CN1158534C

CN1158534C - 频率变化测定装置

Info

Publication number: CN1158534C
Application number: CNB011095539A
Authority: CN
Inventors: 山内常生
Original assignee: Nagoya University NUC
Current assignee: Nagoya University NUC
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: US6608474B2; US20010026151A1; CN1320822A; JP2001281276A; US20030117122A1; US6788044B2; EP1139106A1; JP3355370B2

Abstract

一种频率变化测定装置，不需要为了稳定基准时钟振荡器的频率而设置耗电大的恒温槽本装置，包括：将被测信号分频并输出分频信号的分频装置、对分频信号计数并计算分频次数的第1计数装置、传送分频次数的分频次数传送装置、接收分频次数的分频次数接收装置、对基准时钟振荡器的频率输出进行计数的第2计数装置、将由基准时振荡器得到的频率输出计数值进行锁存的锁存装置、根据计数值以及分频次数求出频率变化的运算处理装置。

Description

频率变化测定装置

技术领域

本发明涉及根据频率变化测定物理量变化的频率变化测定装置。

背景技术

传统上，作为测定被测对象频率变化的方法，有根据电容量随位移变化的电容型位移传感器的振荡频率的变化，来测定位移变化的方法，即将该位移变化变换为频率变化的方法。

上述测定方法有如下两个众所周知的例子。第一个方法是将电容型位移传感器的输出即频率变化分频后，形成选通时间、在该选通时间内对基准时钟脉冲进行计数的方法。第二个方法是将测定装置内部的基准时钟脉冲分频后形成选通时间、在该选通时间内对电容型位移传感器的输出即频率变化进行计数的方法。

无论上述第一或第二种方法，在下面这一点上是共通的：通过将电容型位移传感器的频率变化转变为计数值的变化进行测定、再利用测定的数值计算求出位移变化。通常，根据上述众所周知的方法，为了测定高精度的频率变化，必须使用恒温槽等设备来稳定标准时钟的频率输出。

图1表示了实现上述方法的频率变化测定装置实例。如图1所示，这种频率变化测定装置由下述装置组成：将物理量的变化作为电容量的变化进行探测的电容型位移传感器81、具有使该电容型位移传感器81振荡的谐振回路82的位移检测部80、产生作为测定时间基准的时钟信号的基准时钟信号振荡器71、将该基准时钟信号振荡器71输出的频率信号输入并分频的分频回路72、根据上述分频信号确定选通时间的选通回路73、通过该选通回路73组成的回路74、将计数值锁存的锁存器回路75、具有读取上述锁存数据并通过运算求出物理量变化的运算装置76的频率运算部70。

在上述图1的实例中，振荡频率随着物理量的变化而变化，如果根据基准时钟振荡器的频率输出延长选通时间，则能够提高频率的分解能、也易于检测出物理量的变化。但是选通时间变长时，会受到选通时间紊乱的影响，频率测定误差也变大。为了减少频率测定误差，可以采用使选通时间稳定化的方法。为了使选通时间得以稳定，在测定频率变化时，通常采用放入恒温槽的基准时钟振荡器。但是在测定频率变化时，必须向包括有耗电大的恒温槽的频率计算部70连续供电。因此在必须使用电池做为电源的野外作业时，无法长时间地进行测试。

此外，如上例所述，在将基准时钟振荡器的输出频率进行分频得到的选通时间内，当对被测信号的频率变化进行计数，并由该计数值的变化测定被测信号频率变化时，如果从位移检测部80向频率运算部70传送信号的电缆变长，则由于该电缆内信号发生衰减，很难传送被测信号的频率变化。也就是说在位移检测部80中，将使被测信号谐振的频率输出按照原样输出到频率运算部70时，信号容易衰减。特别是被测信号频率很高时，信号衰减的比例也变大、其传送距离变短。

如上所述，在传统的频率变化测定装置中，为了提高频率的分解能力而使选通时间变长时，由于选通时间紊乱的影响，频率测定误差也变大。为了减少具有耗电大的恒温槽的测定误差而使用基准时钟振荡器时，必须在连续测定时间内向装置供电。此外在传统的频率变化测定过程中，位移检测部和频率计算部之间电缆很长时，信号衰减非常明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种频率变化测定装置，该测定装置中不需要为了稳定基准时钟振荡器的频率输出而设置耗电大的恒温槽。

根据本发明的第1个方面的频率变化测定装置，其特征在于：具有：分频装置，将频率随物理量变化而改变的被测信号分频，并输出分频信号；计数装置，对上述分频信号进行计数并算出分频次数；分频传送装置，将上述分频次数与上述分频信号同步并传送；分频次数接收装置，接收上述分频次数传送装置传送来的分频次数，并将该分频次数输出；使基准时钟振荡的基准时钟振荡器；运算装置，根据上述基准时钟振荡器的输出频率和上述分频次数，求出上述被测信号的频率变化；及用于驱动所述分频次数接收装置、基准时钟振荡器和运算装置的电源。

根据本发明的第2个方面的频率变化测定装置，其特征在于：具有：分频装置，将频率随物理量变化而改变的被测信号分频，并输出分频信号；第一计数装置，对上述分频信号进行计数，并算出分频次数；分频传送装置，同步传送上述分频次数；分频次数接收装置，接收上述分频次数传送装置传送来的分频次数，并将该分频次数输出；第2计数装置，对使基准时钟振荡的基准时钟振荡装置的频率输出进行计数；锁存装置，根据与上述分频次数接收装置的分频次数同步的信号，对该第2计数装置得到的计数值进行锁存；运算装置，根据锁存装置锁存的计数值及上述分频次数，求出上述被测信号的频率变化。

理想的目标是能够设置有驱动分频次数接收装置、锁存装置、第2计数装置、计算装置的电源，且该电源能间断性通电。

此外，被测信号有多个，具有分别对应多个被测信号的分频装置、第1计数装置以及分频次数传送装置，从上述多个被测信号算出的分频次数可至少由一个分频次数接收装置接收。

最好将分频装置、第1计数装置以及分频次数传送装置组为一体而形成分频部；将分频次数接收装置、锁存装置、第2计数装置以及运算装置组为一体而形成频率运算部，由分频次数传送装置向分频次数接收装置传送分频次数是由无线方式进行的。

理想的是基准时钟振荡装置具有与产生标准时间的计时装置同步振荡的频率输出。

最好是具有根据运算处理装置的输出对电源的通断进行程序控制的程序控制器(program controller)。

本发明的频率变化测定装置中，使用与时钟误差很小的标准时间的时钟装置同步的基准时钟振荡器的频率输出、对分频信号发生的时间进行测定。这样，即使分频信号发生的间隔很长，也不会有累积的测定误差。因此，毋需使用耗电量大的恒温槽来稳定基准时钟振荡器的频率输出，同时能够减少测定装置的耗电量，进而制造出可用电池作为电源、携带方便的小型频率变化测定装置。

例如，如果基准时钟振荡器的频率输出为1MHz时，能够以±1.0μsec的精度接收分频信号，同时能够以相同的精度确定分频信号发生的时间。如果基准时钟振荡器的时频输出为1KHz时，能够以±1.0msec的精度接收分频信号，同时以相同的精度确定分频信号发生的时间。

标准时间由通信卫星或地面发送局通过无线电发送出去，在日本国内以及世界上绝大部分地方都可以接收到。而GPS时钟、无线电时钟等接收上述标准时间的装置在市场上也能买得到。这些时钟的报时精度很高，即使经过一段时间，其时间误差也很少，且没有累积误差。因此，与标准时间的报时装置同步的基准时钟振荡器的时频输出也很稳定，频率输出几乎不变，适用于基准时间的时间基准。在供电状况恶劣的野外物理现象观察中，根据将无线电时钟作为时间基的本发明，频率变化测定装置很简便，且由于能够在耗电很少的状态下接收信号，可以实现将电池作为电源的小型频率变化测定装置。

在本发明的分频部中，将被测信号分频而得到的分频次数与分频信号的发生时间同步送到频率运算部。将带有物理量变化信息的分频次数变为位信号、再将该位信号作为即使信号电缆很长也能传送的频率信号，送往上述频率运算部。并且，在本发明中，将上述分频次数与带有相同物理量变化信息的分频信号同步，并通过无线传送给频率运算部。

本发明中，也可以测定多个被测信号的频率变化。因此，可以由一台频率运算部求出多个物理量的变化或多个地点的物理量变化。

本发明中，通过间歇地接通电源，使频率运算部处于低耗电工作状态，来测定被测信号的频率变化。在频率运算部中，根据与标准时间的计时装置同步的基准时钟振荡器的频率信号输出，可正确测定由分频部传送的被测信号的分频信号发生时间。同时，能够得知在该时刻被传送的分频次数。因此，即使在频率运算部间歇地动作的情况下，也可由间歇地得到的分频信号发生时刻和该时刻的分频次数，求出分频部的频率变化，并由该变化通过运算得到物理量的变化。

本发明中，由于使用了与标准时间的计时装置同步的基准时钟振荡器的频率输出，所以几乎没有时间累积误差；当测定时间很长时，可以检测出物理量的微小变化。即使频率运算部间歇地动作的情况下，也可由分频次数的差得到分频信号发生的时间差，精确求出物理量的变化。

为了检测公路或铁路隧道中衬砌混凝土的变形或者周边岩石的位移变化上，在周边岩石上安装用频率变化检测位移变化的多个位移传感器，且在一处记录其长期的变动时，本发明尤其有效。本发明中，由于可用电池维持长时间的工作，所以能够检测出隧道或隧道周边岩石长期的变动和直至其崩落期间的异常变动。并且，由于电池交换频度低，极易维护。

附图说明

图1是传统的频率变化测定装置整体结构示意图。

图2是本发明第1实施形态的频率变化测定装置的整体结构示意图。

图3A及图3B是上述实施形态的频率变化测定装置改型实例的整体结构示意图。

图4A及图4B是上述实施形态的频率变化测定装置各部分时间图。

图5A～5C是本发明第2实施形态的频率变化测定装置各部分时间图。

图6A～6C是本发明第3实施形态的频率变化测定装置各部分时间图。

图7是本发明第4实施形态频率变化测定装置的整体结构示意图。

发明的具体实施方式

(第1实施形态)

图2是表示本发明第1实施形态的频率变化测定装置的整体结构的框图。

如图2所示，该频率变化测定装置1由下述部分构成：将振荡频率随物理量变化而变化的被测信号分频的分频部2；根据与分频部2传送来的分频信号同步的分频次数、通过运算求出频率变化的频率运算部3；驱动该频率运算部3电源40。

分频部2由下述装置构成：将被测信号21分频并输出分频信号22的分频装置23；将上述分频信号22计数后输出分频次数24的第1计数装置25；将上述分频次数24作为与分频信号22同步的同步分频次数24a，通过无线传送至频率运算部的分频次数传送装置26。

频率运算部3由下述装置构成：接收由分频部2传送来的同步分频次数24a的分频次数接收装置31、将与产生标准时间的计时装置32的时钟信号33同步的基准时钟振荡器34的频率输出35进行计数，并把该计数值36输出的第2计数装置37；与同步分频次数24a同步，并将计数值36锁存的锁存装置38；根据计数值36和分频次数24a计算频率变化的运算处理装置39。

计时装置32使用了诸如电波时钟或GPS时钟。在使用GPS时钟时，计时装置32可以根据装载有原子钟的卫星接收时钟信号，来进行计时。

图3A及图3B表示了根据本实施形态的频率变化测定装置的基本结构制作的频率变化测定装置具体结构实例。图3A是分频部2的详细结构、图3B是频率运算部3的详细结构示意图。

如图3A所示，利用电容型位移传感器21a的电容与被测信号21的位移对应而变化的原理，将上述被测信号21的位移变化转变为振荡回路21b振荡频率的变化后，输出频率输出21c。

然后，将上述频率输出21c通过作为分频装置23的计数器HC4040进行分频。再将作为计数器的位输出的分频信号22通过RC回路23a等来延迟，使计数器HC4040复位。在计数器HC4040的位信号通过RC回路23a而延迟期间，位信号为高电平，其输出为分频信号22。该分频信号22输入到作为第1计数装置25的HC590。HC590将分频信号22进行计数，算出分频次数24后，输出到作为分频次数传送装置26的移位寄存器HC165。HC165将分频次数24作为与上述计数值对应的每位的串行数据、并与分频信号22同步，作为同步分频次数24a，通过无线传送给频率运算部3。

此外，也可以将同步分频次数24a作为与计数值相对应的并行数据，通过多根信号线传送给频率运算部3。

如图3B所示，由分频部2传送来的同步分频次数24a通过频率运算部3内的分频次数接收装置31接收。该同步分频次数24a被输出到作为第2计数装置37的计数器HC4040和移位寄存器41(HC4094)中。此外标准时间的计时装置32和与该计时装置32的时频信号33同步的基准时钟振荡器34的频率输出35，在通过第2计数器37获得方面，与图2相同。第2计数器37与作为锁存装置38的数据锁存专用装置HC573连接。由HC4040计数的计时装置32的计数值与同步分频次数24a同步，并通过HC573进行锁存。

另一方面，对应于与分频次数24同步并由分频率部2作为串行数据发出的分频次数24a的位，通过数据接收装置31接收，再由移位寄存器HC4094(41)转换为并行数据。然后，根据在HC573内锁存的基准时钟振荡器34的频率输出即HC4040的计数值、以及HC4094内锁存的分频次数24的值，由运算处理装置39正确计算出分频信号24发生的时间差。通过所得到的时间差可以求得被测信号21的频率变化，再通过该变化计算测定物理量的变化。

分频次数24作为并行数据传送的情况下，可以由代替HC4094而准备的HC573将分频次数24作为并行数据直接锁存，再由运算装置39读取锁存数据并进行运算。

图4A及图4B是图3A图3B所示实例中分频信号发生状态的时序图。图4A表示将图3A的分频部2生成的连续分频信号22的状态。将各个分频信号22产生的时间的分频次数24变换为串行数据，分别作为信号S1、S2、S3、S4……进行传送。频率运算部3接收上述分频次数24的时间在图4B中表示，其接收时间分别表示为T₁、T₂、T₃、T₄……等。此外，上述接收时间内传送的分频次数24分别表示为C₁、C₂、C₃、C₄……。

接收分频信号24的时间差(T₂-T₁)、(T₃-T₂)、(T₄-T₃)……可以由锁存基准时间振荡器34的频率输出35的计数值正确测定，该频率输出35与标准时间的计时装置32同步。由于接收上述分频信号22的时间差(T₂-T₁)等不相同，所以能够知道被测信号21的频率变化、并通过运算求出物理量的变化。此外上述运算中虽然没有使用，但是C₁、C₂、C₃、C₄……是连续的正整数。

(第2实施形态)

本实施形态是第1实施形态的变形例。本实施形态的结构大致与第1实施形态相同，但是在向频率运算部3间歇地通电而工作这一点与第1实施形态不同。

图5A～5C是本实施形态的频率变化测定装置的说明图，也就是向频率运算部3间歇地通电工作时的分频信号22状态的时序图。

图5B所示信号表示由分频部2生成的分频信号22的状态，分别表示为S_a、S_b、S_c、S_d……，接收这些信号的时间由图5C表示，各接收时间分别表示为T_a、T_b、T_c、T_d……。在各个时间传送的分频次数24表示为C_a、C_b、C_c、C_d……。

接收分频信号24的时间差(T_b-T_a)、(T_c-T_d)、(T_d-T_c)……可以由将基准时间振荡器34的频率输出35锁存的计数值正确测定，该频率输出35与标准时间的计时装置32同步。此外，关于测定的各个时间差是否与第几个分频信号22的差相当，可由分频的差(C_b-C_a)、(C_c-C_b)、(C_d-C_c)……求得。当使用接收上述分频信号的时间差(T_b-T_a)、分频次数的差(C_b-C_a)以及接收分频信号的时间差(T_c-T_b)与分频次数的差(T_c-T_b)等差值时，即使频率运算部3间歇地动作，由于与标准时间同步的基准时钟振荡器34的频率输出的变化基本上不累积，因此，可以准确地知道接收在运算中所使用的分频信号发生的任意组的分频信号的时间差。这样能够高精度地测定被测信号的频率变化、通过运算求出物理量的变化。

根据本发明的频率变化测定装置，如图5A～5C时间图所示例中，能够在运算中利用分频次数，并且即使加长所比较的分频信号发生的任意组的时间差，频率变化的测定误差也很小。换言之，即使被测信号的频率变化非常微弱，通过乘以时间来测定频率变化，也能够测出作为被测对象的物理量的变化。在频率变化非常微弱时，对频率运算部3间歇地地接入电源4，将由分频部2传送的分频次数24作为频率变化的信息使用。这样就可以在不太使用电力的状态下测出物理量的变化。如果将这个特点很好的利用起来，则可以制造出以适用于长时间在野外测定自然现象的电池作为电源的频率变化测定装置。

(第三实施形态)

第三实施形态是第一实施形态的变形例。该实施形态的结构与第一实施形态大致相同，不同之处在于分频部2分别设置在A、B、C3个地点。在各个地点设置的分频部分别表示为2a、2b、2c。在本实施形态的情况下，上述3个分频部2a、2b、2c通过一个频率运算部3测定。

图6A～6C是上述3个地点即A、B、C处具有分频部2时的分频信号状态的时间图。与3个地点A、B、C处的各个分频部2的信号相对应，可以作成与图4A、图4B中所示相同的时间图。在本实例中，可以传送A、B、C三点发出的与分频信号22同步的分频次数24。然后，这些信号由3个数据接收装置31a、31b、31c接收。图6A是地点A的时间图、图6B是地点B的时间图、图6C是地点C的时间图。

由地点A的分频部2a传送来的分频信号用Sa1、Sa2、Sa3……表示，地点B的分频2b传送来的分频信号用Sb1、Sb2、Sb3……表示，地点C的分频部2c传送来的分频信号用Sc1、Sc2、Sc3……表示，上述分频信号的接收时间分别用Ta1、Ta2、Ta3……、Tb1、Tb2、Tb3……、Tc1、Tc2、Tc3……表示。

分频部2a～2c位于3个地点时，也同上述实施形态一样，由于接收各分频信号的时间差(Ta2-Ta1)与(Ta3-Ta2)、(Tb2-Tb1)与(Tb3-Tb2)与(Tc2-Tc1)与(Tc3-Tc2)等各不相同，所以能够测定被测信号21的频率变化、求出相应物理量的变化。这种情况下由各分频部2传送来连续的同步分频次数24a(虽然在运算中也不使用)。即使分频部在3个地方以上，也同样能够求出被测信号21的物理量的变化。

当分频部2a～2c位于3个地点时，能够间歇地接通电源40，使频率运算部3动作，测定3个地点的频率变化。这种情况下图6A～6C的时间图各不相同，由频率运算部3传送来的同步分频次数24a并不是连续的正整数。但是与前面说明的图5A～5C所示例相同，根据传送来的分频次数24a的差，测定被测信号21的频率变化，求出物理量的变化。如果利用分频次数24的值，则即使分频部2位于3处以上，通过间断地接通电源40，使频率运算部3动作、也可以求出被测信号21的物理量的变化。

在间歇地接通电源40，使频率运算部3动作的情况下，如果依次切换由多个分频部2传送来的分频信号，则可以通过一个分频次数接收装置31接收由多个分频部2传送来的分频信号。然后，可以由所得到的数据，用与上述实施例相同的方法求出分频部的物理量的变化。在本实施形态中没有必要设置多个分频次数接收装置31，所以能够使频率运算部3小型化、且便于携带。

(第四实施形态)

本实施形态是第2实施形态的变形例。本实施形态中详细表示了第2实施形态内间歇地接通电源的结构。

图7是本实施形态的频率变化测定装置整体结构示意图，与图2所示结构相同部分用同一符号表示，其详细说明从略。

如图7所示分频部2的结构与图2相同。本实施形态中，运算处理装置39的运算结果输出给CPU61。CPU61是进行频率运算部3的调度且内藏有程序控制器61a和实时时钟61b的装置。程序控制器61a根据运算处理装置39的运算结果，预测分频部2的同步分频次数24a传送的时间。该预测时间由程序控制器61a安排。然后根据上述安排使时实时时钟61b动作。在本实施形态中，将实时时钟61b作为脉冲发生器使用，以准确的时间间隔进行电源通断的定时处理。

进一步具体地说，通过程序控制器61a，在接收同步分频次数24a的预测时间之前校正基准时钟振荡器34，在接收来自分频部2的同步分频次数24a的情况下，通过运算处理装置39进行运算。根据该运算结果，由程序控制器61a设定下一个过程，切断由虚线包围的电源供给部63的电源62。这样，可以进一步节省电耗、测定频率变化。电源供给部63由分频次数接收装置31、基准时钟振荡器34、第2计数装置37、锁存器38以及运算处理装置39组成。

当程序控制器61a设定的电源接通时间来到时，实时时钟61b工作，向电源62发出电源“ON”的指令。这样向电源供给部63的各装置31、34、35、37、38以及39供给电源。

计时装置32与电源64相连接。该电源64在例如使用GPS时钟或电波时钟的情况下，接收标准时钟的时钟信号，并根据该信号校正平时工作的的基准时钟振荡器34。通常，计时装置32通过连续一分钟接收包含时钟信息的电波，就可以得到准确的时间。例如可以用两分钟左右进行时钟校正。因此，也可以在由运算处理装置39进行运算处理的2～3分钟前，通过电源64接通计时装置32的电源。当然，也可以根据程序控制器61a的安排进行动作。

在本实施形态中表示了分频部2具有与图2相同的结构，但是并不限于该种结构。例如通过利用作为分频装置23使用的图3A的HC4040计数器的低位与门输出，就可以在同步分频次数24a传送前接通分频次数传送装置26的电源(图中未示)。这种情况下，可以进一步节省电力消耗。特别是通过无线电波传送同步分频次数24a的情况下，经常将电池作为电源来使用。这样就可以实现只在必要的时间内接通传送装置26的电源(图中未示)、减小了电力消耗、可进行长时间的测定。

虽然上面表示了分频次数传送装置26和分频次数接受装置31之间是通过电磁波或者红外线等无线传输方式传送分频次数，但是并不限于这种方式。例如，也可以与传送电信号的电缆或传送光信号的光缆连接，传送与分频信号22同步的分频次数24，其效果相同。此外，在野外的观察中，如果使用电磁波或者红外线，则具有能够分离设置分频部2和频率运算部3的优点。

虽然上面表示了分频部2和频率运算部3分离设置的结构，但并不限于这种结构，也可以将二者构成为一体。这种情况下可以省略分频次数传送装置26以及分频次数接收装置31的结构，使装置得以进一步小型化、电力消耗得以降低。

虽然上面表示了根据同步分频次数24a确定选通时间、将该选通时间内的基准时钟振荡器34的频率输出的计数值锁存，进而求出频率变化，但是并不限于这种方式。例如，也可以在频率运算部3中设置对由分频部2传送来的同步分频次数24a计数的装置，该同步分频次数24a的计数值可用来测定被测信号21的频率变化。这时，将同步分频次数24a的计数值锁存，根据该锁存的计数值和基准时钟振荡器34的频率输出，求出被测信号21的频率变化。此外，在这种情况下，将基准时钟振荡器34的频率输出分频，形成选通时间，在该选通时间内对同步分频次数24a的计数值进行计数。

虽然上述实施形态没有非常具体地说明被测信号21，但是只要能够从振荡频率的变化求出物理量的变化，则都能够适用。因此，虽然上述表示了使用电容对应于被测信号21的位移变化的电容型位移传感器21a，来检测被测信号，但是也不并限于这种方式。例如，当物理量和测定物之间有一定距离时，可以通过设置超声波发生装置和超声波检测装置测定被测信号，以代替电容型传感器21a。这时，由超声波发生装置发出的超声波通过被测物体反射，通过检测这种反射超声波，可以得到超声波频率形式的被测物距离。这种情况下，作为被测物体可以是江河水面、海面、深井的水面、雨水的水面、雪的表面等。例如，在测定雨水表面时，只要测定积水的水面就可以测定雨量，如果被测物体是雪的表面就可以测定积雪量。在通过超声波发生装置和超声波探测装置测定被测信号21a时，例如，可以在与超声波探测装置探测反射超声波同步的状态下，由超声波发生装置产生超声波，并反复该动作。此外，虽然使用了超生波以测定被测物的距离，但也可以使用诸如电磁波或光等手段。例如，在使用电磁波的情况下，由电磁波发生装置发送出电磁波，与电磁波检测装置接收被测物反射的电磁波的过程相同步，再次发送出电磁波，得到被测信号。

即使与被测物理之间没有距离，本发明也完全适用。例如，作为被测对象的物理量是风速时，通过把气象上使用的风速计的转速做为被测信号21a，可以求出平均风速。此外当物理量是河流、海流、潮流等的流速或者管内水流的流速时，也能够通过根据叶片的旋转速度测定流速的流速计，来进行测定。此外，当将车轮等的旋转变换为频率的变化，并由分频部2分频，将分频次数24传送给频率运算部3时，也能够测定转速。

在测定周期变化的温度时，当然也可以从与温度变化相对应的频率变化得到温度传感器的输出。

本发明也适用于下述情况，即把半导体元件做为测定物，把半导体的电气特性做为物理量，该电的特性转变为频率变化进行检测。这种情况下，例如，当一对电极之间流过电流，在与该电极表面垂直方向上相对配置的另一个电极的表面产生垂直磁场，该电极之间产生的电压转变为频率变化时，可以通过霍尔效应，测定由于半导体元件动作引起的半导体载流子密度的变化。如果通过传感器检测半导体元件其它的电气特性引起的频率变化时，也能够很容易的测出该半导体特性的变化。当然，本发明也适用于半导体元件光学特性引起的频率变化。此外，除半导体元件外，如果二极管、晶体管、电容器等单体元件的电特性可以转化为频率变化，则本发明也同样适用。

这样，只要是可以转变为频率变化的物理量的变化，如长度、质量、压力、速度、流速、流量、粘性、温度、电气特性、光学特性等都可以做为本发明的适用对象。

根据如上所述的本发明，不需要用来使基准时钟振荡器的频率输出稳定的恒温槽，就可以测定频率变化。

Claims

1.一种频率变化测定装置，其特征在于：具有：分频装置，将频率随物理量变化而改变的被测信号分频，并输出分频信号；

计数装置，对上述分频信号进行计数并算出分频次数；

分频传送装置，将上述分频次数与上述分频信号同步并传送；

分频次数接收装置，接收上述分频次数传送装置传送来的分频次数，并将该分频次数输出；

使基准时钟振荡的基准时钟振荡器；

运算装置，根据上述基准时钟振荡器的输出频率和上述分频次数，求出上述被测信号的频率变化；及

用于驱动所述分频次数接收装置、基准时钟振荡器和运算装置的电源。

2.根据权利要求1所述的频率变化测定装置，其特征在于：上述运算装置根据上述基准时钟振荡装置的频率输出的计数值和上述分频次数，求出上述被测信号的频率变化。

3.根据权利要求1所述的频率变化测定装置，其特征在于：上述运算装置根据上述基准时钟振荡装置的频率输出和上述分频次数的计数值，求出上述被测信号的频率变化。

4.根据权利要求1所述的频率变化测定装置，其特征在于：上述运算装置根据上述基准时钟振荡装置的频率输出的计数值和上述分频次数，求出上述被测信号的频率变化；

通过无线方式从上述分频次数传送装置向上述分频次数接收装置传送分频次数。

5.根据权利要求1所述的频率变化测定装置，其特征在于：上述运算装置根据上述基准时钟振荡装置的频率输出和上述分频次数的计数值，求出上述被测信号的频率变化；

6.一种频率变化测定装置，其特征在于：具有：

分频装置，将频率随物理量变化而改变的被测信号分频，并输出分频信号；

第一计数装置，对上述分频信号进行计数，并算出分频次数；

分频传送装置，同步传送上述分频次数；

第2计数装置，对使基准时钟振荡的基准时钟振荡装置的频率输出进行计数；

锁存装置，根据与上述分频次数接收装置的分频次数同步的信号，对该第2计数装置得到的计数值进行锁存；

运算装置，根据锁存装置锁存的计数值及上述分频次数，求出上述被测信号的频率变化。

7.根据权利要求6所述的频率变化测定装置，其特征在于：上述基准时钟振荡装置具有与产生标准时间的计时装置同步振荡的频率输出。

8.根据权利要求6所述的频率变化测定装置，其特征在于：还具有驱动上述分频次数接收装置、上述锁存装置、上述第2计数装置、上述运算装置的电源，该电源间歇地接通。

9.根据权利要求6所述的频率变化测定装置，其特征在于：上述被测信号有多个，与该多个被测信号对应，各具有上述分频装置、上述第1计数装置以及上述分频次数传送装置，根据这些多个被测信号算出的分频次数至少由1个分频次数接收装置接收。

10.根据权利要求6所述的频率变化测定装置，其特征在于：上述分频装置、上述第1计数装置以及上述分频次数传送装置组成一体，构成分频部；

上述分频次数接收装置、上述第2计数装置、上述锁存装置以及上述运算装置组成一体，构成频率运算部，

从上述分频次数传送装置向上述分频次数接收装置传送分频次数是通过无线方式进行的。

11.根据权利要求6所述的频率变化测定装置，其特征在于：还具有驱动上述分频次数接收装置、上述第2计数装置、上述锁存装置、上述运算装置的电源，该电源可以间歇地接通；

还具有根据上述运算处理装置的输出，对上述电源的通断进行程序控制的程序控制器。