JP3480143B2 - 多チャネル動歪測定器 - Google Patents
多チャネル動歪測定器Info
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
試体の物理量を直流信号に変換してデータ解析等を行う
多チャネル動歪測定器に関し、多チャネル動歪アンプや
差動アンプ等に用いられるものである。
に、静的な現象の解析だけでなく、実環境に即した動的
な現象の解析を行いたいという要望が多くなってきた。
このため、供試体に発生した歪み等を連続的に検出して
デジタル値に変換し、コンピュータによりデータ解析を
行う多チャネル動歪測定器が従来から提案されている。
器の概略構成図である。図4の符号101は歪みゲージ
等をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路である。
ブリッジ回路101には発振器102より基準搬送波信
号が供給され、ブリッジ回路101は不図示の供試体の
物理量に応じて基準搬送波信号を振幅変調して出力す
る。103はブリッジ回路101の出力に含まれる振幅
変調成分を復調する復調器であり、例えば発振器102
からの基準搬送波信号に同期させてブリッジ回路101
の出力を全波整流する。104は復調器103の出力に
含まれるノイズ成分を除去するローパスフィルタであ
り、このローパスフィルタ104からは振幅変調成分に
応じた直流信号が出力される。
その内部にダイオードやトランジスタ等の非線形素子を
含むため直線性が悪く、一定精度で復調できないという
問題がある。また、振幅変調された物理量を直流信号に
変換するためには復調器103の後段にローパスフィル
タ104を設けなければならず、回路構成が複雑になる
とともに、ローパスフィルタ104の特性に応じた位相
遅れが生じる。
響を受けることなく、またローパスフィルタを設けるこ
となく、振幅変調信号を直流信号に変換できる多チャネ
ル動歪測定器を提供することにある。
す図1に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、入
力信号の振幅変調成分を検出し、該振幅変調成分に応じ
た直流信号を出力する多チャネル動歪測定器に適用さ
れ、入力信号に対するフィードバック信号と入力信号と
の偏差を演算する偏差演算回路4と、演算された偏差に
基づいて振幅変調成分の復調を行う復調器5と、復調さ
れた信号を積分して直流信号を出力する積分回路6と、
入力信号と振幅が略等しいフィードバック信号を生成し
て偏差演算回路4に供給する乗算器7とを備えることに
より、上記目的は達成される。請求項1に記載の発明で
は、振幅変調された入力信号と振幅が略等しいフィード
バック信号を生成し、偏差演算回路4で演算される偏差
を小さくするようなフィードバック制御を行う。これに
より、復調器5は振幅の小さい小信号を復調することに
なり、復調器5内部の非線形特性の影響を受けることな
く復調を行える。
された多チャネル動歪測定器において、復調器5および
乗算器7に基準搬送波信号を供給する発振器を備え、乗
算器7は、偏差演算回路4により演算される偏差が略ゼ
ロになるように、基準搬送波信号に基づいてフィードバ
ック信号を生成するものである。請求項2に記載の発明
では、振幅変調された入力信号と振幅が略等しいフィー
ドバック信号を、発振器から出力される基準搬送波信号
に基づいて生成し、偏差演算回路4で演算される偏差が
略ゼロになるようにする。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために本発明の一実施の形態の図を用いたが、これによ
り本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
の一実施の形態について説明する。図1は本発明による
多チャネル動歪測定器の一実施の形態のブロック構成図
である。図1の符号1は歪みゲージ等をブリッジ接続し
て構成されるブリッジ回路であり、ブリッジ回路1には
発振器2から基準搬送波信号が供給される。ブリッジ回
路1の内部には、供試体の物理量に応じて回路定数が変
化する抵抗等が設けられており、ブリッジ回路1は抵抗
等の回路定数の変化を利用して基準搬送波信号を振幅変
調する。
器、4は増幅器3の出力と後述する乗算器7の出力との
偏差を演算する加算器、5は加算器4の出力を復調する
復調器である。6は復調器5の出力を積分して供試体の
物理量に応じた直流信号を出力する積分回路である。7
は積分回路6からの直流信号と発振器2からの基準搬送
波信号とを乗算してフィードバック信号を生成する乗算
器であり、生成されたフィードバック信号は加算器4に
入力される。
4、復調器5、積分回路6および乗算器7の具体的構成
を示す一実施の形態の回路図である。図示のように、加
算器4はオペアンプ11で、復調器5はIC12で、積
分回路6はオペアンプ13とコンデンサ14等で、乗算
器7はIC15でそれぞれ構成される。
ネル動歪測定器の一実施の形態の動作を説明する。不図
示の供試体に対して動歪試験等を開始すると、供試体の
物理量の変化に応じてブリッジ回路1内部の抵抗値が変
化し、ブリッジ回路1からは基準搬送波信号を振幅変調
した信号(以下、振幅変調信号と呼ぶ)が出力される。
加算器4では、増幅器3からの振幅変調信号と乗算器7
の出力信号との偏差が演算され、演算された偏差は復調
器5で復調された後、積分回路6で積分されて直流信号
に変換される。積分回路6の出力は、増幅器8を介して
不図示のA/D変換器に入力されてデジタル値に変換さ
れた後、各種のデータ解析に用いられる。積分回路6か
ら出力される直流信号の信号レベルは、ブリッジ回路1
の出力の振幅変調成分に応じて変化するため、直流信号
の信号レベルにより供試体の物理量を判断することがで
きる。
ロになるようなフィードバック信号を生成して加算器4
に供給する。具体的には、発振器2からの基準搬送波信
号に積分回路6の出力を掛け合わせた信号の振幅を制御
することで、増幅器3からの振幅変調信号と位相および
振幅が略等しい信号を生成して加算器4に供給する。
の出力が常にゼロになるようにフィードバック制御を行
うため、復調器5はゼロレベルに近い小信号の復調を行
うことになり、復調器5の特性が線形な範囲で復調を行
える。すなわち、本実施の形態は、復調器5の特性が非
線形になるのは復調器5に入力される振幅変調信号の振
幅が大きい場合であり、振幅が小さい場合にはほぼ線形
な特性で復調できることに着目し、復調器5に入力され
る振幅変調信号の振幅を小さくして線形な特性が得られ
る範囲内で復調を行う。
図である。図3では、増幅器3の出力をVi、積分回路
6の出力をVo、復調器5の伝達関数をK、積分回路6
の伝達関数を1/(TS)、乗算器7の伝達関数をHと
している。この場合、(1)式の関係が成り立つ。
うに変形される。
動歪測定器の伝達関数は、1次遅れのフィルタ回路の伝
達関数と同じになる。すなわち、図1のように構成すれ
ば、ローパスフィルタを設けなくても、ローパスフィル
タを設けたのと同様の効果が得られ、ノイズの少ない直
流信号を得ることができる。また、ローパスフィルタを
設けなくて済むため、信号の位相遅れが生じないという
効果と、回路規模を削減できるという効果が得られる。
さらに、積分回路6内部のコンデンサ等の積分定数を変
更することで、積分回路6の出力の応答性を改善でき
る。
けの測定を行う例を説明したが、複数チャネル分同時に
測定してもよい。この場合は、図1の各構成部分をチャ
ネル数分だけ設ければよい。上述した一実施の形態で
は、乗算器7内部でフィードバック信号の振幅制御を行
う例を説明したが、乗算器7とは別にCPU等からなる
制御回路を設け、制御回路からの指示に応じて乗算器7
でフィードバック信号を生成してもよい。上述した一実
施の形態では、供試体の物理量をブリッジ回路を用いて
振幅変調する例を説明したが、ブリッジ回路以外の手段
を用いて振幅変調信号を得てもよい。
て、加算器4が偏差演算回路に対応する。
れば、振幅変調された入力信号と振幅が略等しいフィー
ドバック信号を生成し、入力信号とフィードバック信号
との偏差に基づいて復調を行うため、復調器に入力され
る信号の振幅を十分に小さくでき、復調器内部の非線形
特性の影響を受けることなく復調を行える。請求項2に
記載の発明によれば、偏差演算回路により演算される偏
差、すなわち復調器の入力信号の信号レベルが略ゼロに
なるようなフィードバック信号を生成するため、常に復
調器の特性が線形な範囲内で復調を行うことができる。
形態のブロック構成図。
分回路および乗算器の具体的構成を示す一実施の形態の
回路図。
する図。
Claims (2)
- 【請求項1】 入力信号の振幅変調成分を検出し、該振
幅変調成分に応じた直流信号を出力する多チャネル動歪
測定器において、 前記入力信号に対するフィードバック信号と前記入力信
号との偏差を演算する偏差演算回路と、 前記演算された偏差に基づいて前記振幅変調成分の復調
を行う復調器と、 前記復調された信号を積分して前記直流信号を出力する
積分回路と、 前記入力信号と振幅が略等しい前記フィードバック信号
を生成して前記偏差演算回路に供給する乗算器とを備え
ることを特徴とする多チャネル動歪測定器。 - 【請求項2】 請求項1に記載された多チャネル動歪測
定器において、 前記復調器および前記乗算器に基準搬送波信号を供給す
る発振器を備え、 前記乗算器は、前記偏差演算回路により演算される前記
偏差が略ゼロになるように、前記基準搬送波信号に基づ
いて前記フィードバック信号を生成することを特徴とす
る多チャネル動歪測定器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23009295A JP3480143B2 (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | 多チャネル動歪測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23009295A JP3480143B2 (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | 多チャネル動歪測定器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0972734A JPH0972734A (ja) | 1997-03-18 |
JP3480143B2 true JP3480143B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=16902429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23009295A Expired - Fee Related JP3480143B2 (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | 多チャネル動歪測定器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3480143B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-07 JP JP23009295A patent/JP3480143B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0972734A (ja) | 1997-03-18 |
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