JP3349739B2 - 変位測定装置 - Google Patents
変位測定装置Info
- Publication number
- JP3349739B2 JP3349739B2 JP35550592A JP35550592A JP3349739B2 JP 3349739 B2 JP3349739 B2 JP 3349739B2 JP 35550592 A JP35550592 A JP 35550592A JP 35550592 A JP35550592 A JP 35550592A JP 3349739 B2 JP3349739 B2 JP 3349739B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillator
- frequency
- displacement
- microprocessor
- sensor head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/22—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
- G01D5/2208—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils
- G01D5/2216—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
- G01D3/022—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
- G01B2210/60—Unique sensor identification
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Technology Law (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、キャリブレーション、
線形化処理およびディジタル変換のための処理手段とと
もにセンサを用いた変位測定装置に関する。
線形化処理およびディジタル変換のための処理手段とと
もにセンサを用いた変位測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、大抵はアナログ出力を生成す
る線形差動トランスデューサのような通常の変位センサ
として多くの型のものが知られている。ある種のセンサ
はモアレ像干渉縞技術すなわちインターフェロメトリを
用いたディジタル出力を出力することができるが、これ
らはたとえば機械におけるような大きな変位を測定する
のにより好適である。
る線形差動トランスデューサのような通常の変位センサ
として多くの型のものが知られている。ある種のセンサ
はモアレ像干渉縞技術すなわちインターフェロメトリを
用いたディジタル出力を出力することができるが、これ
らはたとえば機械におけるような大きな変位を測定する
のにより好適である。
【０００３】従来のアナログセンサは、信号のディジタ
ル化および処理を可能とするのにかなりの増幅を必要と
するような小信号を生成するものである。このシステム
において、標準的なエレクトロニクスが用いられ得るよ
うに、個々のセンサ専用のプラグ差し込み式キャリブレ
ーションユニットを備えることがしばしば必要である。
ＡＣ基準電圧が一方のコイルに与えられかつ他方のコイ
ルからの出力の振幅および位相がコアの動作方向および
動作量の測定値を提供するような線形可変差動変換器を
用いるときには、可変またはテスト選択式抵抗器のネッ
トワークが出力振幅の標準化を可能とするために出力回
路に備えられる。
ル化および処理を可能とするのにかなりの増幅を必要と
するような小信号を生成するものである。このシステム
において、標準的なエレクトロニクスが用いられ得るよ
うに、個々のセンサ専用のプラグ差し込み式キャリブレ
ーションユニットを備えることがしばしば必要である。
ＡＣ基準電圧が一方のコイルに与えられかつ他方のコイ
ルからの出力の振幅および位相がコアの動作方向および
動作量の測定値を提供するような線形可変差動変換器を
用いるときには、可変またはテスト選択式抵抗器のネッ
トワークが出力振幅の標準化を可能とするために出力回
路に備えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、機械的変位
を周波数のシフトに変換することによって、高ゲイン増
幅器またはＡ／Ｄ変換器なしにディジタル出力を生成で
きる変位測定装置を提供することを目的とする。また、
本発明は、センサを駆動させるエレクトロニクスをコネ
クタ取り付けることによって、さらに他の処理エレクト
ロニクスを必要としない小型ユニットを提供するととも
に、他の同種センサの多くと直接的に接続できる変位測
定装置を提供することを目的とする。
を周波数のシフトに変換することによって、高ゲイン増
幅器またはＡ／Ｄ変換器なしにディジタル出力を生成で
きる変位測定装置を提供することを目的とする。また、
本発明は、センサを駆動させるエレクトロニクスをコネ
クタ取り付けることによって、さらに他の処理エレクト
ロニクスを必要としない小型ユニットを提供するととも
に、他の同種センサの多くと直接的に接続できる変位測
定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ひとつの観点においては、測定される変
位に応じて発振器の周波数を変化させるセンサヘッド
と、上記発振器の周波数の変化を測定する周波数変化測
定手段と、測定された周波数の変化を上記センサヘッド
に固有の記憶済みキャリブレーション係数に基づいて上
記変位を表すディジタル出力に変換するマイクロプロセ
ッサとを備えている変位測定装置であって、上記周波数
変化測定手段およびマイクロプロセッサは、別の変位測
定装置のセンサヘッドに取り付けられたコネクタとの接
続のためのコネクタ内に設けられており、上記マイクロ
プロセッサは、ホストコンピュータが各センサヘッドを
識別することを可能とするように各センサヘッドについ
ての特有のＩＤ（識別データ）を含んでいる変位測定装
置である。
に、本発明は、ひとつの観点においては、測定される変
位に応じて発振器の周波数を変化させるセンサヘッド
と、上記発振器の周波数の変化を測定する周波数変化測
定手段と、測定された周波数の変化を上記センサヘッド
に固有の記憶済みキャリブレーション係数に基づいて上
記変位を表すディジタル出力に変換するマイクロプロセ
ッサとを備えている変位測定装置であって、上記周波数
変化測定手段およびマイクロプロセッサは、別の変位測
定装置のセンサヘッドに取り付けられたコネクタとの接
続のためのコネクタ内に設けられており、上記マイクロ
プロセッサは、ホストコンピュータが各センサヘッドを
識別することを可能とするように各センサヘッドについ
ての特有のＩＤ（識別データ）を含んでいる変位測定装
置である。
【０００６】キャリブレーション係数は、ＲＯＭに都合
よく記憶されるルックアップ表を形成する。
よく記憶されるルックアップ表を形成する。
【０００７】本発明を具体化した変位センサは多くの利
点を有しており、最も特筆すべきは、機械的変位を周波
数のシフトに変換することによって、センサは高ゲイン
増幅器またはＡ／Ｄ変換器なしにディジタル出力を生成
できることである。また、センサを駆動させるエレクト
ロニクスは、コネクタに取り付けられ、そのため、さら
に他の処理エレクトロニクスを必要としない小型ユニッ
トを提供できるとともに、他の同種センサの多くと直接
的に接続できる。
点を有しており、最も特筆すべきは、機械的変位を周波
数のシフトに変換することによって、センサは高ゲイン
増幅器またはＡ／Ｄ変換器なしにディジタル出力を生成
できることである。また、センサを駆動させるエレクト
ロニクスは、コネクタに取り付けられ、そのため、さら
に他の処理エレクトロニクスを必要としない小型ユニッ
トを提供できるとともに、他の同種センサの多くと直接
的に接続できる。
【０００８】本発明は、別の観点においては、測定され
る変位に応じて発振器の周波数を変化させるセンサヘッ
ドと、上記発振器の周波数の変化を測定する周波数変化
測定手段と、測定された周波数の変化を上記センサヘッ
ドに固有の記憶済みキャリブレーション係数に基づいて
上記変位を表すディジタル出力に変換するマイクロプロ
セッサとを備えている変位測定装置であって、上記セン
サヘッドは、上記発振器に交互に接続される少なくとも
２つのコイル間を移動可能であってこれらコイル間にお
ける上記発振器の周波数の変化が上記変位の測定値を与
えるようなコアを備えており、上記変位測定装置は、さ
らに、上記発振器の出力側に接続されておりかつ少なく
とも上記発振器のｎサイクル分の期間後に上記コイルと
上記発振器との接続を切り替える第１のカウンタを備え
ている変位測定装置である。また、上記周波数変化測定
手段は、上記第１のカウンタの出力にゲート制御されて
クロックパルスをカウントする第２のカウンタと、２つ
の上記コイル間における上記発振器の周波数の差に応じ
たカウントを発生する手段とを備えていてもよい。
る変位に応じて発振器の周波数を変化させるセンサヘッ
ドと、上記発振器の周波数の変化を測定する周波数変化
測定手段と、測定された周波数の変化を上記センサヘッ
ドに固有の記憶済みキャリブレーション係数に基づいて
上記変位を表すディジタル出力に変換するマイクロプロ
セッサとを備えている変位測定装置であって、上記セン
サヘッドは、上記発振器に交互に接続される少なくとも
２つのコイル間を移動可能であってこれらコイル間にお
ける上記発振器の周波数の変化が上記変位の測定値を与
えるようなコアを備えており、上記変位測定装置は、さ
らに、上記発振器の出力側に接続されておりかつ少なく
とも上記発振器のｎサイクル分の期間後に上記コイルと
上記発振器との接続を切り替える第１のカウンタを備え
ている変位測定装置である。また、上記周波数変化測定
手段は、上記第１のカウンタの出力にゲート制御されて
クロックパルスをカウントする第２のカウンタと、２つ
の上記コイル間における上記発振器の周波数の差に応じ
たカウントを発生する手段とを備えていてもよい。
【０００９】以下、本発明の具体例について図面を参照
しつつ説明する。
しつつ説明する。
【００１０】
【実施例】図１のセンサヘッド１は、変位を発振器２の
周波数の変化に変換することによって、その変位を測定
する。測定される変位は、たとえばラジオメタル合金の
ような強磁性材料４のコアを一組のインダクタコイル６
Ａおよび６Ｂ内において移動させ、そのインダクタンス
を変化させる。コイル６Ａおよび６Ｂのそれぞれは、発
振器２の同調回路の一部を形成し得るものであって、発
振器の周波数は測定される変位にしたがって変化する。
変位に伴う周波数変化は線形性を有するものではない
が、この非線形性は処理回路によって修正されてよい。
周波数の変化に変換することによって、その変位を測定
する。測定される変位は、たとえばラジオメタル合金の
ような強磁性材料４のコアを一組のインダクタコイル６
Ａおよび６Ｂ内において移動させ、そのインダクタンス
を変化させる。コイル６Ａおよび６Ｂのそれぞれは、発
振器２の同調回路の一部を形成し得るものであって、発
振器の周波数は測定される変位にしたがって変化する。
変位に伴う周波数変化は線形性を有するものではない
が、この非線形性は処理回路によって修正されてよい。
【００１１】発振器２、２つのコイル６Ａおよび６Ｂを
切り替える２つのスイッチ７Ａおよび７Ｂ、並びに、発
振器２の出力サイクルをカウントする第１のカウンタ８
は、図１においてはセンサヘッド１の外側であるように
描かれているが、他の具体例においては、これら部品は
センサヘッド内部に組み込まれてよい。
切り替える２つのスイッチ７Ａおよび７Ｂ、並びに、発
振器２の出力サイクルをカウントする第１のカウンタ８
は、図１においてはセンサヘッド１の外側であるように
描かれているが、他の具体例においては、これら部品は
センサヘッド内部に組み込まれてよい。
【００１２】図１の２コイルシステムは、磁性材料４が
一方のコイル６Ａから同軸に取り付けられた他方のコイ
ル６Ｂへ移動すると一方のインダクタのインダクタンス
が減少し他方のインダクタンスが増加するといった差動
システムであって、その後、周波数の差がマイクロプロ
セッサにおいて計算される。
一方のコイル６Ａから同軸に取り付けられた他方のコイ
ル６Ｂへ移動すると一方のインダクタのインダクタンス
が減少し他方のインダクタンスが増加するといった差動
システムであって、その後、周波数の差がマイクロプロ
セッサにおいて計算される。
【００１３】図１の発振器２の出力サイクルは、第１の
カウンタ８においてカウントされる。発振器のｎサイク
ル分がカウントされると、カウンタ８は出力パルス９を
生成する。パルス９は、発振器２の同調回路の２つのコ
イル６Ａおよび６Ｂ間のスイッチであるスイッチ７Ａお
よび７Ｂを動作させて、コイル６Ａおよび６Ｂのひとつ
を切り離して他方のコイルを同調回路に接続する。ま
た、第１のカウンタ８からの出力パルス９は、カウンタ
８をゼロにリセットしかつ発振器２の周波数が安定する
のに十分な時間だけカウンタの稼働を禁止する。その
後、カウンタ８は接続されたコイル６Ａまたは６Ｂにつ
いて周波数のｎサイクルをカウントし始める。
カウンタ８においてカウントされる。発振器のｎサイク
ル分がカウントされると、カウンタ８は出力パルス９を
生成する。パルス９は、発振器２の同調回路の２つのコ
イル６Ａおよび６Ｂ間のスイッチであるスイッチ７Ａお
よび７Ｂを動作させて、コイル６Ａおよび６Ｂのひとつ
を切り離して他方のコイルを同調回路に接続する。ま
た、第１のカウンタ８からの出力パルス９は、カウンタ
８をゼロにリセットしかつ発振器２の周波数が安定する
のに十分な時間だけカウンタの稼働を禁止する。その
後、カウンタ８は接続されたコイル６Ａまたは６Ｂにつ
いて周波数のｎサイクルをカウントし始める。
【００１４】第１のカウンタ８からのある出力パルスの
立ち下がり端部とその次の出力パルスの立ち上がり端部
との間の時間は、各コイル６Ａおよび６Ｂについての発
振器のｎサイクル期間、つまり各コイルに対応する発振
器の周波数を定めるものである。各コイルについてのｎ
サイクル期間の差は、測定される変位の関数である。
立ち下がり端部とその次の出力パルスの立ち上がり端部
との間の時間は、各コイル６Ａおよび６Ｂについての発
振器のｎサイクル期間、つまり各コイルに対応する発振
器の周波数を定めるものである。各コイルについてのｎ
サイクル期間の差は、測定される変位の関数である。
【００１５】発振器２のｎサイクル期間を測定するため
に、第１のカウンタ８からの出力パルス９は、高周波水
晶時計１０から駆動される図２の第２のカウンタ１２に
入力される。パルス９の立ち下がり端部において、第２
のカウンタ１２は、第１のカウンタ８からの次の出力パ
ルスの立ち上がり端部を受信するまで、高周波時計１０
からのサイクルをカウントすることを許容される。発振
器２のｎサイクル期間すなわち発振器の周波数を表す第
２のカウンタ１２のカウントは、マイクロプロセッサ１
４にロードされ、このカウンタ１２はゼロにリセットさ
れる。
に、第１のカウンタ８からの出力パルス９は、高周波水
晶時計１０から駆動される図２の第２のカウンタ１２に
入力される。パルス９の立ち下がり端部において、第２
のカウンタ１２は、第１のカウンタ８からの次の出力パ
ルスの立ち上がり端部を受信するまで、高周波時計１０
からのサイクルをカウントすることを許容される。発振
器２のｎサイクル期間すなわち発振器の周波数を表す第
２のカウンタ１２のカウントは、マイクロプロセッサ１
４にロードされ、このカウンタ１２はゼロにリセットさ
れる。
【００１６】第１のカウンタ８からの出力パルス９の立
ち下がり端部において、上述の過程は２つのコイル６Ａ
および６Ｂの他方について繰り返される。
ち下がり端部において、上述の過程は２つのコイル６Ａ
および６Ｂの他方について繰り返される。
【００１７】測定された変位を表す各コイル６Ａおよび
６Ｂに対応して得られたカウントの差は、マイクロプロ
セッサ１４に入力され、さらに初期キャリブレーション
期間にメモリに記憶済みのルックアップ表（ＲＯＭメモ
リ）１６と比較される。そして、マイクロプロセッサ１
４は、カウンタ１２のカウントを、変位に伴う周波数変
化の非線形性についておよびセンサヘッドの個々の特性
について修正された位置の読みに変換し、メモリに記憶
済みの値で内挿する。
６Ｂに対応して得られたカウントの差は、マイクロプロ
セッサ１４に入力され、さらに初期キャリブレーション
期間にメモリに記憶済みのルックアップ表（ＲＯＭメモ
リ）１６と比較される。そして、マイクロプロセッサ１
４は、カウンタ１２のカウントを、変位に伴う周波数変
化の非線形性についておよびセンサヘッドの個々の特性
について修正された位置の読みに変換し、メモリに記憶
済みの値で内挿する。
【００１８】マイクロプロセッサからの出力は、たとえ
ばＲＳ４８５またはＲＳ２３２システムのようなドライ
バを経て双方向インターフェイス／バス１８に接続され
る。たとえば、期間においての最大、最小および平均結
果を決定する、または、所定時間での測定を取り入れる
というように、マイクロプロセッサにおいて、得られた
データのいくつかを処理することが可能であって、これ
によりバスシステムに転送される必要のあるデータの量
が減少する。
ばＲＳ４８５またはＲＳ２３２システムのようなドライ
バを経て双方向インターフェイス／バス１８に接続され
る。たとえば、期間においての最大、最小および平均結
果を決定する、または、所定時間での測定を取り入れる
というように、マイクロプロセッサにおいて、得られた
データのいくつかを処理することが可能であって、これ
によりバスシステムに転送される必要のあるデータの量
が減少する。
【００１９】図２に示されたようなセンサのそれぞれ
は、測定すなわちセンサヘッド１が、長いリード線によ
って、処理回路すなわち素子１０、１２、１４、１６お
よび２０を含むコネクタに取り付けられている。このコ
ネクタは、複数センサをホストコンピュータ／データロ
ガー（logger）２２と図３に示すように接続する双方向
バス１８を形成するように、他のセンサの別コネクタに
直接に差し込まれるように設計されている。コネクタ
は、センサヘッドに接続されたリード線を含む、エレク
トロニクス用のプラスチックハウジングを備える。また
は、無線周波干渉からの保護のためにメタルハウジング
が用いられ得る。Ｄ型入力ソケットおよびＤ型出力ソケ
ットは連続ユニットのプラグ接続を提供する。
は、測定すなわちセンサヘッド１が、長いリード線によ
って、処理回路すなわち素子１０、１２、１４、１６お
よび２０を含むコネクタに取り付けられている。このコ
ネクタは、複数センサをホストコンピュータ／データロ
ガー（logger）２２と図３に示すように接続する双方向
バス１８を形成するように、他のセンサの別コネクタに
直接に差し込まれるように設計されている。コネクタ
は、センサヘッドに接続されたリード線を含む、エレク
トロニクス用のプラスチックハウジングを備える。また
は、無線周波干渉からの保護のためにメタルハウジング
が用いられ得る。Ｄ型入力ソケットおよびＤ型出力ソケ
ットは連続ユニットのプラグ接続を提供する。
【００２０】他の具体例としては、コネクタは少なくと
もＩＰ６０スタンダードまで封入されたメタルハウジン
グを備える。コネクタは、個々のセンサヘッドが配置さ
れる装置に取り付けられ得るような単一アセンブリを形
成すべく、各端部に相補コネクタを伴うリード線連鎖を
必要とすることなく別の同種コネクタと直接的に接続さ
れてもよい。
もＩＰ６０スタンダードまで封入されたメタルハウジン
グを備える。コネクタは、個々のセンサヘッドが配置さ
れる装置に取り付けられ得るような単一アセンブリを形
成すべく、各端部に相補コネクタを伴うリード線連鎖を
必要とすることなく別の同種コネクタと直接的に接続さ
れてもよい。
【００２１】各センサは工場において内部にプログラム
された各センサヘッドに特有の（ユニーク）ＩＤを備え
ているので、ホストコンピュータはどのセンサがバスの
どの位置にあるかを識別できる。
された各センサヘッドに特有の（ユニーク）ＩＤを備え
ているので、ホストコンピュータはどのセンサがバスの
どの位置にあるかを識別できる。
【００２２】本発明の他の具体例としては、センサのキ
ャリブレーション係数が記憶されている図２のメモリ１
６、および、各センサに割り当てられた特有のＩＤは、
処理回路を含むコネクタに差し込まれ得る別ユニットに
含まれる。これにより、センサヘッドまたはリード線に
発生した破損が、自動的にそれに関連するユニットすべ
ての取り替えを必要とすることがなくなる。また、メモ
リ１６は、たとえばキー形式であってよく、再プログラ
ム可能である必要はない。
ャリブレーション係数が記憶されている図２のメモリ１
６、および、各センサに割り当てられた特有のＩＤは、
処理回路を含むコネクタに差し込まれ得る別ユニットに
含まれる。これにより、センサヘッドまたはリード線に
発生した破損が、自動的にそれに関連するユニットすべ
ての取り替えを必要とすることがなくなる。また、メモ
リ１６は、たとえばキー形式であってよく、再プログラ
ム可能である必要はない。
【００２３】上述の具体例は当業者にとってさまざまな
変更が可能である。たとえば、フェライトのような他の
磁性材料が可動コアとして用いられ得る。また、２コイ
ルシステムは差動測定であるので温度変化を余り受けな
いという利点があるものの、単一コイルシステムも使用
可能である。
変更が可能である。たとえば、フェライトのような他の
磁性材料が可動コアとして用いられ得る。また、２コイ
ルシステムは差動測定であるので温度変化を余り受けな
いという利点があるものの、単一コイルシステムも使用
可能である。
【００２４】２コイルシステムにおいては、各コイルに
対応する周波数が得られると、センサにより測定された
変位を計算するために２つの周波数の差または比のいず
れかを得ることが可能である。周波数の比を得る場合に
は、２つの周波数に対応するのカウントはカウンタ１２
からマイクロプロセッサ１４へ別々に転送され、そして
比が計算されてその値がＲＯＭ１６に記憶済みの値と比
較される。
対応する周波数が得られると、センサにより測定された
変位を計算するために２つの周波数の差または比のいず
れかを得ることが可能である。周波数の比を得る場合に
は、２つの周波数に対応するのカウントはカウンタ１２
からマイクロプロセッサ１４へ別々に転送され、そして
比が計算されてその値がＲＯＭ１６に記憶済みの値と比
較される。
【００２５】さらに、所望の場合には、スイッチ７Ａお
よび７Ｂの動作タイミング、並びに、各コイル６Ａおよ
び６Ｂについての発振器２のｎサイクル期間のカウント
の開始のタイミングは、マイクロプロセッサ１４によっ
て制御され得る。
よび７Ｂの動作タイミング、並びに、各コイル６Ａおよ
び６Ｂについての発振器２のｎサイクル期間のカウント
の開始のタイミングは、マイクロプロセッサ１４によっ
て制御され得る。
【００２６】
【発明の効果】本発明によって、高ゲイン増幅器または
Ａ／Ｄ変換器なしにディジタル出力を生成できる変位測
定装置が提供される。また、本発明は、センサを駆動さ
せるエレクトロニクスをコネクタに取り付けるようにし
たから、さらに他の処理エレクトロニクスを必要としな
い小型ユニットを提供できるとともに、他の同種センサ
の多くと直接的に接続できる変位測定装置を提供するこ
とが可能となる。
Ａ／Ｄ変換器なしにディジタル出力を生成できる変位測
定装置が提供される。また、本発明は、センサを駆動さ
せるエレクトロニクスをコネクタに取り付けるようにし
たから、さらに他の処理エレクトロニクスを必要としな
い小型ユニットを提供できるとともに、他の同種センサ
の多くと直接的に接続できる変位測定装置を提供するこ
とが可能となる。
【図１】本発明に用いられるセンサヘッドの一実施例の
概略図である。
概略図である。
【図２】図１に示すセンサヘッドを含んだ、本発明を具
体化したセンサのブロック概略図である。
体化したセンサのブロック概略図である。
【図３】図２のセンサを含んだ本発明の一般的装置を示
す図である。
す図である。
１ センサヘッド ２ 発振器 ４ 強磁性材料 ６Ａ コイル ６Ｂ コイル ７Ａ スイッチ ７Ｂ スイッチ ８ 第１のカウンタ ９ 出力パルス １０ 水晶時計 １２ 第２のカウンタ １４ マイクロプロセッサ １６ ルックアップ表 １８ 双方向インターフェイス／バス ２０ ドライバ ２２ ホストコンピュータ／データロガー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス デニス ウェラー イギリス ウエスト サセックス ピー オー21 ３エッチエヌ ボグナー レジ ス ニエチンバー ニエチンバー レー ン 121 (72)発明者 ロバート スチュアート ブリッジ イギリス ハンツ ピーオー13 ０エル アール ゴスポート ブリッジメリー ファウンダーズ ウェイ ８ (72)発明者 アドリアン ビビアン ルイス イギリス ウエスト サセックス ピー オー19 ４アールピー チチェスター メイプルハースト ロード 69 (56)参考文献 特開 昭63−180199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−60316（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34
Claims (7)
- 【請求項１】測定される変位に応じて発振器の周波数を
変化させるセンサヘッドと、 上記周波数の変化を測定するための周波数変化測定手段
と、 測定された周波数の変化を、上記センサヘッドに固有の
記憶された校正係数に基づいて上記変位を表すディジタ
ル出力に変換するマイクロプロセッサとを備えている変
位測定装置において、 上記周波数変化測定手段および上記マイクロプロセッサ
は、上記センサヘッドから遠隔のコネクタに取り付けら
れ、このコネクタが別の変位測定装置のセンサヘッドの
コネクタに直接接続されており、 上記マイクロプロセッサは、ホストコンピュータが各セ
ンサヘッドを識別できるように各センサヘッドについて
の特有の識別データを含んでいることを特徴とする変位
測定装置。 - 【請求項２】上記センサヘッドは、上記発振器に関連し
て設けられたコイル内を移動することによって上記発振
器の周波数を変化させるコアを備えていることを特徴と
する請求項１の変位測定装置。 - 【請求項３】上記コアは上記発振器に交互に接続される
２つの上記コイル間を移動可能であって、これら２つの
コイル間における上記発振器の周波数の変化が上記変位
の測定値を与えることを特徴とする請求項２の変位測定
装置。 - 【請求項４】上記発振器の出力側に接続されており、か
つ、少なくとも上記発振器のｎサイクル分の期間後に２
つの上記コイルと上記発振器との接続を切り替える第１
のカウンタを備えていることを特徴とする請求項３の変
位測定装置。 - 【請求項５】上記周波数変化測定手段は、上記第１のカ
ウンタの出力に制御されてクロックパルスをカウントす
る第２のカウンタと、２つの上記コイル間における上記
発振器の周波数の差に応じたカウントを発生する手段と
を備えていることを特徴とする請求項４の変位測定装
置。 - 【請求項６】上記周波数変化測定手段は、２つの上記コ
イル間における上記発振器の周波数に応じたカウントを
上記マイクロプロセッサに供給するカウンタを備えてお
り、上記マイクロプロセッサは、上記記憶された校正係
数との比較のために上記発振器の周波数の差を計算する
ようになされていることを特徴とする請求項４または５
の変位測定装置。 - 【請求項７】上記周波数変化測定手段は、２つの上記コ
イル間における上記発振器の周波数に応じたカウントを
上記マイクロプロセッサに供給するカウンタを備えてお
り、上記マイクロプロセッサは、上記記憶された校正係
数との比較のために上記発振器の周波数の比を計算する
ようになされていることを特徴とする請求項４または５
の変位測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB919127112A GB9127112D0 (en) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Smart displacement sensor |
| GB9127112.2 | 1991-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05248804A JPH05248804A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3349739B2 true JP3349739B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=10706628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35550592A Expired - Lifetime JP3349739B2 (ja) | 1991-12-20 | 1992-12-18 | 変位測定装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5726567A (ja) |
| EP (1) | EP0549285B1 (ja) |
| JP (1) | JP3349739B2 (ja) |
| KR (1) | KR930013677A (ja) |
| AT (1) | ATE143487T1 (ja) |
| DE (1) | DE69214110T2 (ja) |
| ES (1) | ES2092063T3 (ja) |
| GB (2) | GB9127112D0 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5541486A (en) * | 1994-10-21 | 1996-07-30 | Elsag International N.V. | Automatic tuning of a position control circuit for a servo device |
| JP3006524B2 (ja) * | 1996-12-25 | 2000-02-07 | 日本電気株式会社 | 双方向遷移数削減インターフェース回路 |
| US6175928B1 (en) | 1997-12-31 | 2001-01-16 | Intel Corporation | Reducing timing variance of signals from an electronic device |
| US6174922B1 (en) * | 1998-05-11 | 2001-01-16 | Eli Lilly And Company | Sulphonamide derivatives |
| US6470751B1 (en) | 1999-02-20 | 2002-10-29 | Lg Electronics Inc. | Vibration detecting apparatus and method thereof |
| US6351117B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-02-26 | Balluff, Inc. | Method and apparatus for generating transducer output pulses compensated for component variations |
| US6583630B2 (en) * | 1999-11-18 | 2003-06-24 | Intellijoint Systems Ltd. | Systems and methods for monitoring wear and/or displacement of artificial joint members, vertebrae, segments of fractured bones and dental implants |
| IL135730A (en) * | 2000-04-18 | 2004-05-12 | Visonic Ltd | Displacement sensor |
| KR100828128B1 (ko) * | 2006-07-20 | 2008-05-09 | 에이디반도체(주) | 시분할 복수 주파수를 이용하는 정전용량 검출방법 및검출장치 |
| US20080032797A1 (en) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Nds Limited | Combining broadcast sporting events and computer-based gaming |
| US7719263B2 (en) * | 2006-11-22 | 2010-05-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Inductive position measuring device or goniometer |
| KR100928339B1 (ko) * | 2007-09-03 | 2009-11-30 | 문병균 | 멀티 스캔을 이용한 변위측정방법 및 변위측정용 신호조절기 |
| DE102009004688A1 (de) | 2009-01-12 | 2010-07-22 | Beb Industrie-Elektronik Ag | Vorrichtung zum Feststellen einer Dicke oder Dickenvariation eines flachen Gegenstandes |
| DE102009005171A1 (de) | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Beb Industrie-Elektronik Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von reflektiertem und/oder emittiertem Licht eines Gegenstandes |
| DE202011000405U1 (de) * | 2011-02-22 | 2012-05-23 | Rollax Gmbh & Co. Kg | Induktive Wegmesseinrichtung |
| DE102015220650A1 (de) | 2015-10-22 | 2017-04-27 | Robert Bosch Gmbh | Drehwinkelsensor |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL280642A (ja) * | 1962-04-02 | |||
| US3790910A (en) * | 1972-04-21 | 1974-02-05 | Garrett Corp | Conditioning circuit and method for variable frequency sensor |
| US4041470A (en) * | 1976-01-16 | 1977-08-09 | Industrial Solid State Controls, Inc. | Fault monitoring and reporting system for trains |
| DE2940083A1 (de) * | 1979-10-03 | 1981-04-16 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Frequenzgenerator |
| US4335442A (en) * | 1979-12-20 | 1982-06-15 | American Can Company | Synchronous oscillator demodulator system |
| GB2097536A (en) * | 1981-04-24 | 1982-11-03 | Wolfendale Peter Caleb Frederi | Correcting transducer measurements |
| US4401351A (en) * | 1981-09-28 | 1983-08-30 | Advant Corporation | Expandable card cage |
| EP0079086B1 (en) * | 1981-11-10 | 1987-07-01 | Sentron v.o.f. | Catheter sensor and memory unit |
| JPS58120137A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-16 | Terumo Corp | 電子体温計 |
| FR2600788B1 (fr) * | 1986-06-25 | 1988-11-18 | Mauron Christian | Procede et dispositif de visualisation de l'ecoulement d'un intervalle de temps |
| US4831558A (en) * | 1986-08-26 | 1989-05-16 | The Slope Indicator Company | Digitally based system for monitoring physical phenomena |
| GB8626270D0 (en) * | 1986-11-04 | 1986-12-03 | Renishaw Plc | Displacement transducers |
| US4930096A (en) * | 1987-01-22 | 1990-05-29 | Man Design Co., Ltd. | Data-transmitting apparatus having connecting plug |
| JPS6421305U (ja) * | 1987-07-30 | 1989-02-02 | ||
| JPS6421306U (ja) * | 1987-07-30 | 1989-02-02 | ||
| JPS6439502A (en) * | 1987-08-05 | 1989-02-09 | Man Design Co | Length measuring instrument |
| US5006797A (en) * | 1989-03-02 | 1991-04-09 | Smith William L | Electromagnetic sensor assembly |
-
1991
- 1991-12-20 GB GB919127112A patent/GB9127112D0/en active Pending
-
1992
- 1992-12-18 EP EP92311610A patent/EP0549285B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-18 ES ES92311610T patent/ES2092063T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-18 DE DE69214110T patent/DE69214110T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-18 JP JP35550592A patent/JP3349739B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-18 AT AT92311610T patent/ATE143487T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-12-18 GB GB9226456A patent/GB2262614B/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-21 KR KR1019920024850A patent/KR930013677A/ko not_active Application Discontinuation
-
1995
- 1995-04-03 US US08/415,571 patent/US5726567A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0549285A2 (en) | 1993-06-30 |
| EP0549285A3 (en) | 1993-12-01 |
| ES2092063T3 (es) | 1996-11-16 |
| KR930013677A (ko) | 1993-07-22 |
| GB2262614A (en) | 1993-06-23 |
| DE69214110T2 (de) | 1997-04-03 |
| GB2262614B (en) | 1995-03-15 |
| EP0549285B1 (en) | 1996-09-25 |
| GB9226456D0 (en) | 1993-02-10 |
| JPH05248804A (ja) | 1993-09-28 |
| DE69214110D1 (de) | 1996-10-31 |
| ATE143487T1 (de) | 1996-10-15 |
| US5726567A (en) | 1998-03-10 |
| GB9127112D0 (en) | 1992-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3349739B2 (ja) | 変位測定装置 | |
| US5412317A (en) | Position detector utilizing absolute and incremental position sensors in combination | |
| US5181423A (en) | Apparatus for sensing and transmitting in a wireless manner a value to be measured | |
| US4733235A (en) | Capacitance type displacement measuring instrument | |
| US5519326A (en) | Linear position sensor using a coaxial resonant cavity | |
| JPH058390B2 (ja) | ||
| US6384596B1 (en) | Variable inductance transducer circuit producing an electrical current and voltage output | |
| US4364045A (en) | Digitized displacement transducer | |
| JPH0643994A (ja) | 高周波磁気ディジタイザのための最適走査シーケンス | |
| US4446447A (en) | Circuit for converting pressure variation to frequency variation | |
| US4290065A (en) | Position transducing method and means | |
| JPS6191503A (ja) | 弁の変位検出装置 | |
| WO1987000951A1 (en) | Inductance systems | |
| JPS59162412A (ja) | 超音波距離測定装置 | |
| JP2606376B2 (ja) | 重量検出装置 | |
| US5053769A (en) | Fast response digital interface apparatus and method | |
| Tian et al. | The research of a frequency-modulated displacement sensor | |
| SU1244476A1 (ru) | Индикаторный преобразователь линейных перемещений | |
| CA2245884A1 (en) | Method for high resolution measurement of a position | |
| SU1615575A1 (ru) | Устройство дл измерени внутренних напр жений | |
| EP2243174A1 (en) | Magnetostrictive displacement transducer with phase shifted bias burst | |
| SU1627819A1 (ru) | Дистанционный датчик линейных перемещений | |
| SU977931A1 (ru) | Устройство дл измерени перемещений | |
| CN117723803A (zh) | 一种带有数字接口的工频罗氏线圈及校准方法 | |
| RU2267095C1 (ru) | Устройство для измерения давления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080913 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080913 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080913 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080913 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090913 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100913 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100913 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110913 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120913 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130913 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130913 Year of fee payment: 11 |