JP2001153639A - 磁歪線を用いた測尺装置 - Google Patents
磁歪線を用いた測尺装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化等で超音波振動が磁歪線を伝搬する
速度及びレシーブ波の振幅が変化しても誤差のない位置
検出が可能な磁歪線を用いた測尺装置を提案する。 【解決手段】 この磁歪線を用いた測尺装置は、ドライ
ブコイル２に印加する駆動パルスにより磁歪線１に超音
波振動を発生させるタイミングを、磁歪線１を伝搬する
超音波振動が磁歪線１の他端の開放端で反射して、ドラ
イブコイル２の位置まで戻ってくる時間に同期させ、超
音波振動が磁歪線１を伝搬し、磁石片４の配設された位
置を通過するとき、レシーブコイル３に発生するレシー
ブ波信号を検出してから、更に超音波振動が磁歪線１の
他端の開放端で反射して、再度磁石片４の配設された位
置を通過するとき、レシーブコイル３に発生する反射レ
シーブ波信号を検出するまでの時間により、磁石片４の
位置を測定するものである。
速度及びレシーブ波の振幅が変化しても誤差のない位置
検出が可能な磁歪線を用いた測尺装置を提案する。 【解決手段】 この磁歪線を用いた測尺装置は、ドライ
ブコイル２に印加する駆動パルスにより磁歪線１に超音
波振動を発生させるタイミングを、磁歪線１を伝搬する
超音波振動が磁歪線１の他端の開放端で反射して、ドラ
イブコイル２の位置まで戻ってくる時間に同期させ、超
音波振動が磁歪線１を伝搬し、磁石片４の配設された位
置を通過するとき、レシーブコイル３に発生するレシー
ブ波信号を検出してから、更に超音波振動が磁歪線１の
他端の開放端で反射して、再度磁石片４の配設された位
置を通過するとき、レシーブコイル３に発生する反射レ
シーブ波信号を検出するまでの時間により、磁石片４の
位置を測定するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガソリンス
タンドのガソリンンタンクの液面の測定、油圧シリンダ
ー内部に組み込みピストンロッドのストローク検出また
は各種産業機械の可動部の位置検出等に使用して好適な
磁歪線を用いた測尺装置に関する。
タンドのガソリンンタンクの液面の測定、油圧シリンダ
ー内部に組み込みピストンロッドのストローク検出また
は各種産業機械の可動部の位置検出等に使用して好適な
磁歪線を用いた測尺装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁場をかけるとその長さが伸長ま
たは縮小する超音波磁歪遅延線を用いた測長装置として
本出願人が提案している特公平７−６２６１２号公報記
載の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置がある。
たは縮小する超音波磁歪遅延線を用いた測長装置として
本出願人が提案している特公平７−６２６１２号公報記
載の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置がある。
【０００３】以下に、図４を参照して従来の超音波磁歪
遅延線を用いた測長装置について説明する。図４におい
て、１は超音波磁歪遅延線（磁歪線）であり、２は送波
器に設けられたドライブコイルであり、超音波磁歪遅延
線１の一端に配接される。３は検出コイル（レシーブコ
イル）であり、超音波磁歪遅延線１の外周に測長範囲の
全域に亘って巻回される。４は超音波磁歪遅延線１の長
さ方向の測長範囲全域にわたって移動可能に所定距離離
隔して対向して配置された磁石片である。５は駆動パル
ス発生回路であり、反射波検出に同期して送波器のドラ
イブコイル２に所定の駆動パルスＡを印加する。６はレ
シーブコイル３に発生するレシーブ波の誘起電圧として
のレーシーブ波信号Ｂを検出するレシーブ波検出回路で
ある。７はドライブコイル２に発生した反射波を検出す
る反射波検出回路である。８は演算回路であり、反射波
検出から次の反射波検出までの時間（超音波振動が磁歪
線１を１往復する時間）と反射波検出からレシーブ波検
出までの遅れ時間を計算してその距離に相当する信号を
出力端子から出力するようにするものである。Ｃは送波
器のドライブコイル２により磁歪線１の長さ方向に伝搬
する超音波振動の反射レシーブ波信号である。
遅延線を用いた測長装置について説明する。図４におい
て、１は超音波磁歪遅延線（磁歪線）であり、２は送波
器に設けられたドライブコイルであり、超音波磁歪遅延
線１の一端に配接される。３は検出コイル（レシーブコ
イル）であり、超音波磁歪遅延線１の外周に測長範囲の
全域に亘って巻回される。４は超音波磁歪遅延線１の長
さ方向の測長範囲全域にわたって移動可能に所定距離離
隔して対向して配置された磁石片である。５は駆動パル
ス発生回路であり、反射波検出に同期して送波器のドラ
イブコイル２に所定の駆動パルスＡを印加する。６はレ
シーブコイル３に発生するレシーブ波の誘起電圧として
のレーシーブ波信号Ｂを検出するレシーブ波検出回路で
ある。７はドライブコイル２に発生した反射波を検出す
る反射波検出回路である。８は演算回路であり、反射波
検出から次の反射波検出までの時間（超音波振動が磁歪
線１を１往復する時間）と反射波検出からレシーブ波検
出までの遅れ時間を計算してその距離に相当する信号を
出力端子から出力するようにするものである。Ｃは送波
器のドライブコイル２により磁歪線１の長さ方向に伝搬
する超音波振動の反射レシーブ波信号である。
【０００４】上述の装置では、図５に示すように、駆動
パルス発生回路５からの駆動パルスＡによって、送波器
のドライブコイル２から超音波磁歪遅延線１に超音波振
動を加えると、超音波磁歪遅延線１を超音波が伝搬して
ゆく。レシーブ波信号Ｂはレシーブコイル３に発生する
電圧の信号波形である。Ｔ１は超音波振動が超音波磁歪
遅延線１内を１往復する時間である。Ｔ２は駆動パルス
Ａからレシーブ波信号Ｂまでの時間である。
パルス発生回路５からの駆動パルスＡによって、送波器
のドライブコイル２から超音波磁歪遅延線１に超音波振
動を加えると、超音波磁歪遅延線１を超音波が伝搬して
ゆく。レシーブ波信号Ｂはレシーブコイル３に発生する
電圧の信号波形である。Ｔ１は超音波振動が超音波磁歪
遅延線１内を１往復する時間である。Ｔ２は駆動パルス
Ａからレシーブ波信号Ｂまでの時間である。
【０００５】駆動パルス発生回路５から送波器のドライ
ブコイル２に駆動パルスＡを印加するとドライブコイル
２に瞬間的に磁界が発生する。このドライブコイル２に
発生した磁界により瞬間的に超音波磁歪遅延線１に磁歪
現象が起こり、超音波磁歪遅延線１を超音波振動が伝搬
していく。
ブコイル２に駆動パルスＡを印加するとドライブコイル
２に瞬間的に磁界が発生する。このドライブコイル２に
発生した磁界により瞬間的に超音波磁歪遅延線１に磁歪
現象が起こり、超音波磁歪遅延線１を超音波振動が伝搬
していく。
【０００６】このとき、レシーブコイル３だけではレシ
ーブコイル３にパルス電圧は発生しないが、超音波磁歪
遅延線１に接近して磁石片４を置くと、超音波磁歪遅延
線１が部分的に磁化されるため、この磁石片４を超音波
振動が通過するとき、レシーブコイル３の透磁率が小さ
くなるいわゆる逆磁歪現象によりレシーブコイル３に誘
導起電力によるレシーブ波信号Ｂが発生する。レシーブ
波検出回路６では、レシーブ波の振幅がレシーブ波検出
レベルＶｔｈより大きくなった時点を検出する。
ーブコイル３にパルス電圧は発生しないが、超音波磁歪
遅延線１に接近して磁石片４を置くと、超音波磁歪遅延
線１が部分的に磁化されるため、この磁石片４を超音波
振動が通過するとき、レシーブコイル３の透磁率が小さ
くなるいわゆる逆磁歪現象によりレシーブコイル３に誘
導起電力によるレシーブ波信号Ｂが発生する。レシーブ
波検出回路６では、レシーブ波の振幅がレシーブ波検出
レベルＶｔｈより大きくなった時点を検出する。
【０００７】このレシーブ波信号Ｂの超音波信号は更に
磁歪線１を伝搬していき、ドライブコイル２と反対側の
開放端で反射し、磁石片４の位置を再度通過するが、こ
のとき反射レシーブ波信号Ｃが発生する。そして、また
ドライブコイル２の位置まで戻ってくる。
磁歪線１を伝搬していき、ドライブコイル２と反対側の
開放端で反射し、磁石片４の位置を再度通過するが、こ
のとき反射レシーブ波信号Ｃが発生する。そして、また
ドライブコイル２の位置まで戻ってくる。
【０００８】超音波振動がドライブコイル２の位置まで
戻ってきたとき、ドライブコイル２に逆磁歪現象による
誘導起電力が発生し反射波が発生する。尚、図示してな
いが、ドライブコイルには超音波振動を発生させる磁界
の動作点を最適にするための磁石片があり、常に一定の
磁界が加わっている。この反射波を反射波検出回路７で
検出する。駆動パルス検出回路５では、反射波検出と同
期してドライブコイル２に駆動パルスを送る。
戻ってきたとき、ドライブコイル２に逆磁歪現象による
誘導起電力が発生し反射波が発生する。尚、図示してな
いが、ドライブコイルには超音波振動を発生させる磁界
の動作点を最適にするための磁石片があり、常に一定の
磁界が加わっている。この反射波を反射波検出回路７で
検出する。駆動パルス検出回路５では、反射波検出と同
期してドライブコイル２に駆動パルスを送る。
【０００９】超音波振動が磁歪線を１往復してきたとき
新しい超音波振動を発生させるため、磁歪線１には常に
１つの超音波振動が伝搬している。
新しい超音波振動を発生させるため、磁歪線１には常に
１つの超音波振動が伝搬している。
【００１０】これにより、演算回路８では、駆動パルス
発生から次の駆動パルス発生までの時間Ｔ１、つまり超
音波振動が磁歪線１を１往復する時間と、駆動パルス発
生からレシーブ波検出までの時間Ｔ２を演算して、距離
に相当する信号を出力する。
発生から次の駆動パルス発生までの時間Ｔ１、つまり超
音波振動が磁歪線１を１往復する時間と、駆動パルス発
生からレシーブ波検出までの時間Ｔ２を演算して、距離
に相当する信号を出力する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置では、超音波
振動が超音波磁歪遅延線１を往復する時間をＴ１、反射
検出からレシーブ波検出までの時間をＴ２、磁歪線１の
長さをＬ、ドライブコイル２から磁石片４までの距離を
Ｓ、超音波振動が磁歪線１を伝搬する速度をＶとする
と、Ｔ１は数１式、Ｔ２は数２式となることから、Ｓは
数３式となる。
従来の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置では、超音波
振動が超音波磁歪遅延線１を往復する時間をＴ１、反射
検出からレシーブ波検出までの時間をＴ２、磁歪線１の
長さをＬ、ドライブコイル２から磁石片４までの距離を
Ｓ、超音波振動が磁歪線１を伝搬する速度をＶとする
と、Ｔ１は数１式、Ｔ２は数２式となることから、Ｓは
数３式となる。
【００１２】
【数１】Ｔ１＝２Ｌ／Ｖ
【００１３】
【数２】Ｔ２＝Ｓ／Ｖ
【００１４】
【数３】Ｓ＝（Ｔ２／Ｔ１）・２Ｌ
【００１５】このことから、磁歪線を超音波振動が伝搬
する速度Ｖが温度変化等により変化しても、伝搬速度Ｖ
に依存することなくドライブコイル２から磁石片４まで
の距離Ｓを求めることができる。要するに、伝搬速度Ｖ
の変化を補正することができる。しかし、図６に示すよ
うに、温度変化等によりレシーブ波信号Ｂの振幅が変化
した場合、これを補正する機能を持っていないため、検
出誤差が発生するという不都合があった。
する速度Ｖが温度変化等により変化しても、伝搬速度Ｖ
に依存することなくドライブコイル２から磁石片４まで
の距離Ｓを求めることができる。要するに、伝搬速度Ｖ
の変化を補正することができる。しかし、図６に示すよ
うに、温度変化等によりレシーブ波信号Ｂの振幅が変化
した場合、これを補正する機能を持っていないため、検
出誤差が発生するという不都合があった。
【００１６】図６のレシーブ波信号Ｂは通常の振幅の波
形を示し、Ｂ’は振幅が小さいときを示している。図６
において、共にレシーブ波検出レベルＶｔｈより大きく
なった時点を検出するため、駆動パルス発生からレシー
ブ波検出までの時間Ｔ２とＴ２’との間で差が出てしま
うため、この差が直接検出誤差となっていた。
形を示し、Ｂ’は振幅が小さいときを示している。図６
において、共にレシーブ波検出レベルＶｔｈより大きく
なった時点を検出するため、駆動パルス発生からレシー
ブ波検出までの時間Ｔ２とＴ２’との間で差が出てしま
うため、この差が直接検出誤差となっていた。
【００１７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、温度変化等により超音波振動が磁歪線を伝搬する速
度及びレシーブ波の振幅が変化しても誤差のない正確な
位置検出を可能にすることを目的とする磁歪線を用いた
測尺装置を提案しようとするものである。
で、温度変化等により超音波振動が磁歪線を伝搬する速
度及びレシーブ波の振幅が変化しても誤差のない正確な
位置検出を可能にすることを目的とする磁歪線を用いた
測尺装置を提案しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の磁歪線を用いた
測尺装置は、磁歪線の一端に送波器を配設し、他端を開
放端とし、磁歪線の外周に測長範囲全域に亘って検出コ
イルを配設し、磁歪線に沿って検出片を移動可能に配設
し、送波器に加える駆動パルスに対する検出コイルに信
号波形電圧が発生するまでの時間により、検出片の位置
を測定する磁歪線を用いた測尺装置において、送波器に
印加する駆動パルスにより磁歪線に超音波振動を発生さ
せるタイミングを、磁歪線を伝搬する超音波振動が磁歪
線の他端の開放端で反射して、送波器の配設される位置
まで戻ってくる時間に同期させるようにし、超音波振動
が磁歪線を伝搬し、検出片の配設された位置を通過する
とき、検出コイルに発生する信号波形電圧を検出してか
ら、更に超音波振動が磁歪線の他端の開放端で反射し
て、再度検出片の配設された位置を通過するとき、検出
コイルに発生する反射信号波形電圧を検出するまでの時
間により、検出片の位置を測定するようにしたものであ
る。
測尺装置は、磁歪線の一端に送波器を配設し、他端を開
放端とし、磁歪線の外周に測長範囲全域に亘って検出コ
イルを配設し、磁歪線に沿って検出片を移動可能に配設
し、送波器に加える駆動パルスに対する検出コイルに信
号波形電圧が発生するまでの時間により、検出片の位置
を測定する磁歪線を用いた測尺装置において、送波器に
印加する駆動パルスにより磁歪線に超音波振動を発生さ
せるタイミングを、磁歪線を伝搬する超音波振動が磁歪
線の他端の開放端で反射して、送波器の配設される位置
まで戻ってくる時間に同期させるようにし、超音波振動
が磁歪線を伝搬し、検出片の配設された位置を通過する
とき、検出コイルに発生する信号波形電圧を検出してか
ら、更に超音波振動が磁歪線の他端の開放端で反射し
て、再度検出片の配設された位置を通過するとき、検出
コイルに発生する反射信号波形電圧を検出するまでの時
間により、検出片の位置を測定するようにしたものであ
る。
【００１９】本発明によれば、以下の作用をする。温度
変化等により検出コイルに発生する信号波形電圧の振幅
が変化した場合でも、変化前後の検出される時間に差が
出ず誤差が発生しないため誤差のない正確な位置決めが
可能となる。
変化等により検出コイルに発生する信号波形電圧の振幅
が変化した場合でも、変化前後の検出される時間に差が
出ず誤差が発生しないため誤差のない正確な位置決めが
可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、図１乃至図３を参照して
本実施の形態の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置につ
いて説明する。図１において、１は磁歪線である。２は
ドライブコイル（送波器）であり、磁歪線１の一端に配
設される。３はレシーブコイル（検出コイル）であり、
磁歪線１の外周に測長範囲の全域に亘って巻回される。
４は磁歪線１の長さ方向の測長範囲全域にわたってに移
動可能に所定距離離隔して対向して配置された磁石片で
ある。５は駆動パルス発生回路であり、反射波検出に同
期してドライブコイル２に所定の駆動パルスＡを印加す
る。６はレシーブ波検出回路であり、レシーブコイル３
に発生する誘起電圧としてのレシーブ波信号Ｂ及び反射
レシーブ波信号Ｃを検出するものである。７はドライブ
コイル２に発生した反射波を検出する反射波検出回路で
ある。９は演算回路であり、反射波検出から次の反射波
検出までの時間（超音波振動が磁歪線１を１往復する時
間）とレシーブ波検出から反射レシーブ波検出までの遅
れ時間を計算してその距離に相当する信号を出力端子か
ら出力するようにするものである。
本実施の形態の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置につ
いて説明する。図１において、１は磁歪線である。２は
ドライブコイル（送波器）であり、磁歪線１の一端に配
設される。３はレシーブコイル（検出コイル）であり、
磁歪線１の外周に測長範囲の全域に亘って巻回される。
４は磁歪線１の長さ方向の測長範囲全域にわたってに移
動可能に所定距離離隔して対向して配置された磁石片で
ある。５は駆動パルス発生回路であり、反射波検出に同
期してドライブコイル２に所定の駆動パルスＡを印加す
る。６はレシーブ波検出回路であり、レシーブコイル３
に発生する誘起電圧としてのレシーブ波信号Ｂ及び反射
レシーブ波信号Ｃを検出するものである。７はドライブ
コイル２に発生した反射波を検出する反射波検出回路で
ある。９は演算回路であり、反射波検出から次の反射波
検出までの時間（超音波振動が磁歪線１を１往復する時
間）とレシーブ波検出から反射レシーブ波検出までの遅
れ時間を計算してその距離に相当する信号を出力端子か
ら出力するようにするものである。
【００２１】ここで、図１に示した本実施の形態の超音
波磁歪遅延線を用いた測長装置が図４に示した従来の超
音波磁歪遅延線を用いた測長装置と異なる点は、演算回
路９で、反射波検出から次の反射波検出までの時間（超
音波振動が磁歪線１を１往復する時間）とレシーブ波検
出から反射レシーブ波検出までの遅れ時間を計算してそ
の距離に相当する信号を出力する点である。
波磁歪遅延線を用いた測長装置が図４に示した従来の超
音波磁歪遅延線を用いた測長装置と異なる点は、演算回
路９で、反射波検出から次の反射波検出までの時間（超
音波振動が磁歪線１を１往復する時間）とレシーブ波検
出から反射レシーブ波検出までの遅れ時間を計算してそ
の距離に相当する信号を出力する点である。
【００２２】上述の装置では、図２に示すように、駆動
パルス発生回路５からの駆動パルスＡによって、送波器
のドライブコイル２から超音波磁歪遅延線１に超音波振
動を加えると、超音波磁歪遅延線１を超音波が伝搬して
ゆく。レシーブ波信号Ｂはレシーブコイル３に発生する
電圧の信号波形である。Ｔ１は超音波振動が超音波磁歪
遅延線１内を１往復する時間である。Ｔ３はレシーブ波
信号Ｂから反射レシーブ波信号Ｃの検出までの時間であ
る。
パルス発生回路５からの駆動パルスＡによって、送波器
のドライブコイル２から超音波磁歪遅延線１に超音波振
動を加えると、超音波磁歪遅延線１を超音波が伝搬して
ゆく。レシーブ波信号Ｂはレシーブコイル３に発生する
電圧の信号波形である。Ｔ１は超音波振動が超音波磁歪
遅延線１内を１往復する時間である。Ｔ３はレシーブ波
信号Ｂから反射レシーブ波信号Ｃの検出までの時間であ
る。
【００２３】駆動パルス発生回路５から送波器のドライ
ブコイル２に駆動パルスＡを印加するとドライブコイル
２に瞬間的に磁界が発生する。このドライブコイル２に
発生した磁界により瞬間的に超音波磁歪遅延線１に磁歪
現象が起こり、超音波磁歪遅延線１を超音波振動が伝搬
していく。
ブコイル２に駆動パルスＡを印加するとドライブコイル
２に瞬間的に磁界が発生する。このドライブコイル２に
発生した磁界により瞬間的に超音波磁歪遅延線１に磁歪
現象が起こり、超音波磁歪遅延線１を超音波振動が伝搬
していく。
【００２４】このとき、レシーブコイル３だけではレシ
ーブコイル３にパルス電圧は発生しないが、超音波磁歪
遅延線１に接近して磁石片４を置くと、超音波磁歪遅延
線１が部分的に磁化されるため、この磁石片４を超音波
振動が通過するとき、レシーブコイル３の透磁率が小さ
くなるいわゆる逆磁歪現象によりレシーブコイル３に誘
導起電力によるレシーブ波信号Ｂが発生する。レシーブ
波検出回路６では、レシーブ波の振幅がレシーブ波検出
レベルＶｔｈより大きくなった時点を検出する。
ーブコイル３にパルス電圧は発生しないが、超音波磁歪
遅延線１に接近して磁石片４を置くと、超音波磁歪遅延
線１が部分的に磁化されるため、この磁石片４を超音波
振動が通過するとき、レシーブコイル３の透磁率が小さ
くなるいわゆる逆磁歪現象によりレシーブコイル３に誘
導起電力によるレシーブ波信号Ｂが発生する。レシーブ
波検出回路６では、レシーブ波の振幅がレシーブ波検出
レベルＶｔｈより大きくなった時点を検出する。
【００２５】このレシーブ波信号Ｂの超音波信号は更に
磁歪線１を伝搬していき、ドライブコイル２と反対側の
開放端で反射し、磁石片４の位置を再度通過するが、こ
のとき反射レシーブ波信号Ｃが発生する。そして、また
ドライブコイル２の位置まで戻ってくる。
磁歪線１を伝搬していき、ドライブコイル２と反対側の
開放端で反射し、磁石片４の位置を再度通過するが、こ
のとき反射レシーブ波信号Ｃが発生する。そして、また
ドライブコイル２の位置まで戻ってくる。
【００２６】超音波振動がドライブコイル２の位置まで
戻ってきたとき、ドライブコイル２に逆磁歪現象による
誘導起電力が発生し反射波が発生する。尚、図示してな
いが、ドライブコイルには超音波振動を発生させる磁界
の動作点を最適にするための磁石片があり、常に一定の
磁界が加わっている。この反射波を反射波検出回路７で
検出する。駆動パルス検出回路５では、反射波検出と同
期してドライブコイル２に駆動パルスを送る。
戻ってきたとき、ドライブコイル２に逆磁歪現象による
誘導起電力が発生し反射波が発生する。尚、図示してな
いが、ドライブコイルには超音波振動を発生させる磁界
の動作点を最適にするための磁石片があり、常に一定の
磁界が加わっている。この反射波を反射波検出回路７で
検出する。駆動パルス検出回路５では、反射波検出と同
期してドライブコイル２に駆動パルスを送る。
【００２７】超音波振動が磁歪線を１往復してきたとき
新しい超音波振動を発生させるため、磁歪線１には常に
１つの超音波振動が伝搬している。
新しい超音波振動を発生させるため、磁歪線１には常に
１つの超音波振動が伝搬している。
【００２８】これにより、演算回路９では、駆動パルス
発生から次の駆動パルス発生までの時間Ｔ１、つまり超
音波振動が磁歪線１を１往復する時間と、レシーブ波Ｂ
の検出から反射レシーブ波Ｃの検出までの時間Ｔ３を演
算して、距離に相当する信号を出力する。
発生から次の駆動パルス発生までの時間Ｔ１、つまり超
音波振動が磁歪線１を１往復する時間と、レシーブ波Ｂ
の検出から反射レシーブ波Ｃの検出までの時間Ｔ３を演
算して、距離に相当する信号を出力する。
【００２９】図３において、Ｂは通常のレシーブ波信号
波形を示し、Ｃは通常の反射レシーブ波信号波形を示
し、Ｂ’は波形が小さいときのレシーブ波信号波形を示
し、Ｃ’は波形が小さいときの反射レシーブ波信号波形
を示す。図３に示すように温度変化等によりレシーブ波
Ｂの振幅がＢ’に変化した場合、それと同様に反射レシ
ーブ波Ｃの振幅もＣ’に変化する。そのため、レシーブ
波検出レベルＶｔｈより大きくなった時点を検出する、
通常のレシーブ波信号Ｂの検出から反射レシーブ波信号
Ｃの検出までの時間Ｔ３は、振幅の小さいレシーブ波信
号Ｂ’の検出から反射レシーブ波信号Ｃ’の検出までの
時間Ｔ３’と変わらない。
波形を示し、Ｃは通常の反射レシーブ波信号波形を示
し、Ｂ’は波形が小さいときのレシーブ波信号波形を示
し、Ｃ’は波形が小さいときの反射レシーブ波信号波形
を示す。図３に示すように温度変化等によりレシーブ波
Ｂの振幅がＢ’に変化した場合、それと同様に反射レシ
ーブ波Ｃの振幅もＣ’に変化する。そのため、レシーブ
波検出レベルＶｔｈより大きくなった時点を検出する、
通常のレシーブ波信号Ｂの検出から反射レシーブ波信号
Ｃの検出までの時間Ｔ３は、振幅の小さいレシーブ波信
号Ｂ’の検出から反射レシーブ波信号Ｃ’の検出までの
時間Ｔ３’と変わらない。
【００３０】これにより、温度変化等によりレシーブ波
の振幅が変化した場合でも、検出される時間Ｔ３および
Ｔ３’に差が出ず誤差が発生しないため誤差のない正確
な位置決めが可能となる。
の振幅が変化した場合でも、検出される時間Ｔ３および
Ｔ３’に差が出ず誤差が発生しないため誤差のない正確
な位置決めが可能となる。
【００３１】また、超音波振動が磁歪線１内を１往復す
る時間をＴ１、レシーブコイル３に発生するレシーブ波
信号Ｂの検出から反射レシーブ波信号Ｃの検出までの時
間をＴ３、磁歪線１の長さをＬ、ドライブコイル２から
磁石片４までの長さをＳ、超音波振動が磁歪線１を伝搬
する速度をＶとすると、Ｔ１は数４式、Ｔ３は数５式に
示すようになることから、数４式および数５式からＶを
消去することによりＳは数６式となる。
る時間をＴ１、レシーブコイル３に発生するレシーブ波
信号Ｂの検出から反射レシーブ波信号Ｃの検出までの時
間をＴ３、磁歪線１の長さをＬ、ドライブコイル２から
磁石片４までの長さをＳ、超音波振動が磁歪線１を伝搬
する速度をＶとすると、Ｔ１は数４式、Ｔ３は数５式に
示すようになることから、数４式および数５式からＶを
消去することによりＳは数６式となる。
【００３２】
【数４】Ｔ１＝２Ｌ／Ｖ
【００３３】
【数５】Ｔ３＝２（Ｌ−Ｓ）／Ｖ
【００３４】
【数６】Ｓ＝（１−Ｔ３／Ｔ１）・Ｌ
【００３５】これより、超音波振動が磁歪線１を伝搬す
る速度Ｖが温度変化等により変化しても、伝搬速度Ｖに
依存することなくドライブコイル２から磁石片４までの
距離Ｓを求めることができる。
る速度Ｖが温度変化等により変化しても、伝搬速度Ｖに
依存することなくドライブコイル２から磁石片４までの
距離Ｓを求めることができる。
【００３６】これにより、本実施の形態の磁歪線を用い
た測尺装置によれば、温度変化等により超音波振動が磁
歪線を伝搬する速度及びレシーブ波の振幅が変化しても
誤差のない正確な位置検出が可能となる。
た測尺装置によれば、温度変化等により超音波振動が磁
歪線を伝搬する速度及びレシーブ波の振幅が変化しても
誤差のない正確な位置検出が可能となる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の磁歪線を用いた測尺装置は、磁
歪線の一端に送波器を配設し、他端を開放端とし、磁歪
線の外周に測長範囲全域に亘って検出コイルを配設し、
磁歪線に沿って検出片を移動可能に配設し、送波器に加
える駆動パルスに対する検出コイルに信号波形電圧が発
生するまでの時間により、検出片の位置を測定する磁歪
線を用いた測尺装置において、送波器に印加する駆動パ
ルスにより磁歪線に超音波振動を発生させるタイミング
を、磁歪線を伝搬する超音波振動が磁歪線の他端の開放
端で反射して、送波器の配設される位置まで戻ってくる
時間に同期させるようにし、超音波振動が磁歪線を伝搬
し、検出片の配設された位置を通過するとき、検出コイ
ルに発生する信号波形電圧を検出してから、更に超音波
振動が磁歪線の他端の開放端で反射して、再度検出片の
配設された位置を通過するとき、検出コイルに発生する
反射信号波形電圧を検出するまでの時間により、検出片
の位置を測定するようにしたので、温度変化等により検
出コイルに発生する信号波形電圧の振幅が変化した場合
でも、変化前後の検出される時間に差が出ず誤差が発生
しないため誤差のない正確な位置決めを可能とすること
ができるという効果を奏する。
歪線の一端に送波器を配設し、他端を開放端とし、磁歪
線の外周に測長範囲全域に亘って検出コイルを配設し、
磁歪線に沿って検出片を移動可能に配設し、送波器に加
える駆動パルスに対する検出コイルに信号波形電圧が発
生するまでの時間により、検出片の位置を測定する磁歪
線を用いた測尺装置において、送波器に印加する駆動パ
ルスにより磁歪線に超音波振動を発生させるタイミング
を、磁歪線を伝搬する超音波振動が磁歪線の他端の開放
端で反射して、送波器の配設される位置まで戻ってくる
時間に同期させるようにし、超音波振動が磁歪線を伝搬
し、検出片の配設された位置を通過するとき、検出コイ
ルに発生する信号波形電圧を検出してから、更に超音波
振動が磁歪線の他端の開放端で反射して、再度検出片の
配設された位置を通過するとき、検出コイルに発生する
反射信号波形電圧を検出するまでの時間により、検出片
の位置を測定するようにしたので、温度変化等により検
出コイルに発生する信号波形電圧の振幅が変化した場合
でも、変化前後の検出される時間に差が出ず誤差が発生
しないため誤差のない正確な位置決めを可能とすること
ができるという効果を奏する。
【００３８】また、この発明の磁歪線を用いた測尺装置
は、上述において、駆動パルスにより磁歪線に超音波振
動を発生させてから、磁歪線を伝搬する超音波振動が磁
歪線の他端の開放端で反射して、送波器の配設される位
置まで戻ってきて次の駆動パルスを発生させる時間と、
超音波振動が磁歪線を伝搬し、検出片の配設された位置
を通過するとき、検出コイルに発生する信号波形電圧を
検出してから、更に超音波振動が磁歪線の他端の開放端
で反射して、再度検出片の配設された位置を通過すると
き、検出コイルに発生する反射信号波形電圧を検出する
までの時間の比から検出片の位置を測定するので、温度
変化等により超音波振動が磁歪線を伝搬する速度及び検
出コイルに発生する信号波形の振幅が変化しても誤差の
ない正確な位置検出を可能とすることができるという効
果を奏する。
は、上述において、駆動パルスにより磁歪線に超音波振
動を発生させてから、磁歪線を伝搬する超音波振動が磁
歪線の他端の開放端で反射して、送波器の配設される位
置まで戻ってきて次の駆動パルスを発生させる時間と、
超音波振動が磁歪線を伝搬し、検出片の配設された位置
を通過するとき、検出コイルに発生する信号波形電圧を
検出してから、更に超音波振動が磁歪線の他端の開放端
で反射して、再度検出片の配設された位置を通過すると
き、検出コイルに発生する反射信号波形電圧を検出する
までの時間の比から検出片の位置を測定するので、温度
変化等により超音波振動が磁歪線を伝搬する速度及び検
出コイルに発生する信号波形の振幅が変化しても誤差の
ない正確な位置検出を可能とすることができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の磁歪線を用いた測尺装置の構成
図である。
図である。
【図２】本実施の形態の磁歪線を用いた測尺装置の波形
図である。
図である。
【図３】本実施の形態の磁歪線を用いた測尺装置の波形
図である。
図である。
【図４】従来の磁歪線を用いた測尺装置の構成図であ
る。
る。
【図５】従来の磁歪線を用いた測尺装置の波形図であ
る。
る。
【図６】従来の磁歪線を用いた測尺装置の波形図であ
る。
る。
１……磁歪線、２……ドライブコイル、３……レシーブ
コイル、４……磁石片、５……駆動パルス発生回路、６
……レシーブ波検出回路、７……反射波検出回路、９…
…演算回路
コイル、４……磁石片、５……駆動パルス発生回路、６
……レシーブ波検出回路、７……反射波検出回路、９…
…演算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA02 CB01 DA05 EA02 GA56 KA01 2F068 AA02 EE03 FF25 GG02 MM15 2F077 AA13 CC02 LL03 LL07
Claims (2)
- 【請求項１】 磁歪線の一端に送波器を配設し、他端を
開放端とし、上記磁歪線の外周に測長範囲全域に亘って
検出コイルを配設し、上記磁歪線に沿って検出片を移動
可能に配設し、上記送波器に加える駆動パルスに対する
上記検出コイルに信号波形電圧が発生するまでの時間に
より、上記検出片の位置を測定する磁歪線を用いた測尺
装置において、 上記送波器に印加する上記駆動パルスにより上記磁歪線
に超音波振動を発生させるタイミングを、上記磁歪線を
伝搬する上記超音波振動が上記磁歪線の他端の開放端で
反射して、上記送波器の配設される位置まで戻ってくる
時間に同期させるようにし、 上記超音波振動が上記磁歪線を伝搬し、上記検出片の配
設された位置を通過するとき、上記検出コイルに発生す
る信号波形電圧を検出してから、更に上記超音波振動が
上記磁歪線の他端の開放端で反射して、再度上記検出片
の配設された位置を通過するとき、上記検出コイルに発
生する反射信号波形電圧を検出するまでの時間により、
上記検出片の位置を測定するようにしたことを特徴とす
る磁歪線を用いた測尺装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁歪線を用いた測尺装置
において、 上記駆動パルスにより上記磁歪線に超音波振動を発生さ
せてから、上記磁歪線を伝搬する上記超音波振動が上記
磁歪線の他端の開放端で反射して、上記送波器の配設さ
れる位置まで戻ってきて次の駆動パルスを発生させる時
間と、上記超音波振動が上記磁歪線を伝搬し、上記検出
片の配設された位置を通過するとき、上記検出コイルに
発生する信号波形電圧を検出してから、更に上記超音波
振動が上記磁歪線の他端の開放端で反射して、再度上記
検出片の配設された位置を通過するとき、上記検出コイ
ルに発生する反射信号波形電圧を検出するまでの時間の
比から上記検出片の位置を測定することを特徴とする磁
歪線を用いた測尺装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33297399A JP2001153639A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 磁歪線を用いた測尺装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33297399A JP2001153639A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 磁歪線を用いた測尺装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001153639A true JP2001153639A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18260901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33297399A Pending JP2001153639A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 磁歪線を用いた測尺装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001153639A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1691173A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-16 | Gefran Sensori S.r.l. | Magnetostrictive position sensor |
| JP2020518810A (ja) * | 2017-05-24 | 2020-06-25 | シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲーＳｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | 回転部品の角度を決定する装置 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33297399A patent/JP2001153639A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1691173A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-16 | Gefran Sensori S.r.l. | Magnetostrictive position sensor |
| JP2020518810A (ja) * | 2017-05-24 | 2020-06-25 | シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲーＳｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | 回転部品の角度を決定する装置 |
| US11555688B2 (en) | 2017-05-24 | 2023-01-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device having two mutually spaced sensor loops for determining the angle of a rotating component |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040227 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060921 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090306 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090324 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090804 |