JP2650424B2 - 超音波距離センサ - Google Patents
超音波距離センサInfo
- Publication number
- JP2650424B2 JP2650424B2 JP1168451A JP16845189A JP2650424B2 JP 2650424 B2 JP2650424 B2 JP 2650424B2 JP 1168451 A JP1168451 A JP 1168451A JP 16845189 A JP16845189 A JP 16845189A JP 2650424 B2 JP2650424 B2 JP 2650424B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- distance
- time
- detected
- output
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【産業上の利用分野】 この発明は、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検
出する距離検出手段を備え、前記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。
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検
出する距離検出手段を備え、前記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。
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てこれを距離に換算し、この距
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。この場合、超音波パルスの発振制
御、発射から受波までの時間測定、距離への換算出力等
はマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）により
行われる。かかる超音波距離センサにおいて反射が欠落
したときは、被検出物体の有無に関係なくきめられた出
力値を出力するようになっている。
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てこれを距離に換算し、この距
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。この場合、超音波パルスの発振制
御、発射から受波までの時間測定、距離への換算出力等
はマイクロコンピュータ（以下マイコンと称す）により
行われる。かかる超音波距離センサにおいて反射が欠落
したときは、被検出物体の有無に関係なくきめられた出
力値を出力するようになっている。
上述した超音波距離センサにおいては、超音波振動子
から超音波パルスが発射される毎に距離換算データをそ
の都度逐次出力しているが、測定中にたとえば風や空気
の対流などに影響されて反射波がふらつくという現象
（以下これをゆらぎ現象と称する）か起こり、このゆら
ぎ現象により被検出物体の反射波が得られたり得られな
かったりする出力が大幅に変動するという問題があっ
た。 この発明の目的は、上述した事情に鑑み、測定中にゆ
らぎ現象が起こり被検出物体からの反射波が不安定な状
態の時でも出力が大幅に変動することがなく、さらにま
た検出環境の変化に対応できるようにした超音波距離セ
ンサを提供することにある。
から超音波パルスが発射される毎に距離換算データをそ
の都度逐次出力しているが、測定中にたとえば風や空気
の対流などに影響されて反射波がふらつくという現象
（以下これをゆらぎ現象と称する）か起こり、このゆら
ぎ現象により被検出物体の反射波が得られたり得られな
かったりする出力が大幅に変動するという問題があっ
た。 この発明の目的は、上述した事情に鑑み、測定中にゆ
らぎ現象が起こり被検出物体からの反射波が不安定な状
態の時でも出力が大幅に変動することがなく、さらにま
た検出環境の変化に対応できるようにした超音波距離セ
ンサを提供することにある。
本発明では、上記目的を達成するため、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
たり反射してこの超音波の発射点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
の距離を検出する距離検出手段と外部から電圧が印加さ
れるA/D変換部を備え、前記距離検出手段により検出さ
れた距離に相応する電圧を出力する超音波センサにおい
て、前記距離検出手段からの距離換算データを逐次メモ
リに書き込んで保持し、反射波が受波されないとき前記
メモリに格納された前回の距離換算データの出力を保持
する時間を、前記A/D変換部に印加される電圧値に応じ
て任意に調節できるようにしたものである。
波パルスを発射し、この超音波パルスが被検出物体に当
たり反射してこの超音波の発射点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
の距離を検出する距離検出手段と外部から電圧が印加さ
れるA/D変換部を備え、前記距離検出手段により検出さ
れた距離に相応する電圧を出力する超音波センサにおい
て、前記距離検出手段からの距離換算データを逐次メモ
リに書き込んで保持し、反射波が受波されないとき前記
メモリに格納された前回の距離換算データの出力を保持
する時間を、前記A/D変換部に印加される電圧値に応じ
て任意に調節できるようにしたものである。
距離換算データを逐次メモリに書き込んで保持し、反
射波欠落に対してはメモリに格納された前回の距離換算
データを出力させることにより、ゆらぎ現象や被検出物
体の傾きなどによる反射波の欠落が起きた場合にも出力
が大幅に変動することなく安定度が増すとともに前記前
回の距離換算データの出力保持時間を検出環境の変化に
対応して任意に調節することができる。
射波欠落に対してはメモリに格納された前回の距離換算
データを出力させることにより、ゆらぎ現象や被検出物
体の傾きなどによる反射波の欠落が起きた場合にも出力
が大幅に変動することなく安定度が増すとともに前記前
回の距離換算データの出力保持時間を検出環境の変化に
対応して任意に調節することができる。
本発明の実施例を第１図に示すブロック図に基づいて
説明する。ここで超音波距離センサは超音波振動子1,超
音波送波回路2,超音波受波回路3,マイコン4,A/D変換器4
a,出力回路5,直流電源6,可変抵抗器6aなどを備え、超音
波送波回路２は、マイコン４の指令で超音波周波を発振
し、超音波振動子１から超音波パルスを発射するように
接続されている。超音波受波回路３は超音波振動子１か
ら発射した超音波パルスが被検出物体に当たり、反射さ
れた反射波を受波して増幅し、マイコン４に入力するよ
うに接続されている。マイコン４はROM,RAM,レジスタの
ほかにプリセットカウンタなどを備え、各部を制御する
とともに超音波振動子１から発射された超音波パルスが
被検出物体に当たって再び超音波振動子に到達するまで
の時間を演算し、距離に換算する。すなわちマイコン４
は距離算出手段の役目をする。 次にこの発明の実施例である超音波距離センサの動作
を第２図に示すフローチャートに基づき説明する。第２
図におけるS1,S2……等のＳ番号はフローチャートの各
ステップの番号を示す。 まず可変抵抗器6aを調節してマイコン４のA/D変換部4
aに適当な電圧を印加し、マイコン５をスタートする。A
/D変換部4aは前記印加されたアナログ電圧をデジタル値
に変換し（S31）、プリセットカウンタに２値信号の
「１」をセットする（S32）。次にステップS33において
超音波送波回路２からのトーンバースト信号を超音波振
動子１から超音波パルスとして発射する。この超音波パ
ルスは被検出物体に当たり、ここで発射された反射波は
再び超音波振動子１に戻り受波されて電気パルスに変換
され、この電気パルスを超音波受波回路３で増幅処理し
てマイコン４に入力される。ステップS34において受波
信号ありと判断されるとステップS35に進んで超音波発
射時点からの経過時間を距離換算し、距離換算データを
RAMに格納する（S36）。その後RAMに格納した前記距離
換算データをレジスタにセット（S37）した後そのデー
タをプリセットカウンタにセットする（S38）。S38また
は後述のS45でセットされたレジスタ内容を出力回路５
に送り出した（S39）後、ステップS33に戻る。もしステ
ップS34において受波信号がないと判断された場合はプ
リセットカウンタから２値信号「１」を減算し（S4
0）、カウンタ値が「０」か否かをステップS41で判断す
る。ステップS10でカウント値が「０」であると判断さ
れると、定められた出力データをレジスタにセットし
（S42）、プリセットカウンタ4bに２値信号の「１」を
セットする（S42）。次にステップS42でレジスタにセッ
トされたデータをある設定時間出力回路に送り出した
（S42）後ステップS32へ戻る。前記設定時間はA/D変換
部にセットされたデジタル値の大小により調節される。
もしステップS41でカウンタ値が「０」でない場合はRAM
データをレジスタにセットし（S45）、このレジスタ内
容を出力回路に送出した（S39）後、ステップS33にな
る。この場合A/D変換部4aに印加される電圧が高く、プ
リセットカウンタ5bにプリセットされたデジタル値が多
ければ保持時間が長くなる。すなわち保持時間はマイコ
ン４の外部から調整できるようになっている。
説明する。ここで超音波距離センサは超音波振動子1,超
音波送波回路2,超音波受波回路3,マイコン4,A/D変換器4
a,出力回路5,直流電源6,可変抵抗器6aなどを備え、超音
波送波回路２は、マイコン４の指令で超音波周波を発振
し、超音波振動子１から超音波パルスを発射するように
接続されている。超音波受波回路３は超音波振動子１か
ら発射した超音波パルスが被検出物体に当たり、反射さ
れた反射波を受波して増幅し、マイコン４に入力するよ
うに接続されている。マイコン４はROM,RAM,レジスタの
ほかにプリセットカウンタなどを備え、各部を制御する
とともに超音波振動子１から発射された超音波パルスが
被検出物体に当たって再び超音波振動子に到達するまで
の時間を演算し、距離に換算する。すなわちマイコン４
は距離算出手段の役目をする。 次にこの発明の実施例である超音波距離センサの動作
を第２図に示すフローチャートに基づき説明する。第２
図におけるS1,S2……等のＳ番号はフローチャートの各
ステップの番号を示す。 まず可変抵抗器6aを調節してマイコン４のA/D変換部4
aに適当な電圧を印加し、マイコン５をスタートする。A
/D変換部4aは前記印加されたアナログ電圧をデジタル値
に変換し（S31）、プリセットカウンタに２値信号の
「１」をセットする（S32）。次にステップS33において
超音波送波回路２からのトーンバースト信号を超音波振
動子１から超音波パルスとして発射する。この超音波パ
ルスは被検出物体に当たり、ここで発射された反射波は
再び超音波振動子１に戻り受波されて電気パルスに変換
され、この電気パルスを超音波受波回路３で増幅処理し
てマイコン４に入力される。ステップS34において受波
信号ありと判断されるとステップS35に進んで超音波発
射時点からの経過時間を距離換算し、距離換算データを
RAMに格納する（S36）。その後RAMに格納した前記距離
換算データをレジスタにセット（S37）した後そのデー
タをプリセットカウンタにセットする（S38）。S38また
は後述のS45でセットされたレジスタ内容を出力回路５
に送り出した（S39）後、ステップS33に戻る。もしステ
ップS34において受波信号がないと判断された場合はプ
リセットカウンタから２値信号「１」を減算し（S4
0）、カウンタ値が「０」か否かをステップS41で判断す
る。ステップS10でカウント値が「０」であると判断さ
れると、定められた出力データをレジスタにセットし
（S42）、プリセットカウンタ4bに２値信号の「１」を
セットする（S42）。次にステップS42でレジスタにセッ
トされたデータをある設定時間出力回路に送り出した
（S42）後ステップS32へ戻る。前記設定時間はA/D変換
部にセットされたデジタル値の大小により調節される。
もしステップS41でカウンタ値が「０」でない場合はRAM
データをレジスタにセットし（S45）、このレジスタ内
容を出力回路に送出した（S39）後、ステップS33にな
る。この場合A/D変換部4aに印加される電圧が高く、プ
リセットカウンタ5bにプリセットされたデジタル値が多
ければ保持時間が長くなる。すなわち保持時間はマイコ
ン４の外部から調整できるようになっている。
この発明では測定データを逐次メモリに書き込んで保
持し、反射波の欠落に対して前回測定データを出力させ
ることにより空気の対流や風などによるゆらぎ現象や、
被検出物体の傾きなどによる反射波の欠落が生じても前
回出力値を、ある一定時間、または次の反射波があるま
で保持して出力する超音波距離センサにおいて、この出
力保持時間をマイコンの外部より調節可能としたので検
出環境が変化しても適用できるという利点がある。
持し、反射波の欠落に対して前回測定データを出力させ
ることにより空気の対流や風などによるゆらぎ現象や、
被検出物体の傾きなどによる反射波の欠落が生じても前
回出力値を、ある一定時間、または次の反射波があるま
で保持して出力する超音波距離センサにおいて、この出
力保持時間をマイコンの外部より調節可能としたので検
出環境が変化しても適用できるという利点がある。
第１図は本発明の実施例である超音波距離センサの回路
ブロック図、 第２図は同上超音波距離センサの動作を示すフローチャ
ート図である。
ブロック図、 第２図は同上超音波距離センサの動作を示すフローチャ
ート図である。
1:超音波振動子 2:超音波送波回路 3:超音波受波回路 4:マイクロコンピュータ 4a:A/D変換部 5:出力回路
Claims (1)
- 【請求項１】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てこの超音波の発
射点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検出する距離検出手
段と外部から電圧が印加されるA/D変換部を備え、前記
距離検出手段により検出された距離に相応する電圧を出
力する超音波センサにおいて、前記距離検出手段からの
距離換算データを逐次メモリに書き込んで保持し、反射
波が受波されないとき前記メモリに格納された前回の距
離換算データの出力を保持する時間を、前記A/D変換部
に印加される電圧値に応じて任意に調節することを特徴
とする超音波距離センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-172347 | 1988-07-11 | ||
| JP17234788 | 1988-07-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02124491A JPH02124491A (ja) | 1990-05-11 |
| JP2650424B2 true JP2650424B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=15940223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1168451A Expired - Lifetime JP2650424B2 (ja) | 1988-07-11 | 1989-06-30 | 超音波距離センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650424B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS494930U (ja) * | 1972-04-13 | 1974-01-17 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP1168451A patent/JP2650424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02124491A (ja) | 1990-05-11 |
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