JPH04265Y2 - - Google Patents

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JPH04265Y2
JPH04265Y2 JP14969086U JP14969086U JPH04265Y2 JP H04265 Y2 JPH04265 Y2 JP H04265Y2 JP 14969086 U JP14969086 U JP 14969086U JP 14969086 U JP14969086 U JP 14969086U JP H04265 Y2 JPH04265 Y2 JP H04265Y2
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flip
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、磁歪線上を伝播する磁歪波を検出す
るための磁歪信号検出回路に関するものである。
〔従来の技術〕
この種の磁歪信号検出回路の原理的構成図を第
4図に示す。同図において、1は磁歪線、2は駆
動コイル、3は検出コイルである。駆動コイル2
は磁歪線1の一端に固定配置され、検出コイル3
は磁歪線1上を長さ方向に移動可動なように配置
されている。
このような構成において、駆動コイル2に第5
図イに示す駆動パルスを与えると磁歪線1に縦弾
性波(磁歪波)が発生する。この縦弾性波は磁歪
線1を伝播し、検出コイル3は第5図ロに示す如
くその縦弾性波を時間t1後に直接波4として検出
すると共に、磁歪線1の開放端部11で反射する
反射波5として時間t2後にこれを検出する。直接
波4を検出した検出コイル3の出力は実測による
と、第5図ロの如く時間的にみて最初にマイナス
のパルスcdが生じた後、次いでプラスのパルスad
が発生し、このadパルスに続いてマイナスのパル
スbd、更にプラスのパルスddが生じる波形とな
る。又、反射波5を検出した検出コイル3の出力
はこれも実測によると、最初にプラスのパルスcr
が生じた後、マイナスのパルスarが発生し、この
arパルスに続いてプラスのパルスbr、更にマイナ
スのパルスdrが発生する波形となる。
このような反射型磁歪ポテンシヨメータにおい
て、縦弾性波が検出コイル3に到達する時間t1,
t2は従来例えば特開昭61−97523号に開示された
ものとして第6図に示す如くそのスレツシヨール
ド・レベルが+Vthと−Vthを持つ一対の比較器
を用い、時間t1は直接波4の最初のプラスのパル
スadにより、又t2は反射波5の最初のマイナスの
パルスarにより求めるようにしていた。ところ
で、この種の磁歪信号検出回路における縦弾性波
の波形は伝播距離によつては変化しないものとさ
れていた。しかし、実際には分散の影響を受けて
波形が歪み、第5図ロと第6図の対比から明らか
なように、特に伝播距離の長い反射波5の内、最
初に生じるマイナスのパルスarのピーク値が小さ
くなり、その為、これを検出する比較器のスレツ
シヨールド・レベル(−)Vthに対するマージン
が少なくなり、誤動作が起きやすいという問題点
があつた。更に、ad,br信号に対して反射波5に
おけるcr信号は十分低いレベルにあるが、主とし
て第3図に示される如く直接波4における第2番
目のプラスのdd波は比較的高いレベルにあり、ノ
イズが重畳されたような場合など、このdd波によ
り比較器COMPが誤動作してしまう。これを逃
げようとしてスレツシヨールド・レベル+Vthの
レベルを上げるとad,br信号に対してマージンが
少なくなり、動作が不安定となる。このような問
題点を解決する為に本願出願人は本願と同日付け
で考案の名称「磁歪信号検出回路」として第7図
に示す回路を出願した。以下、本考案を説明する
前にこの回路について説明する。
第7図において、3は第4図で説明した検出コ
イル、2は駆動パルスの印加端子、COMPは比
較器、Fは検出コイル3に並列に接続されたフイ
ルタ、R1,R2は抵抗素子、Vr,Vdは電源で
ある。抵抗素子R1,R2は電源Vrと基準電位
点間に接続され、この抵抗回路の分圧点に生じる
電圧+Vthが比較器COMPのスレツシヨールド電
圧として用いられる。FF1,FF2はエツジ・ト
リガ型のフリツプ・フロツプ、DLは抵抗R3と
コンデンサC及びダイオードDよりなる遅れ回路
である。
第8図は第7図回路のタイミングチヤートで、
イ図は駆動パルス、ロ図は検出コイル3の出力、
ハ図は比較器COMPの出力、ニ図はフリツプ・
フロツプFF1の出力、ホ図はFF2のD入力、ヘ
図はFF2の出力波形を示すものである。第7図
回路において、駆動端子2にパルスが与えられる
と、第5図及び第6図で説明した如く磁歪線1に
縦弾性波が発生し、この縦弾性波は磁歪線1上を
伝播する。この縦弾性波は時間t1後に直接波4と
して検出コイル3に到達すると共に、時間t2後に
反射波5として検出コイル3に到達し、その出力
は比較器COMPに加えられる。比較器COMPは
時刻t1に検出コイル3に到達する反射波5によ
り、この検出コイル3の出力のうち第8図ロ(第
3図ロ)に示す如くそのピーク値がスレツシヨー
ルド・レベル+Vthをこえるad波が入力されると
これを検出し、パルスP1を出力する。このパル
スによりフリツプ・フロツプFF1のQ出力は
“L”レベルとなる。FF1のQ出力が“H”レベ
ルの期間は、駆動パルス2が与えられてから直接
波4が検出コイル5に到達するまでの時間t1に対
応するもので、このパルス幅信号は出力端子
OUT1より取出される。一方、FF1のQ出力は
遅れ回路DLを介してFF2にD入力として加えら
れている。
次に、時刻t2において反射波5が検出コイル3
に到達する。縦弾性波は前記したように分散の影
響を受けその伝播距離に応じて波形が歪むが、反
射波5における第2番目のプラスのパルスbrは分
散の影響を受けない。したがつて、比較器
COMPは時刻t2においてこのbrパルスを検出して
パルスP2を発生し、このパルスはフリツプ・フ
ロツプFF2のC端子に加えられる。このパルス
により、フリツプ・フロツプFF2のQ出力は
“L”レベルとなる。FF2のQ出力が“H”レベ
ルの期間は、駆動パルス2が与えられてから反射
波5が検出コイル5に到達するまでの時間t2に対
応するもので、このパルス幅信号は出力端子
OUT2より取り出される。ここで、フリツプ・
フロツプFF1のQ出力端子は遅れ回路DLを介し
てFF2のD入力端子に接続されている。これに
より、第2図ホの如くFF2のD入力にはFF1の
出力の変化が遅れて加えられ、FF2はt1からそ
の遅れ時間だけマスクをかけられたことになる。
その結果、検出コイル3において直接波4におけ
る2番目に発生するプラスのパルス出力ddが高い
レベルになり、これを比較器COMPが第2図ハ
のP1′で示されるように検出したとしても、フ
リツプ・フロツプFF2が反転することはない。
その結果第2図ヘの如く時間t2の検出に影響され
ることはない。
このように、本願考案と同日に出願した考案は
縦弾性波の伝播距離が長くても分散の影響を受け
ることなく、しかも直接波4におけるdd波にも影
響されることがなく、したがつて比較器のスレツ
シヨールド・レベルのマージンの大きくとれ誤動
作の発生しにくい磁歪信号検出回路が得られる。
しかし、この第7図の回路においては、フリツ
プ・フロツプFF2のD入力のスレツシヨール
ド・レベルのバラツキによりマスクする時間が大
きく変動する。この為、次のような問題が発生す
る。即ち、マスクする時間が短かくなるとdd波を
マスクしきれなくなる。逆にマスクする時間が長
くなると、第9図ハに示す如く検出コイル3が検
出位置として100%側にあるとき、直接波4のdd
パルスと共に反射波5のbr信号までマスクしてし
まう。なお、第9図イは磁歪信号検出回路の原理
的構成図、ロ図は検出コイル3の位置が0%側に
ある場合の図である。
〔考案が解決しようとする問題点〕
本考案は第7図回路が有する上記のような問題
点を解決する為になされたものである。
〔問題を解決する為の手段〕
本考案は上記の問題点を解決する為にマスクの
為のフリツプ・フロツプFF2のスレツシヨール
ド・レベルを固定するようにしたものである。以
下、本考案の実施例について説明する。
〔実施例〕
第1図は本考案に係る磁歪信号検出回路の一実
施例の接続図である。なお、第1図において第7
図と同一部分は第1図と同一符号を付してそれら
の再説明は省略する。第1図において、COMP
2は比較器、R4、R5は抵抗素子である。フリ
ツプ・フロツプFF1のQ出力端子は遅れ回路DL
を介して比較器COMP2の(+)入力端子に接
続され、この比較器の出力端子はフリツプ・フロ
ツプFF2のD入力端子に接続されている。抵抗
素子R4とR5は電源Vdと基準電位点間に接続
され、その分圧点に生じる電圧がスレツシヨール
ド電圧Vmthとして比較器COMP2の(−)入力
端子に加えられる。
第2図は第1図装置のタイミングチヤートで、
イ図は駆動パルス、ロ図は検出コイル3の出力、
ハ図は比較器COMPの出力、ニ図はフリツプ・
フロツプFF1の出力、ホ図は比較器の(+)側
の入力波形、ヘ図は比較器COMP2の出力、ト
図はFF2の出力波形を示すものである。第1図
の回路の基本的な動作は第7図と同じであるが、
相違点は遅れ回路DLの出力が比較器COMP2に
加えられ、この比較器の出力がフリツプ・フロツ
プFF2のD入力として加えられているので、dd
波形に対する影響をマスクする時間が第2図ホで
示す如く比較器COMP2のスレツシヨールド・
レベルVmthで決まることである。このVmthは
安定電源Vd、抵抗素子R4,R5によつて定め
られるので、一定である。よつて、第2図ヘで示
す如くt1時間後一定時間TMが過ぎてから比較器
COMP2は“L”レベルになるが、このTM時間
の間にdd波を比較器COMPが第2図ハのP′の如
く検出しても、このP′はマスクされることによ
り、t2時間の検出には影響されないものとなる。
又、TM時間を所定の幅になるように設定してお
けば、第9図ハに示す如く検出コイル3が検出位
置として100%側にあるときにも反射波5のbr
号までをマスクしてしまうことはなくなる。
このようにして検出された時間t1,t2に対応し
たパルス幅信号を基にして図外の演算回路によつ
て(t1−t2)/(t1+t2)の演算を行なうことに
より、検出コイル3の無次元位置を検出すること
ができる。
〔本考案の効果〕
以上説明したように、本考案においては直接波
における第2番目のプラスのdd波をマスクする時
間を一定値に押さえるように構成したので、この
dd波を確実にマスクすることができ、しかも反射
波5の第2番目のプラスのbr信号までをマスクす
るおそれはない。よつて、本考案によれば分散の
影響がない特徴を有し、磁歪線1の有効長を狭ま
くすることの必要のない磁歪信号検出回路を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る磁歪信号検出回路の一実
施例の接続図、第2図は第1図のタイミングチヤ
ート、第3図は第1図の動作を説明する為の波形
図、第4図は磁歪信号検出回路の動作原理を説明
する為の図、第5図は第4図の動作を説明する為
の図、第6図は従来装置の動作を説明する為の波
形図、第7図は本考案を説明する為の磁歪信号検
出回路の回路図、第8図は第7図回路のタイミン
グチヤート、第9図は第7図回路の動作を説明す
る為の波形図である。 1……磁歪線、2……駆動コイル、3……検出
コイル、4……直接波、5……反射波、COMP、
COMP2……比較器、FF1、FF2……フリツ
プ・フロツプ、DL……遅れ回路。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 その長さ方向に移動可能なように検出コイルが
    配置された磁歪線を有し、前記磁歪線の一端に駆
    動パルスを与えることにより発生する縦弾性波が
    磁歪線を伝播し前記検出コイルに直接到達するま
    での時間t1と磁歪線の開放端部で反射して検出コ
    イルに到達するまでの時間t2を前記検出コイルを
    用いて検出するようにした磁歪信号検出回路にお
    いて、 直接波が検出コイルに加わることによりこの検
    出コイルにおいて最初に発生するプラスのパルス
    出力adと、反射波が検出コイルに加わることによ
    りこの検出コイルにおいて発生する2番目のプラ
    スのパルスbrとを一定のスレツシヨールド・レベ
    ルと比較する比較器、駆動パルスによりセツトさ
    れクロツク入力として前記比較器の出力が与えら
    れる第1、第2のフリツプ・フロツプ、第1のフ
    リツプ・フロツプの出力端子に接続された遅れ回
    路、及びこの遅れ回路の出力を一定のスレツシヨ
    ールド・レベルと比較しその出力が第2のフリツ
    プ・フロツプのデータ入力端子に加えられる第2
    の比較器よりなり、前記第1、第2のフリツプ・
    フロツプの出力端より時間t1,t2に対応した信号
    を得るようにしたことを特徴とする磁歪信号検出
    回路。
JP14969086U 1986-09-30 1986-09-30 Expired JPH04265Y2 (ja)

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JPS6355109U JPS6355109U (ja) 1988-04-13
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