JP6629927B2 - 磁歪位置測定装置を動作させる方法 - Google Patents
磁歪位置測定装置を動作させる方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6629927B2 JP6629927B2 JP2018132630A JP2018132630A JP6629927B2 JP 6629927 B2 JP6629927 B2 JP 6629927B2 JP 2018132630 A JP2018132630 A JP 2018132630A JP 2018132630 A JP2018132630 A JP 2018132630A JP 6629927 B2 JP6629927 B2 JP 6629927B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clock frequency
- measurement
- clock
- range
- waveguide
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 119
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 33
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 11
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 10
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01D5/48—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 wave or particle radiation means
- G01D5/485—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 wave or particle radiation means using magnetostrictive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
の範囲内である。これらの限界は、n=1およびn=2の値の式2から生じ、これらは前もって1つ(n=1)の測定または前もって2つ(n=2)の測定から生じた反射との実際の測定信号の重複から生じる。ここでは、式2から検出ユニットに向かう波が用いられる。ここでも、Lは磁歪変位測定装置の測定区間の長さを表し、vは機械波の速度を表す。この周波数範囲では、減衰域に向かって進む波の1つの干渉反射のみが予想される。より好ましくは、この周波数範囲内で最大の第1クロック周波数を得るために、第1クロック周波数は
より
に近い。さらに、好ましくは、第1クロック周波数が検出ユニットに向かって進行する波の広がった反射と一致しないことを保証するために、第1クロック周波数と
との間に安全範囲が設けられる。
の周波数範囲である。これらの限界は同様に、n=2およびn=3の値の式2から生じ、これらは前もって2つ(n=2)または3つ(n=3)の測定から生じる。ここでも同様に、式2から検出ユニットに向かう波が用いられる。この周波数範囲では、減衰域に向かって進む波の2つの干渉反射が予想される。より好ましくは、この周波数範囲内で最大の第2クロック周波数を得るために、第2クロック周波数は、
より
に近い。最も好ましくは、第2クロック周波数は、第1クロック周波数の1.5倍である。さらに、第2クロック周波数と
との間の安全範囲が提供されることが好ましい。
の周波数範囲にある。やはり、vは機械波W1、W2または反射R1n、R2nの伝播速度を示し、Lは500mmの公称長さNLで580mmとなる導波路2の長さを示す。この周波数範囲では、n=1の、すなわち前の初期パルスIPによって生成された逆向反射R11のみが測定範囲11内で発生し、その重複位置x11は、既に上で見た式1によって以下のように計算することができる:
(ラベルは同一)の周波数範囲にある。この周波数範囲では、2つの逆向反射R11およびR12がn=1の、すなわち前の初期パルスIPで生成された、およびn=2の、すなわちさらに前の初期パルスIPで生成された、測定範囲11内で発生し、その重複位置x21、x22は同様にして以下の式1を介して以下のように計算されることが可能である。
vは機械波の伝搬速度、fはクロック周波数、Lは測定区間の長さを指定する。式1aおよび1bにおける最後の項
は、幅bが生じる重複位置xnの幅分布を表す。最初の図では、幅bは、重複位置xnの周りに対称的に配置され、各重複位置xnおよびクロック周波数fに対して同じ値をとる。導波路2の長さLおよび重複位置xnの幅bがずれていると見なされる場合、重複位置xnはクロック周波数fの負の逆数であることが明らかである。
によって式2aおよび2bに示されており、ここから幅bが求められる。周波数の逆数としてカバーされる期間Tの時間範囲は、共進反射R2nの一定の幅bを有するより大きいnとしては小さいことが、明らかである。
内で測定のために可能な限り高い第1クロック周波数f1を得るために、第1クロック周波数f1は好ましくは上限
に近くなるように選択されるが、ただし、n=2での共進反射R22の幅bに対応する安全距離が維持される。安全距離によって、第1クロック周波数f1は、測定信号が共進反射R2nの1つと干渉する仕方で重複するように選択されることが防止される。ここで、第1クロック周波数f1は以下のように表すことができる。
の上限
に近くなるように選択することができ、ここでも安全距離は同じように維持される。第2クロック周波数f2は、以下のように表すことができる。
内の可能な最も高い第1クロック周波数f1と、周波数範囲
内の可能な最も高い第2クロック周波数f2とが、上記で計算されたように、異なる公称長さNLおよび結果的な導波路2の長さLについて示されている。長さLは、既に説明したように、導波路2上のコイル31の長さ(または垂直ストリップの長さまたは圧電測定素子の長さ)および減衰域5の長さを加えることによって、公称長さNLから計算され、この例では80mmと想定されている。幅bは60mmであると想定され、これに応じて安全距離もそうである。加えて、これより算出される下側切替点xuおよび上側切替点xoが記録される。比較のために、クロック周波数fの間で切替が行われない、この公称長さNLに対する可能な最大の従来のクロック周波数fhが指定される列が、さらに示されている。
内にあり、少なくとも第2クロック周波数f2が周波数範囲
内にある、本発明の第2および第3の実施形態が、図4dの部分領域を使用して描写されているが、ここではn=1の共進反射R21は図示の理由のため示されていない。ここで、最初に使用される第1クロック周波数f1は9000Hzである。第2の実施形態では、図6aに示される測定61が実行されるが、ここでは合計で5つの異なるクロック周波数fが使用され、その間に5回の切替が行われる。使用される測定範囲11の位置xおよび割り当てられたクロック周波数fは、以下の表から読み取ることができる。ここでは、たとえば9000Hzまたは9800Hzなど、最初に使用された第1クロック周波数f1よりも低いクロック周波数fを使用することができることは明らかである。
内にあり、可能な限り上限
に近づくように選択される。したがって、この測定62では、使用されるクロック周波数fが常に第1クロック周波数f1以上であり、したがって測定範囲全体にわたって第2の実施形態の測定値61に対して見ると、さらに高い。しかしながら、クロック周波数fの間の切替は、この例示的な実施形態では7回行われる。なお、より高い周波数範囲では、反射R1n、R2n、ならびに初期干渉Inの間の自由領域によって図示されている、スイッチングが行われる適切なクロック周波数fの探索は、著しい計算量を要することに留意すべきである。
2 導波路
3 検出ユニット
4 磁気式位置エンコーダ
5 減衰域
11 測定範囲
23、25 端部
31 コイル
32 評価回路
41、42 永久磁石
50 入力接点
51 出力接点
60、61、62、70 測定
80、81、83 出力
82 平均化
Claims (22)
- 少なくとも1つの機械波(W1、W2)を案内するための導波路(2)を有し、少なくとも1つの減衰域(5)を有し、位置測定装置(1)の測定範囲(11)に沿って配置された磁気式位置エンコーダ(4)を有し、検出ユニット(3)を有する、磁歪変位測定装置(1)を動作させる方法であって、前記少なくとも1つの機械波(W1、W2)は、クロック周波数(f)を有する励振信号(IP)によって生成される方法において、それぞれ異なるクロック周波数(f1、f2、f)を有する少なくとも2つの機械波(W1、W2)が生成され、前記クロック周波数(f1、f2、f)は、前記変位測定装置(1)の前記測定範囲(11)の異なる位置(xn)で干渉反射(R1n、R2n)が生じるように予め決定されており、前記位置エンコーダ(4)の手順の間、前記測定範囲(11)の前記それぞれの異なる位置(xn)の前記干渉反射(R1n、R2n)がマスクされるように、前記測定範囲(11)に沿って前記異なるクロック周波数(f1、f2、f)の間で切替が行われることを特徴とする、方法。
- 前記少なくとも2つの異なるクロック周波数(f1、f2、f)が生じる前記測定範囲(11)のそれぞれの切替点(xu、xo)は、前記対応するクロック周波数(f1、f2、f)に割り当てられることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 対応するクロック周波数(f1、f2、f)への前記それぞれの切替点(xu、xo)の前記割り当ては、関数関係から決定されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記対応するクロック周波数(f1、f2、f)への前記それぞれの切替点(xu、xo)の前記割り当ては、表から読み出されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記対応するクロック周波数(f1、f2、f)への前記それぞれの切替点(xu、xo)の前記割り当ては、線図によって決定されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記対応するクロック周波数(f1、f2、f)への前記それぞれの切替点(xu、xo)の前記割り当ては、測定の前の前記磁歪変位装置(1)の較正によって決定されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記対応するクロック周波数(f1、f2、f)への前記それぞれの切替点(xu、xo)の前記割り当ては、アルゴリズムによって決定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 切替は、第1クロック周波数(f1)から前記第1クロック周波数(f1)よりも大きい第2クロック周波数(f2)へと行われることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの初期干渉(In)が前記クロック周波数(f1、f2、f)の切替中に考慮され、前記初期干渉の場合に前記励振信号(IP)の間に測定が行えないことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記位置測定装置(1)の前記測定範囲(11)の位置(xn)においていくつかの干渉反射(R1n)が生じたときに、さらなるクロック周波数(f)が提供され、その間で切替が行われることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 第1クロック周波数(f1)は
の周波数範囲内にあり、Lは前記導波路(2)の長さを表し、vは前記機械波(W1、W2)の速度を表すことを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1クロック周波数(f1)は
よりも
に近いことを特徴とする、請求項11に記載の方法。 - 前記第1クロック周波数(f1)と
との間に安全範囲が提供されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。 - 第2クロック周波数(f2)は
の周波数範囲内にあり、Lは前記導波路(2)の長さを表し、vは前記機械波(W1、W2)の速度を表すことを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2クロック周波数(f2)は、
よりも
に近いことを特徴とする、請求項14に記載の方法。 - 前記第2クロック周波数(f2)は、前記第1クロック周波数(f1)の1.5倍であることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 前記第2クロック周波数(f2)と
との間に安全範囲が提供されることを特徴とする、請求項15または16に記載の方法。 - 全てのクロック周波数(f1、f2)で検出された測定値は、バス同期式に加算され、保存され、出力されることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- クロック周波数(f1、f2、f)が前記磁歪位置測定装置(1)を駆動するためのバスクロック(fB)よりも大きいとき、前記バスの次のクロックにおいて、前記測定が平均化(82)され、前記平均化された測定値が遅延された状態でのみ出力(83)されることを特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から19のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実行するように構成された、コンピュータプログラム。
- 請求項20に記載のコンピュータプログラムが記憶された、機械可読記憶媒体。
- 請求項1から19のいずれか一項に記載の方法によって磁歪位置測定装置(1)を動作させるように構成された、計算装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017115961.4 | 2017-07-14 | ||
DE102017115961.4A DE102017115961B4 (de) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Verfahren zum Betreiben einer magnetostriktiven Wegmessvorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019020407A JP2019020407A (ja) | 2019-02-07 |
JP6629927B2 true JP6629927B2 (ja) | 2020-01-15 |
Family
ID=64745391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018132630A Active JP6629927B2 (ja) | 2017-07-14 | 2018-07-12 | 磁歪位置測定装置を動作させる方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10697808B2 (ja) |
JP (1) | JP6629927B2 (ja) |
CN (1) | CN109253744B (ja) |
DE (1) | DE102017115961B4 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102557622B1 (ko) * | 2022-03-24 | 2023-07-21 | (주) 엔텍코아 | 자기변형 선형 변위 변환기의 특성 시험 장치 |
CN116202408B (zh) * | 2023-05-05 | 2023-07-07 | 广东润宇传感器股份有限公司 | 磁致伸缩位移传感器校准方法、系统、设备和存储介质 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2837014C3 (de) * | 1978-08-24 | 1981-02-26 | Olympia Werke Ag, 2940 Wilhelmshaven | Anordnung zur Messung des Abstandes der Abstandsänderung sowie der Abstandsänderungsgeschwindigkeit zweier auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn relativ zueinander bewegbarer Körper |
JPH01312489A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波測距装置 |
JPH10246620A (ja) * | 1997-03-03 | 1998-09-14 | Aisin Seiki Co Ltd | 磁歪式変位検出装置 |
JP3799415B2 (ja) * | 1998-06-29 | 2006-07-19 | 三菱重工業株式会社 | 磁歪式変位検出装置 |
DE10153488A1 (de) | 2001-10-23 | 2003-05-08 | Balluff Gmbh | Wegaufnehmervorrichtung |
EP1691173B1 (en) * | 2005-01-18 | 2016-04-06 | Gefran S.p.A. | Magnetostrictive position sensor |
CN101789274A (zh) * | 2009-01-22 | 2010-07-28 | 重庆仪表材料研究所 | 一种基于磁致伸缩原理的核反应堆控制棒棒位测量系统 |
DE102010008495A1 (de) | 2010-02-18 | 2011-08-18 | BALLUFF GmbH, 73765 | Verfahren zur Positionsmessung und Positions-Messvorrichtung |
CN101852775B (zh) * | 2010-06-08 | 2011-08-24 | 浙江大学 | 调节磁致伸缩检测纵向静态磁场的装置 |
CN102959930B (zh) * | 2010-12-27 | 2016-01-27 | 罗姆股份有限公司 | 移动电话 |
CN102645152B (zh) * | 2012-04-27 | 2013-05-15 | 南京西巨电子技术有限公司 | 一种大量程的磁致伸缩位移传感器装置及其测量方法 |
KR101441006B1 (ko) * | 2012-12-05 | 2014-09-17 | 한라아이엠에스 주식회사 | 오차 보정형 자왜식 위치측정장치 |
US8978464B2 (en) * | 2013-02-14 | 2015-03-17 | Ambroise Prinstil | Magnetostrictive probe with inverted signal detection |
US9389061B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-07-12 | David Scott Nyce | Position sensor with improved signal to noise ratio |
CN103206912A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-17 | 四川大学 | 一种磁致伸缩位移传感器测量装置 |
US10114083B2 (en) * | 2013-09-20 | 2018-10-30 | The University Of Queensland | Magnetometer and method of fabrication |
CN104496445A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-04-08 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种软磁磁致伸缩铁氧体材料及其制造方法 |
US10119942B2 (en) * | 2015-02-13 | 2018-11-06 | Fbs, Inc. | Medium-range magnetostrictive ultrasonic guided wave scanner systems and methods |
-
2017
- 2017-07-14 DE DE102017115961.4A patent/DE102017115961B4/de active Active
-
2018
- 2018-07-12 JP JP2018132630A patent/JP6629927B2/ja active Active
- 2018-07-13 CN CN201810769440.1A patent/CN109253744B/zh active Active
- 2018-07-13 US US16/034,620 patent/US10697808B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109253744B (zh) | 2021-08-03 |
DE102017115961A1 (de) | 2019-01-17 |
US10697808B2 (en) | 2020-06-30 |
JP2019020407A (ja) | 2019-02-07 |
CN109253744A (zh) | 2019-01-22 |
DE102017115961B4 (de) | 2019-05-02 |
US20190017851A1 (en) | 2019-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960000341B1 (ko) | 소형 헤드 및 신호가 증대된 자기 왜곡 변환기 | |
JP6629927B2 (ja) | 磁歪位置測定装置を動作させる方法 | |
JP5572264B2 (ja) | 経路測定装置 | |
JPS60140109A (ja) | 超音波測距装置 | |
JP6297042B2 (ja) | 延長されたストローク位置センサー | |
JP6275031B2 (ja) | 電磁超音波センサ | |
EP0611953B1 (en) | Length measuring apparatus | |
US10352735B2 (en) | Magnetostrictive path-measuring device having a plurality of measuring sections and a time control device, and method for operating such a magnetostrictive path-measuring device | |
JP2010271323A (ja) | 非破壊検査方法、システムおよびコンピュータプログラム製品 | |
JP5275365B2 (ja) | 位相シフトしたバイアスバーストを伴う磁歪変位変換器 | |
US2846666A (en) | Magnetostrictive pulse delay apparatus | |
WO2001045481A8 (en) | Method for attenuating interference in a magnetically shielded room | |
US11391609B2 (en) | Flow meter | |
TW201828528A (zh) | 中空芯體磁性位置感測器、位置感測系統及方法 | |
JP2009145056A (ja) | 電磁超音波探触子および電磁超音波探傷装置 | |
US20150176959A1 (en) | Method and measuring device for measuring thickness of a ferromagnetic metal object | |
JPH06323869A (ja) | インダクトシン基板 | |
US20240133721A1 (en) | Method for localising patterns in a signal of a position sensor, and position sensor or position measuring device using the method | |
JP2001153639A (ja) | 磁歪線を用いた測尺装置 | |
JP4101380B2 (ja) | 磁歪式レベル計 | |
JPH02183117A (ja) | 変位検出装置 | |
SU851291A1 (ru) | Датчик магнитного пол | |
JPH03231107A (ja) | 直線位置センサ | |
JPS60135819A (ja) | 座標位置検出装置 | |
JPS60129616A (ja) | 座標位置検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181002 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191112 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6629927 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |