JPH0261583A - 超音波距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は超音波を発射し、その反射波が戻ってくる時
間を測定することにより被検出物体までの距離を測定す
る超音波距離測定装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来の超音波距離測定装置のブロック回路図で
ある。パルス発生回路ｌからは第２図に示すａのような
パルスが出力され、このパルスａにより発振回路２が制
御されてｂの波形が得られる。この波形すはトランジス
タ３によって増幅され、さらにトランス４により昇圧さ
れて超音波振動子５を駆動し、超音波振動子５からは超
音波パルスが発射される。この超音波パルスは空気中を
伝播して被検出物体に当たって反射されるとその反射波
は距離に対応する時間の経過後再び超音波振動子５に戻
り、超音波振動子５にて受信電圧信号に変換される。こ
の受信電圧は微弱であるので増幅回路６で増幅される。

増幅された信号波形はｄのようになり、ダイオード７と
コンデンサ８より成る検波回路により検波されて検波波
形ｅが得られる。この検波波形ｅはコンパレータ９によ
り所定の受信レベルで弁別されて波形ｆが得られる。

フリップフロップ１２はパルス発生回路１の出力により
超音波発信と同時にセットされコンパレータ９の出力の
受信信号によりリセットされるが、発信と同時にリセッ
トされないようにパルス発生回路１の信号ａを遅延回路
１１により遅延させ゛（ゲート回路１０の禁止入力に入
力し、受信信号ｆのみをフリップフロップ１２のリセッ
ト側に入力する。したがってフリップフロップ１２の出
力波形はｇのように超音波の発信から受信までの時間中
Ａ　Ｎ　Ｄゲート１３を開いてクロックパルス発生回路
１４からのクロックパルスを通過させてカウンタ１５に
より計数し、受波と同時にゲート回路１０の出力に、゛
ζリラッチ回路１６にカウンタ１５の出力を記憶させ、
その出力を外部装置に伝えることができる。ま７を同時
にカウンタ１５はクリアされて次の測定に備える。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような構成において、被検出物体からの反射波を超
音波振動子５で受波したとき、空気振動が超音波振動子
５の振幅をコンパレータ９が検知するレベルまで大きく
するための時間ΔＴ（ｇのΔＴ）は受波が強い程短く、
逆に受波が弱いと長くなるため、受波が弱いときは計測
誤差が大きいという問題があった。すなわち従来の装置
では超音波振動子５の応答遅れが受波の強さにより異な
るため距離測定精度が悪くなるという欠点がある。

この発明の目的は上述した事情に鑑み、受波の強さによ
り異なる超音波振動子５の応答遅れを補正し、受波の強
さに影響されずに正確な距離の計測ができる超音波距離
測定装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では上述した受波の強さにより異なる超音波振
動子の応答遅れを次のような方法で補正した。すなわち
、超音波距離測定装置において、超音波振動子からの信
号を検波する受波回路に異なる受波弁別レベルを有する
２個のコンパレータを接続し、超音波発信から第１のコ
ンパレータにより受信されるまでの時間に基づいて得ら
れた距離を第１のコンパレータと第２のコンパレータの
作動する時間の差に応じて減算補正した。

〔作　用〕

超音波振動子５の受波時の応答は時間と共に直線的に強
度が増加する傾向（第２図の検波波形ｅにおけるイ個所
）にあるので第１のコンパレータが作動した時点ではΔ
Ｔだけ余分に計数しているが、第２のコンパレータが作
動するのはさらにΔＴを要するのでこの間にカウンタを
減算動作させておけば余分に計数した分だけ減算するこ
とができ、正確な計数値が求められる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例である超音波距離測定装置
のブロック回路図で第３図で示した従来のブロック回路
図における部品と同一の部品には同一の符号を付し説明
は省略する。第１図において第３図と異なる点は従来の
コンパレータ９．ゲート回路１０およびフリップフロッ
プ１２と同様の動作をするコンパレータ１７．ゲート回
路１８およびフリップフロップ１９を並列に設け、コン
パレータ１７の受波弁別レベルはコンパレータ９の２倍
とし、フリップフロップ１２の反転出力とフリップフロ
ップ１９の出力をアンド回路２０により論理積をとり、
アンド回路２１はアンド回路２０の出力とクロックパル
ス発生回路１４の出力とを入力し、アンド回路２１の出
力をカウンタ１５のクリヤ入力およびラッチ１６のラッ
チ入力に接続したことである。

この様な構成において、検波波形ｅ′は第２図に示すよ
うに第３図における検波波形ｅと同じでコンパレータ９
の出力波形ｆ′も第３図におけるコンパレータ９の出力
波形ｆと同じであり、コンパレータ１７の出力波形は第
２図で示すｈのようになる。またフリップフロップ１２
の出力波形ｇ′は第３図におけるフリップフロップ１２
の出力波形ｇと同じであり、この出力の期間中カウンタ
１５によリフロックパルスを計数する。同様にコンパレ
ータ１７の出力りに基づいて、フリップフロップ１９か
らｌの波形を得るがこの波形ｉとフリップフロップ１２
の反転出力１の論理積によりアンド回路２０の鳴 出力波形ｊ８えられる。この波形ｊの信号ハイレベルの
間、アンド回路２１はクロックパルスをカウンタ１５の
減数入力に伝えカウント値を減らす、超音波振動子５の
受波信号は受波後時間経過に対し直線的に信号レベルが
増加する傾向（第２図の検波波形ｅ′における四個所）
にある、したがってアンド回路２０の出力波形ｊはコン
パレータ１７の弁別レベルをコンパレータ９の弁別レベ
ルの２倍にとっであるためほぼΔＴと同じ時間幅になり
カウント値の誤差が補償される。カウンタ１５のクリア
およびラッチ１６の記憶はカウント補償が終了した後ゲ
ート回路１８の出力で行われる。

〔発明の効果〕

本発明によれば受波弁別レベルの異なるコンパレータを
２個設け、それぞれのコンパレータの作動時間の差に応
じて減算補正するようにしたので受波強度に影響されず
に常に正確な距離が計測できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である超音波距離測定装置
のブロック回路図、第２図は第１図および第３図の動作
を説明する波形図、第３図は従来の超音波測定装置のブ
ロック回路である。 ５：超音波振動子、９．１７：コンパレータ。 第２０ 堵３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）超音波振動子から発信させる超音波パルスが被検出
   物体により反射され、その反射波が再び超音波振動子に
   戻ってくるまでの時間を測定して被検出物体までの距離
   を計測する超音波距離測定装置において、超音波振動子
   からの信号を検波する受波回路に異なる受波弁別レベル
   を有する２個のコンパレータを接続し、超音波発信から
   第１のコンパレータにより受信されるまでの時間に基づ
   いて得られた距離を第１のコンパレータと第２のコンパ
   レータの作動する時間の差に応じて減算補正することを
   特徴とする超音波距離測定装置。