
ある。

従って、上記の如く高い張力を付加した状態では帯状体
の平坦度不良部を直接検出することはできないが、この
帯状体の幅方向の張力分布を知ることにより間接的に形
状を検出できることは特公昭５３−１７０７１号に示さ
れるようによく知られている。

すなわち、平坦度の良くない部分は張力が弱くなるから
、張力分布から形状を知ることができるのである。

第４図は、この種従来の形状検出装置の一例を示すブロ
ック図である。

１は被測定体即ち帯状体で、２は帯状体１に張力を印加
するための例えばデフレクタ−ロールの如き支持ロール
である。３は駆動信号発生器の１例としての矩形波発信
器、３ａは増幅器である。

４は検出ヘッドで、帯状体１の幅方向に沿いかつ適宜の
係止手段により帯状体１の表面に適宜間隔をもって離隔
して設けられる。この検出ヘッド４は外力印加装置４ａ
と変位検出器４ｂで構成される。外力印加装置４ａは、
帯状体１の幅方向に沿い断面コ字状の磁極Ａに励磁コイ
ルＢを設けた電磁石からなり、変位検出器４ｂは帯状体
１の幅方向に沿った基本部Ｃに複数個の変位測定用電極
りを帯状体１の表面に臨ませて設け、かつ外力印加装置
４ａと一体的に設けられる。

なお、変位検出器４ｂは外力印加装置４ａと別体に設け
てもよく、また外力印加装置は上記の如く電磁石に限る
ものではなく、例えば圧縮空気の如き非接触で力の印加
が可能なものであればよく、本願の目的を逸脱しない範
囲において任意の手段を採用することができるものであ
る。４Ｃは例えば静電容量−電圧変換器の如き変位変換
器である。

９は信号処理回路で、極性切替器５．積分回路６゜サン
プルホールド回路７および前記各装置５，６゜７に連設
せしめたタイミング発生回路８で構成され、タイミング
発生回路８は前記各装置５，６゜７および矩形波発信器
３にそれぞれ連設されている。信号処理回路９は表示装
置用制御装置１０を介して、例えばＣＲＴモニターの如
き表示装置１１に連設される。また、信号処理回路９は
ロールクラウン制御回路１２を介しロールクラウン調整
装置１３へ連設することもできる。

次に動作について説明する。まず矩形波発信器３で周期
Ｔｃの矩形波を駆動信号として発生せしめる。次いでこ
の駆動信号を増幅器３ａにおいて、増幅し、この増幅信
号を外力印加装置４ａを介して帯状体１の表面に外力と
して印加し、帯状体１に変位Ｐ　（ｘ−ｔ）を発生させ
る。帯状体１の表面に発生した変位Ｐ　（ｘ−ｔ）は、
変位検出器４ｂに設けた変位検出用電極りでこの変位を
静電容量として検出され、信号変換器即ち静電容量−電
圧変換器である変位変換器４Ｃで電圧信号に変換させら
れる。帯状体１の幅方向に沿って設けた複数個の変位検
出用電極りは、その対応する帯状体１の各部の変位をそ
れぞれ同様に検出し、これら検出値は電圧信号に変換さ
れたのち信号処理回路９に入力される。前記変位検出信
号は極性切替器５で極性切替されたのち、積分回路６に
入力され、この積分回路６で矩形波周期毎に積分される
。これにより、張力信号以外の雑音が除去され、被測定
体各部の張力にかかわる部分のみが算出されて、その積
分値はサンプルホールド回路７に入力され、サンプルホ
ールドされる。タイミング発生回路８は矩形波発信器３
からの参照信号に基いて、極性切替器５の極性切替タイ
ミング、積分回路６のリセットタイミング、およびサン
プルホールド回路７のサンプルホールドタイミング等の
各タイミングを制御する。サンプルホールド回路７の出
力は、表示装置用制御回路１０を介して例えばＣＲＴモ
ニターの如き表示装置１１に表示され、オペレーターの
監視に供せられると共に、形状調整のためのデータとし
て用いられる。

また、被測定体即ち帯状体１の自動形状制御を行なう場
合は、サンプルホールド回路７の出力を表示系とは別に
自動制御系即ちロールクラウン制御回路１２を介して、
ロールクラウン調整装置１３に人力せしめることによっ
て目的を達することができる。

なお、上記説明において駆動信号として矩形波信号を用
いた場合について述べたが、とくに矩形波信号に限るも
のでな（、例えばＭ系列信号、ランダム信号あるいは正
弦波信号等の信号波形を用いることもでき、かつこれら
の信号波形を採用する場合は、信・号処理回路９におけ
る極性切替器５に代えて、乗算回路を設ければよい。

さらに、数式を用いて説明すると、第４図において Ｘ　　：幅方向座標 ｒ＜Ｌ＞：単位幅当りの駆動外力 Ｐ（ｘ−ｔ）：ｘにおける変位 ｄ（ｔ）：帯状体の不規則振動 Ｔ（ｘ）：ｘにおける単位幅当りの張力Ｌ　　：ロール
間スパーン に、　　：力の釣合いにおける係数 とし、帯状体幅（以下単に板幅という）ΔＸの部分につ
いて力の釣合いを考慮すると、近似的に変位Ｐ　（ｘ−
ｔ）は で表わされる。また、（１）式を変位検出信号と仮定し
てサンプルホールド回路７の出力Ｃ（χ・ｎＴｃ）はで
表わされる。

Ｔｃ　：矩形波の周期 ｎ　：矩形波のサイクル数 さらに単位幅当りの外力「（ｔ）は振幅ａの矩形波であ
って、 Ｔｃ と表わすことができる。

従って、ａを電気量と仮定して、サンプルホールド回路
７からの出力値Ｃ（ｘ−ｎＴｃ）は上記（１１，（２１
および（３）式から となる。ここで（４）式の第２項は外乱の影響であるが
、矩形波用３１ＪＩ　Ｔ　ｃが大きくなれば、帯状体１
の不規則振動ｄ　（ｔ）の定常性より十分小さくなると
考えてよいから、上記（４）式は の如く表わされ、さらにこの（５）式から幅方向座標Ｘ
における単位幅当りの張力Ｔ　（ｘ）はとして表わすこ
とができ、張力が測定される。

次に上記（４）式の内容を実現している。第４図の回路
における各信号処理部の信号波形について第５図により
説明する。

第５図のｆａ）は矩形波信号発生器により発生される矩
形波信号を示し、上記ｎを正の整数とし、・・・。

ｍ−２，・・・９ｍ＋１はｎがとる各位である。

第５図の（ｂ）は外力印加装置４ａによる周期ＴｃのＯ
Ｎ、ＯＦＦなる印加外力により帯状体１が変位する時の
変位信号の交流波形を示す。

第５図の（Ｃ）は、帯状体のもつ不規則振動による０点
の外乱信号成分であり、この振動による雑音信号が前述
の第５図の（ｂ）の変位信号に重畳したものが第５図の
（ｄ）の波形の信号であり、変位変換器４Ｃの出力を示
す０点の信号波形であり、これが図の＋ｄｌの入力信号
の極性を切換えると極性切替器６の出力である第５図の
（ｅ）の波形の信号（■点信号）が得られる。これを積
分回路６により、ｎＴｃから（ｎ＋１）Ｔｃの期間、積
分すると、その出力としての第５図の（ｆ）の波形の信
号（◎点信号）が得られる。（ｎ＋１）Ｔｃの時点でサ
ンプルホールド回路７により第５図の（ｆ）の信号をサ
ンプルホールドするとサンプルホールド回路７の出力で
ある第５図の（ｇ）の信号（◎点信号）が得られる。

上記（４）式並びに第５図の信号処理波形から明らかな
ように、形状検出装置の出力（沿は矩形波周期Ｔｃ毎に
得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の形状検出装置は以上のように構成されているので
、出力応答が被測定体に外力を周期的に印加するための
矩形波周期Ｔｃにより決定され、矩形波周期Ｔｃを短か
くすることにより応答性を速くしなければならないが、
矩形波周期Ｔｃを長くとることによる被測定体の不規則
振動による雑音を除去できる効果から、周期Ｔｃの下限
も限定され、より応答性を速くすることが出来ない問題
点があり、さらに、上記（４）式の第１項と第２項の比
率はＳ／Ｎ比（信号対雑音比）として表わすことができ
、このＳハ比の大小が検出精度に左右する主要な要素の
１つとなっており、又、一般的に被測定体の不規則振動
ｄ（ｔ）は、被測定体に印加された張力の大きさによっ
て、その振幅及び周波数が規定されると考えられる。従
って、被測定体に付加される張力値によって、信号処理
回路の出力のＳ／Ｎ比は変化することになり、被測定体
に印加される張力値によって、Ｓ／Ｎ比が左右され、不
規則振動による外乱量が変わっても、それに応じた検出
精度を確保することができない問題点があり、さらに、
出力信号は上記（５）式で表わされるように、被測定体
の張力分布Ｔ　（ｘ）に反比例し、印加外力による振幅
ａに比例するため、被測定体のもつ平坦度が同じであっ
ても被測定体に印加される張力及び外力により、出力が
変化するので帯状体の平坦度を管理しようとする目的の
場合において、きわめて不都合となり、被測定体の平坦
度を管理しようとする目的に対しては、同一の平坦度で
も異った出力となるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消する為になされた
もので、周期波の周期毎で１周期より短かい期間毎に被
測定体の不規則振動による雑音を除去した出力が得られ
るので高応答性にでき、被測定体の不規則振動による雑
音レベルを測定し、それに比べ十分高い被測定体の変位
信号を確保できるように印加外力を制御することにより
、精度を高くすることができるとともに形状検出用の出
力を被測定体の伸び率に変換し、張力や印加外力が変化
しても、被測定体の平坦度が同一なら同じ伸び率を得る
ことのできる形状検出装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る形状検出装置は、外力印加手段による被
測定体に対する周期的な外力印加に伴なう被測定体の幅
方向に沿ったＮ箇所の変位を変位検出手段により検出し
てＮ箇の変位検出信号を発生し、被測定体に外力を印加
する第１の期間毎および被測定体に外力を印加しない第
２の期間毎に第１の積分処理手段により各変位検出信号
の絶対値の各第１積分量を出し、第２の積分処理手段に
より第１および第２の期間の少なくとも一方の期間毎に
各変位検出信号内の雑音成分の各第２積分量を出し、印
加外力演算手段により第１および第２積分量から演算し
て出したＳ／Ｎ比に基づき所望のＳ／Ｎ比を得るための
印加外力を演算し、駆動信号発生手段によりこの演算結
果に応じた駆動信号を発生して外力印加手段を駆動し、
差分手段により各相対応する第１および第２積分量同士
の差をとって得たＮ箇の差分信号と予め設定された演算
式とに基づき被測定体の変位検出箇所における被測定体
の平坦度を表わす伸び率を形状信号の値として伸び率演
算手段により演算し、タイミング発生手段により駆動信
号の参照信号に基づき第１および第２の積分処理手段お
よび差分手段の動作上におけるタイミングを制御するよ
うにしたものである。

〔作用〕

この発明による形状検出装置は、第１の積分処理手段に
より出した第１積分量には周期的な外力印加により発生
した変位信号成分による積分量と被測定体の不規則振動
による雑音成分の積分量とが含まれており、第２の積分
処理手段により雑音成分の第２積分量を出し、印加外力
演算手段により出した第１および第２の積分量の比を近
似的に真のＳ／Ｎ比に等しいものとして出したＳ／Ｎ比
に基づき所望のＳ／Ｎ比を得る外力を演算し、この演算
結果に応じた外力を駆動信号発生手段を介して外力印加
手段により被測定体に印加せしめ、所望のＳ／Ｎ比で得
た各相対応する第１および第２積分量同士の差から得ら
れるＮ箇の差信号を差分手段により１周期当り２回毎出
し、伸び率演算手段によりこれらＮ箇の差信号と予め設
定された演算式とに基づき被測定体の変位検出箇所にお
ける被測定体の平坦度を示す伸び率を所定期間毎に演算
して出力する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、第３図と同符号のものは従来例と同一
であり、２１は変位変換器４Ｃの変位検出信号を入力し
て帯状体１の不規則振動による雑音成分（外乱信号）の
みを通過させるバイパスフィルタである。２２は積分回
路６と同構成であり、バイパスフィルタ２１の後段の積
分回路、２３はサンプルホールド回路７と同構成であり
、積分回路２２の後段のサンプルホールド回路、２４は
サンプルホールド回路７，２３に保持された積分回路６
，２２の両積分結果の差分を演算する差分器である。ま
た、２５はサンプルホールド回路７と同構成で、差分器
２４によりとられた差分値をホールドするサンプルホー
ルド回路、２６はタイミング発生回路であり、後述の矩
形波発生器２８からの参照信号に基づき極性切替器５．
積分回路６゜２２、サンプルホールド回路７，２３．２
５および差分器２４の各動作上におけるタイミングをと
るためのタイミング信号を発生する。さらに、２７は、
両サンプルホールド回路７．２３の百出力を入力してＳ
／Ｎ比を演算し、外乱信号の量に応じて必要とされる印
加外力を演算するための印加外力演算器、２８は駆動信
号発生器の１例としての矩形波発生器であり、印加外力
演算器２７の演算結果に応じて矩形波信号例えばそのレ
ベルを変化させて増幅器３ａに発生する。２９は、伸び
率演算において、サンプルホールド回路２５から差分値
を人力して変位の平均値を演算する変位平均値演算器、
３０は変位平均値演算器２９から入力した変位の平均値
から予め設定された演算式に従って伸び率を演算する伸
び率演算器である。３１は符号５〜７及び２１〜２７で
示される構成要素からなる信号処理回路、３２は符号２
９．３０で示される構成要素から構成される伸び率信号
処理回路である。符号４Ｃ９５〜７，２１〜２５の２重
括弧の各部分は各複数筒（例えば各Ｎ箇）から構成され
、例えばヘッド４内にある変位検出用電極Ｄや変位検出
器４ｂの各数分（例えば各Ｎ箇）あるとするとそれらに
対応して連設されている。

第２図は第１図に示した装置の各部信号波形を示す図で
あり、縦軸に電圧値をとっており、第２図の（ａ）〜（
ｅｌは第５図の（ａ）〜（ｅ）と同じである。

第３図は横軸に帯状体１の幅をとり、縦軸に帯状体１の
単位当りの張力Ｔ　（ｘ）をとった場合の伸び率β（ｘ
）との関係を示した線図である。

次に、この実施例の動作について説明する。第ｎは正の
整数で、ｍ−２，・・・、ｍ＋ｌ、・・・の値をとる）
の期間、振幅ａの矩形波として、帯状体１に加えられる
。この外力ｆ（ｔ）により、帯状体１は変位し、上記（
１１式の第１項で示す変位量が生じる。

一方、帯状体１には、第２図の（Ｃ１の如き外乱信号の
もとになる不規則振動が生じており、当然印加外力ｆ　
（ｔ）による帯状体１の変位量にこの不規則振動ｄ（１
）が重畳されることになり、この雑音成分は上記（１）
式の第２項として表現されている。

上記（１１式で示される帯状体１の変位量Ｐ　（ｘ−ｔ
）を変位検出器４ｂを介して変位変換器４Ｃで電気信号
に変換した第２図の（ｄｌに示す変位検出信号はの時点
でサンプルホールド回路７にてサンプル水（ｎ＋１）Ｔ
ｃの期間にかけて、帯状体１が変位すがタイミング発生
回路２６からのタイミング信号により動作させられて、
第１図の変位変換器４Ｃの出力側の０点における変位検
出信号の極性を反る。

極性切替器５により反転した変位検出信号の波形は、極
性切替器５の出力側である０点において第２図の（ｅ）
で示される。又、積分回路６により、積分される値は第
２図のｆｆ）で示される。（ｎ＋１）Ｔｃ０時点で積分
回路６の出力はサンプルホールド回路７によりサンプル
ホールドされる。

以上の動作をくり返すと、積分回路６の出力側である０
点の信号は、第２図の（ｆ）に示すように、Ｔｃ／２．
毎に、上記（１）式の変位量Ｐ（ｘ・ｔ）の積分値が得
られ、サンプルホールド回路７には、Ｔｃ／２毎に、Ｓ
ｔ、Ｓ２．Ｓ３・・・の変位量Ｐ　（ｘ−ｔ）の積分値
がサンプルホールドされる。

他方、帯状体１の不規則振動による０点の外乱信号成分
は第２図の（Ｃ）で示されるように矩形波周期Ｔ。より
十分高い周波数であり、且つｎＴｃからＴｃ ｎＴｃ　＋□における不規則振動による外乱信号おける
不規則振動による外乱信号の量が、はゾ近似的に等しい
場合について説明する。

第２図の（Ｃ）に示す帯状体１の不規則振動による外乱
信号成分は、矩形波周期Ｔｃより、十分高い周波数帯域
のみを通過させるバイパスフィルタ２１に入力されて抽
出される。バイパスフィルタ２１の出力は積分回路２２
により積分され、第２図の（Ｃ１の不規則振動による外
乱信号のみが積分される。

＋１）Ｔｃ迄の期間にわたって行われ、積分回路２２の
出力側である０点の信号は第２図の（ｇｌのようになる
。

そして、積分された不規則振動による外乱信号は（ｎ＋
　１）Ｔｃ０時点でサンプルホールド回路２３によりサ
ンプルホールドされ、第２図の（ｇ）に示す如く、ＮＯ
，Ｎ２．Ｎ４の不規則振動による外乱信号の積分値が例
えば（ｍ−２）　Ｔｃ、　　（ｍ−１）　Ｔｃ。

ｍＴｃ＋　（ｍ　＋１　）　Ｔｃの時点のタイミングで
得ることができる。

すでに得られた変位量の積分値であるサンプルホールド
値ＳＬ、Ｓ２．Ｓ３・・・と不規則振動による外乱信号
の積分値であるサンプルホールド値ＮＯ，Ｎ２．Ｎ４・
・・との各差分が差分器２４で積分値Ｓ５に対しては、
（ｍ−１）Ｔｃ＋□からｍＴｃの期間の不規則振動によ
る外乱信号の積分変位量の積分値Ｓ６に対しては、同じ
期間の不規則振動による外乱信号の積分値Ｎ６との差分
が差分器２４により求められる。第２図の（ｆ）、　（
叱（ｈｌは以上の差分演算の波形を示して、差分器２４
で求められた差分信号は、Ｔｃ／２毎にサンプルホール
ド回路２５によりサンプルホールドされ、サンプルホー
ルド回路２５の出力側である［Ｆ］点の信号波形は第２
図の（ｈ）のＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・・として示される。

なお、タイミング発生回路２６は矩形波発信器２８から
の参照信号に基づいて、極性切替器５の極性切替タイミ
ング、積分回路６．２２のリセットタイミングおよびサ
ンプルホールド回路７，２３゜２５のサンプルホールド
タイミング等の各タイミングを制御する。

上記（５）式で表わされる出力は第１図の［Ｆ］点に−
Ｔｃサイクル毎に得られることは上述した通りである。

すなわち上記（５）式は、下記（７）式として表現され
る。

る係数 今、帯状体１の形状不良度（平坦度）を表わすのに、伸
び率β（ｘ）を考える。この伸び率β（ｘ）は、形状不
良部の伸び量を形状不良の平均部位の帯状体１の長さに
対する比率として表わしたものと定義される。形状不良
部の張力分布Ｔ　（ｘ）と平均張力下との間には下記（
８）式の関係が成立し、第３図はそれを図示したもので
ある。Ｅを帯状体１の弾性係数として、 Ｔ（ｘ）−〒±β（ｘ）・Ｅ　・・・・・・・・・・・
・・・・　（８）これよりβ（ｘ）を求めると下記（９
）式となる。

±β（ｘ）　＝　（〒−Ｔ（ｘ））・−・・・・・・　
（９）−ａ 上記（７）式よりＴ（ｘ）　＝□ ２・Ｋｚ・Ｃ（ｘ　ＨＴｃ） であり、同様に平均張力下は下記Ｃｌ０１式で得られる
。

２・Ｋｚ・Ｃ（ｘ　・−Ｔｃ） ここで、では、平均張力下に対応する帯状体１の変位量
に相当し、帯状体１の幅方向に適宜間隔をもって配置さ
れた複数筒（Ｎ箇）の変位測定用電極り及びＮ箇の変位
検出器４ｂによって検出されるＮ箇の変位信号から得ら
れるＮ箇のサンプルホールド回路２５の出力の平均値を
変位平均値演算器２９が演算することにより求めること
ができる。

Ｔ　（ｘ）及び下を上記（９）式に代入して下記００式
を求める。

以上の式から明らかなように帯状体１の伸び率β（ｘ）
は上記α０式により求めることができる。

従って、変位平均値演算器２９によって求められた変位
平均値てを入力した伸び率演算器３０は上記α９式の演
算を実行することにより、伸び率β（ｘ）の出力を得る
ことができる。なお、Ｌ、ａ。

Ｅは伸び率演算器に予め設定された値であり、変位測定
用電極りの内でＸの位置にある電極により検出され、サ
ンプルホールド回路２５変位平均値演算器２９を介して
そのまま与えられる差分信号Ｃ（ｘ）及び平均差分信号
τを用いて上記０９式を演算することが可能となる。伸
び率演算器３ｏにより演算された伸び率β（ｘ）は表示
装置用制御回路１０を介して表示装置１１に表示され、
オペレーターの監視に供せられると共に、形状調整のた
めのデータとして用いられる。また、帯状体１の自動制
御を行う場合は、伸び率β（χ）は、ロールクラウン制
御回路１２を介してロールクラウン調整装置１３に入力
せしめられて目的が達成される。

また、もう一方、第１１図■点における変位検出信号は
上記（１）式を参照すると外力ｆ（ｔ）を太き（するこ
とにより、第１項は大きくなり、Ｓ／Ｎ比も大きくとれ
る。したがって、帯状体１の不規則振動ｄ（ｔ）が大き
ければ第２図の（Ｃ）の外乱信号も大きくなって第２図
の（ａの積分値も太き（なるので、外力ｒ（ｔ）を大き
くして第２図の（ｂ）のレベルを大きくし、第２図の（
ｆ）の積分値を大きくして必要なＳ／Ｎ比を確保するこ
とができる。

不規則振動による外乱信号の積分値をホールドした値は
サンプルホールド回路２３から出力されており、この積
分値と変位量の積分値出力であるサンプルホールド回路
７の出力との比はＳ／Ｎ比を近似しており、この２つの
信号を両サンプルホールド回路７．２３から入力した印
加外力演算器２７はここで、再入力信号の比を演算して
現在のＳ／Ｎ比を出して必要なＳハ比を確保するに必要
な外力ｆ（ｔ）を算出し、矩形波発生器２８に指示する
。

矩形波発生器２８はこの指示を受けて矩形波信号例えば
そのレベルを変化させ、増幅器３ａおよび外力印加装置
４ａを介して帯状体１に所要の外力ｆ（ｔ）を加える。

なお、外力印加装置４ａについての演算は具体的には変
位量から現在の外力を近似的に演算でき、演算したＳ／
Ｎ比と予め設定された所望のＳ／Ｎ比をも用いて関数計
算により演算可能であり、あるいは周知の補間公式等を
用いても簡単に演算可能である。

帯状体１の不規則振動は、比較的長い期間において、定
常性を有し、又、帯状体１にかかっている張力Ｔ（ｘχ
も急激に変動するものではないことから、外力ｆ（ｔ）
の演算周期は、矩形波周期Ｔｃ毎の必要はな（、Ｔｃよ
り長いＭ−Ｔｃごとに外力印加装置４ａは外力ｆ（ｔ）
の演算をすればよい。

ここで、Ｍは帯状体１の不規則振動及び張力の状態に応
じて設定されればよい。

なお、上記実施例では外力ｆ　（ｔ）がＯの期間につい
てのみ、帯状体１の不規則振動による外乱信号を積分し
たが、外力ｆ　（ｔ）によりａの振幅を出力して帯状体
１を変位させている期間についても同様にして不規則振
動による外乱信号を積分し、同一期間における、変位量
と不規則振動の積分値の差分を求めてもよい。

また、印加外力演算器２７、駆動信号発生器２８゜増幅
器３ａおよび外力印加装置４ａの電磁石を複数筒（例え
ばＮ箇）設けてもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば被測定体の変位を外力
を印加する第１の期間と印加しない第２の期間毎に極性
を切替えて、積分して保持することにより変位量を得、
又、第１及び第２の期間の少なくとも一方の期間毎に被
測定体の不規則振動による外乱信号を通過させ、積分し
て保持することにより雑音量を得、当該変位量と雑音量
の差分を演算せしめることで、第１及び第２の期間毎に
被測定体の不規則振動雑音を除去した被測定体の変位信
号が得られ、さらに、当該変位量と雑音量からＳ／Ｎ比
を演算することにより、常に、期待されるＳ／Ｎ比を確
保すべき、外力ｆ　（ｔ）を指示して外力ｆ　（ｔ）の
調整をし、当該変位量と雑音量との差分である差分値の
平均値と差分値と設定値を用いて伸び率の演算を行うよ
うに構成したので、被測定体の形状を第１の期間と第２
の期間毎に周期的に得ることができ応答速度の速い形状
検出ができ、また外力の調整により高精度の形状検出が
でき、さらに被測定体の伸び率を得て、被測定体の形状
を物理的な形状不良度として定量的に把握できるものが
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による形状検出装置を示す
ブロック図、第２図は第１図の装置の各部の信号処理の
信号波形図、第３図は張力分布と伸び率の関係を示す張
力分布図、第４図は従来の形状検出装置を示すブロック
図、第５図は従来装置の信号処理の信号波形図である。 図において、１は帯状体、４ａは外力印加装置、４ｂは
変位検出器、４Ｃは変位変換器、５は極性切替器、６．
２２は積分回路、？、２３．２５はサンプルホールド回
路、２１はバイパスフィルタ、２４は差分器、２６はタ
イミング発生回路、２７は印加外力演算器、２８は駆動
信号発生器、２９は変位平均値演算器、３０は伸び率演
算器。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 第２図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１周期が第１の期間と第２の期間とから成る駆動
   信号を入力し、被測定体面の幅方向と交叉する方向に張
   力を印加された被測定体に前記幅方向に沿って前記第１
   の期間毎に外力を印加する外力印加手段と、前記外力印
   加に伴なう前記被測定体の幅方向に沿ったＮ箇所の変位
   を検出してＮ箇の変位検出信号を発生する変位検出手段
   とを有し、前記変位検出信号に基づき被測定体の形状を
   示す形状信号を出力する形状検出装置において、前記第
   １の期間毎および前記被測定体に前記外力を印加しない
   前記第２の期間毎に前記各変位検出信号の絶対値の各第
   １積分量を出す第１の積分処理手段と、前記第１および
   第２の期間の少なくとも一方の期間毎に前記各変位検出
   信号に各々含まれる前記被測定体の不規則振動による各
   雑音成分の各第２積分量を出す第２の積分処理手段と、
   前記第１および第２積分量からＳ／Ｎ比を演算し、この
   Ｓ／Ｎ比に基づき所望のＳ／Ｎ比を得るために前記外力
   印加手段が発生すべき外力を演算する印加外力演算手段
   と、この印加外力演算手段の演算結果に応じた前記駆動
   信号を発生する駆動信号発生手段と、前記各相対応する
   第１および第２積分量同士の差をとってＮ箇の差分信号
   を得る差分手段と、所定期間毎に前記Ｎ箇の差分信号と
   予め設定された演算式とに基づき前記被測定体の変位検
   出箇所における前記被測定体の平坦度を表わす伸び率を
   前記形状信号の値として演算する伸び率演算手段と、前
   記駆動信号の参照信号に基づき前記第１および第２の積
   分処理手段および前記差分手段の動作上におけるタイミ
   ングを制御するタイミング発生手段とを備えたことを特
   徴とする形状検出装置。
2. （２）前記Ｎ箇の差分信号をＣ（ｘ＿１）、Ｃ（ｘ＿２
   ）、・・・、Ｃ（ｘ＿Ｎ）とし、前記被測定体の幅方向
   の位置座標をｘとし、前記ｘ座標のｘの位置における前
   記Ｎ箇の差分信号の内で対応する差分信号をＣ（ｘ）と
   し、前記被測定体に前記張力を印加しているスパーンに
   対応する値をＬとし、前記被測定体に印加される単位幅
   当りの外力に対応する前記被測定体の振幅に対応する値
   をａとし、力の釣合いに対する係数に対応する値をＫと
   し、前記被測定体の弾性係数に対応する値をＥとし、前
   記伸び率をβ（ｘ）とすると、前記演算式は、 β（ｘ）＝（Ｌ・ａ）／（２・Ｋ・Ｅ）（１／＠Ｃ＠−
   １／［Ｃ（ｘ）］）但し、＠Ｃ＠＝１／Ｎ〔Ｃ（ｘ＿１
   ）＋Ｃ（ｘ＿２）＋・・・・・・＋Ｃ（ｘ＿Ｎ）で与え
   られることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の形
   状検出装置。