JPH05272955A - 変位測定方法及び変位計 - Google Patents
変位測定方法及び変位計Info
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- JPH05272955A JPH05272955A JP6571792A JP6571792A JPH05272955A JP H05272955 A JPH05272955 A JP H05272955A JP 6571792 A JP6571792 A JP 6571792A JP 6571792 A JP6571792 A JP 6571792A JP H05272955 A JPH05272955 A JP H05272955A
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- Japan
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- wave
- receiver
- transmitter
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- distance
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、音波、または光波，電波等の波を用
いて可動物体の変位を測定する方法および変位計に関
し、互いに異なる複数の方向の変位量を一組の送・受波
器で測定する。 【構成】遅延時間と減衰量とを測定することにより複数
方向の変位を求める。
いて可動物体の変位を測定する方法および変位計に関
し、互いに異なる複数の方向の変位量を一組の送・受波
器で測定する。 【構成】遅延時間と減衰量とを測定することにより複数
方向の変位を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音波または光波，電波
等の波を用いて可動物体の変位を測定する方法および変
位計に関する。
等の波を用いて可動物体の変位を測定する方法および変
位計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、音波，光波，電波等を用いた
可動物体（被測定体）の変位測定が広く行われている。
この変位測定方法の一例として、送波器と受波器との双
方を被測定体に対向する側に配置し、送波器から発せら
れた波を被測定体で反射させこの反射波を受波器で受波
するか、もしくは、送波器と受波器の一方を被測定体に
対向する側、他方を被測定体側に配置し、送波器から発
せられた波を受波器で受波するように構成しておき、送
波から受波までの遅延時間に基づいて距離を算出し、変
位を求める方法が採用されている。
可動物体（被測定体）の変位測定が広く行われている。
この変位測定方法の一例として、送波器と受波器との双
方を被測定体に対向する側に配置し、送波器から発せら
れた波を被測定体で反射させこの反射波を受波器で受波
するか、もしくは、送波器と受波器の一方を被測定体に
対向する側、他方を被測定体側に配置し、送波器から発
せられた波を受波器で受波するように構成しておき、送
波から受波までの遅延時間に基づいて距離を算出し、変
位を求める方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記変位測定方法で
は、送受波の遅延時間から距離を求めるものであるた
め、波の伝播方向の距離ないし変位しか測定することは
できず、この伝播方向と直交する方向の変位も同時に測
定する必要がある場合、もう一組の送・受波器を必要と
し、装置の複雑化，高価格化を招いていた。
は、送受波の遅延時間から距離を求めるものであるた
め、波の伝播方向の距離ないし変位しか測定することは
できず、この伝播方向と直交する方向の変位も同時に測
定する必要がある場合、もう一組の送・受波器を必要と
し、装置の複雑化，高価格化を招いていた。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、互いに異なる
複数の方向の変位量を一組の送・受波器で測定すること
のできる変位測定方法およびこの方法の実施に用いる変
位計を提供することを目的とする。
複数の方向の変位量を一組の送・受波器で測定すること
のできる変位測定方法およびこの方法の実施に用いる変
位計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本発
明の変位測定方法は、双方が被測定体と対向する側に配
置された、もしくは一方が被測定体と対向する側他方が
被測定体側に配置された送波器及び受波器を用い、前記
送波器から発せられた波が前記受波器で受波されるまで
の前記波の伝播経路に沿った、前記送波器と前記受波器
との間の距離に対する前記波の減衰特性と、前記送波器
と前記受波器との相対位置に対する指向特性とを求めて
おき、前記送波器から発せられた波の前記受波器で受波
されるまでの間の遅延時間に基づいて、前記送波器と前
記受波器との間の、前記波の伝播経路に沿った距離を求
め、求められた前記距離と、前記送波器から発せられた
波に対する前記受波器で受波された波の減衰量とに基づ
き、前記減衰特性と前記指向特性とを参照して、前記被
測定体の、所定位置からの距離もしくは変位を求めるこ
とを特徴とするものである。
明の変位測定方法は、双方が被測定体と対向する側に配
置された、もしくは一方が被測定体と対向する側他方が
被測定体側に配置された送波器及び受波器を用い、前記
送波器から発せられた波が前記受波器で受波されるまで
の前記波の伝播経路に沿った、前記送波器と前記受波器
との間の距離に対する前記波の減衰特性と、前記送波器
と前記受波器との相対位置に対する指向特性とを求めて
おき、前記送波器から発せられた波の前記受波器で受波
されるまでの間の遅延時間に基づいて、前記送波器と前
記受波器との間の、前記波の伝播経路に沿った距離を求
め、求められた前記距離と、前記送波器から発せられた
波に対する前記受波器で受波された波の減衰量とに基づ
き、前記減衰特性と前記指向特性とを参照して、前記被
測定体の、所定位置からの距離もしくは変位を求めるこ
とを特徴とするものである。
【０００６】また本発明の変位計は、双方が被測定体と
対向する側に配置された、もしくは一方が被測定体と対
向する側他方が被測定体側に配置された送波器及び受波
器を用い、前記送波器から発せられた波が前記受波器で
受波されるまでの前記波の伝播経路に沿った、前記送波
器と前記受波器との間の距離に対する前記波の減衰特性
と、前記送波器と前記受波器との相対位置に対する指向
特性とを記憶しておく記憶手段と、前記送波器から発せ
られた波の前記受波器で受波されるまでの間の遅延時間
に基づいて、前記送波器と前記受波器との間の、前記波
の伝播経路に沿った距離を求める第１演算手段と、前記
第１演算手段で求められた前記距離と、前記送波器から
発せられた波に対する前記受波器で受波された波の減衰
量とに基づき、前記記憶手段に記憶された前記減衰特性
と前記指向特性とを参照して、前記被測定体の、所定位
置からの距離もしくは変位を求める第２演算手段とを備
えたことを特徴とするものである。
対向する側に配置された、もしくは一方が被測定体と対
向する側他方が被測定体側に配置された送波器及び受波
器を用い、前記送波器から発せられた波が前記受波器で
受波されるまでの前記波の伝播経路に沿った、前記送波
器と前記受波器との間の距離に対する前記波の減衰特性
と、前記送波器と前記受波器との相対位置に対する指向
特性とを記憶しておく記憶手段と、前記送波器から発せ
られた波の前記受波器で受波されるまでの間の遅延時間
に基づいて、前記送波器と前記受波器との間の、前記波
の伝播経路に沿った距離を求める第１演算手段と、前記
第１演算手段で求められた前記距離と、前記送波器から
発せられた波に対する前記受波器で受波された波の減衰
量とに基づき、前記記憶手段に記憶された前記減衰特性
と前記指向特性とを参照して、前記被測定体の、所定位
置からの距離もしくは変位を求める第２演算手段とを備
えたことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】送・受波器を用いた測定可能な量としては、遅
延時間のほか、送波器から発せられた波に対する受波器
で受波された波の減衰量が測定可能であり、また一般に
送波器，受波器は指向特性を有している。本発明はこの
点に着目することにより完成されたものである。即ち、
本発明は、反射の有無等測定系の各種条件を考慮した上
で波の伝播距離に対する減衰特性と送・受波器の相対位
置に対する指向特性を求めておいて、波の伝播方向の距
離を従来と同様に遅延時間に基づいて求め、この遅延時
間に基づいて求められた波の伝播方向の距離、及び受波
器で受波された波の減衰量を、上記減衰特性及び指向特
性と比較対照することにより、被測定体の所定位置から
の距離ないし変位を求めるものである。これにより、一
組の送・受波器のみを用いて、波の伝播方向とそれと交
わる方向との双方の距離ないし変位が求められることに
なる。
延時間のほか、送波器から発せられた波に対する受波器
で受波された波の減衰量が測定可能であり、また一般に
送波器，受波器は指向特性を有している。本発明はこの
点に着目することにより完成されたものである。即ち、
本発明は、反射の有無等測定系の各種条件を考慮した上
で波の伝播距離に対する減衰特性と送・受波器の相対位
置に対する指向特性を求めておいて、波の伝播方向の距
離を従来と同様に遅延時間に基づいて求め、この遅延時
間に基づいて求められた波の伝播方向の距離、及び受波
器で受波された波の減衰量を、上記減衰特性及び指向特
性と比較対照することにより、被測定体の所定位置から
の距離ないし変位を求めるものである。これにより、一
組の送・受波器のみを用いて、波の伝播方向とそれと交
わる方向との双方の距離ないし変位が求められることに
なる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図１
は、本発明の一実施例に係る送波器，受波器の設置例を
示した配置図である。被測定体１０に受波器１１が取付
けられ、この被測定体１０と対向する壁１２に送波器１
３が取付けられている。この被測定体１０は、図に示す
Ｘ方向及びＹ方向に移動するものとする。ここで、送波
器１３と受波器１１との間の距離をｒ、それらの相対角
度をθとする。
は、本発明の一実施例に係る送波器，受波器の設置例を
示した配置図である。被測定体１０に受波器１１が取付
けられ、この被測定体１０と対向する壁１２に送波器１
３が取付けられている。この被測定体１０は、図に示す
Ｘ方向及びＹ方向に移動するものとする。ここで、送波
器１３と受波器１１との間の距離をｒ、それらの相対角
度をθとする。
【０００９】ここで、図１に示す配置を考慮した上で、
送波器１３と受波器１１の相対位置に対する指向特性、
及び送波器１３と受波器１１との間の距離に対する減衰
特性が求められる。図２は、指向特性の測定方法及び測
定された指向特性の一例を示した図である。
送波器１３と受波器１１の相対位置に対する指向特性、
及び送波器１３と受波器１１との間の距離に対する減衰
特性が求められる。図２は、指向特性の測定方法及び測
定された指向特性の一例を示した図である。
【００１０】図２（ａ）に示すように、送波器１３は固
定しておき、受波器１１と送波器１３との間の距離ｒを
一定に保ったまま図に示す矢印Ａに沿って移動させる。
これを種々の距離ｒについて行うことにより、一例とし
て図２（ｂ）に示すような指向特性が求められる。図３
は減衰特性の測定方法及び測定された減衰特性の一例を
示した図である。
定しておき、受波器１１と送波器１３との間の距離ｒを
一定に保ったまま図に示す矢印Ａに沿って移動させる。
これを種々の距離ｒについて行うことにより、一例とし
て図２（ｂ）に示すような指向特性が求められる。図３
は減衰特性の測定方法及び測定された減衰特性の一例を
示した図である。
【００１１】図３（ａ）に示すように、送波器１３を固
定し、受波器１１を矢印Ｂ方向に移動させる。これによ
り送波器１３と受波器１１との間の距離に対する減衰特
性が図３（ｂ）に示すように求められる。以上のように
して指向特性と減衰特性とを求めた上で、図１に示す配
置により被測定体１０の変位を測定する。
定し、受波器１１を矢印Ｂ方向に移動させる。これによ
り送波器１３と受波器１１との間の距離に対する減衰特
性が図３（ｂ）に示すように求められる。以上のように
して指向特性と減衰特性とを求めた上で、図１に示す配
置により被測定体１０の変位を測定する。
【００１２】図４は送信信号及び受信信号の一例を示し
た図である。これらの信号はあらかじめ調整されてお
り、ここでは受信信号が送信信号と同じピークを示した
ときに減衰量がないものとする。ここでは、図に示すよ
うに電圧換算でＶ0 のパルス状の波（ここでは超音波）
が送信され、遅延時間Ｔだけ遅れて電圧換算でＶ1 の大
きさのパルスが受信されたものとする。この場合の減衰
量ΔＶはΔＶ＝Ｖ0 −Ｖ1 となる。
た図である。これらの信号はあらかじめ調整されてお
り、ここでは受信信号が送信信号と同じピークを示した
ときに減衰量がないものとする。ここでは、図に示すよ
うに電圧換算でＶ0 のパルス状の波（ここでは超音波）
が送信され、遅延時間Ｔだけ遅れて電圧換算でＶ1 の大
きさのパルスが受信されたものとする。この場合の減衰
量ΔＶはΔＶ＝Ｖ0 −Ｖ1 となる。
【００１３】図５は、信号処理系を示した図である。送
波器１３から超音波が送信され、受波器１１でこの超音
波が受信され、その間の遅延時間Ｔと減衰量ΔＶが求め
られる。遅延時間Ｔは距離ｒに換算され、基準位置ｒ0
との差を求めることにより超音波の伝播方向の変位Δｒ
＝ｒ−ｒ0 が求められる。
波器１３から超音波が送信され、受波器１１でこの超音
波が受信され、その間の遅延時間Ｔと減衰量ΔＶが求め
られる。遅延時間Ｔは距離ｒに換算され、基準位置ｒ0
との差を求めることにより超音波の伝播方向の変位Δｒ
＝ｒ−ｒ0 が求められる。
【００１４】また、求められた距離ｒから、前述したよ
うにしてあらかじめ求めておいた減衰特性を参照して減
衰量ΔＶo が求められる。この減衰量は送波器１３と受
波器１１との相対角度θ（図１参照）が０度の場合の減
衰量である。この相対角度θ＝０のときの減衰量ΔＶo
と測定された減衰量ΔＶとが比較され、前述したように
してあらかじめ求めておいた指向特性データが参照され
て角度θが求められる。このようにして求めた変位Δｒ
と角度θとに基づいて図１に示すＸ方向の変位とＹ方向
の変位とが求められる。
うにしてあらかじめ求めておいた減衰特性を参照して減
衰量ΔＶo が求められる。この減衰量は送波器１３と受
波器１１との相対角度θ（図１参照）が０度の場合の減
衰量である。この相対角度θ＝０のときの減衰量ΔＶo
と測定された減衰量ΔＶとが比較され、前述したように
してあらかじめ求めておいた指向特性データが参照され
て角度θが求められる。このようにして求めた変位Δｒ
と角度θとに基づいて図１に示すＸ方向の変位とＹ方向
の変位とが求められる。
【００１５】尚、上記実施例では、受波器１１を被測定
体１０に取付けたが、送波器１３の方を被測定体１０に
取付けてもよく、送波器１３と受波器１１の双方とも壁
１２側に取付け、送波器１３から送波された波を被測定
体１０で反射させ、この反射された波を受波器１１で受
波するように構成してもよい。また、上記実施例は超音
波を用いて変位測定を行う例であるが、本発明は超音波
に限らず、光波，電波等を用いた変位測定にも適用でき
ることはいうまでもない。
体１０に取付けたが、送波器１３の方を被測定体１０に
取付けてもよく、送波器１３と受波器１１の双方とも壁
１２側に取付け、送波器１３から送波された波を被測定
体１０で反射させ、この反射された波を受波器１１で受
波するように構成してもよい。また、上記実施例は超音
波を用いて変位測定を行う例であるが、本発明は超音波
に限らず、光波，電波等を用いた変位測定にも適用でき
ることはいうまでもない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、指向特
性と減衰特性を求めておき、遅延時間と減衰量とを測定
し、指向特性と減衰特性を参照して変位を求めるように
構成したものであり、これにより一組の送・受波器で複
数方向の変位が求められる。
性と減衰特性を求めておき、遅延時間と減衰量とを測定
し、指向特性と減衰特性を参照して変位を求めるように
構成したものであり、これにより一組の送・受波器で複
数方向の変位が求められる。
【図１】本発明の一実施例に係る送波器，受波器の設置
例を示した配置図である。
例を示した配置図である。
【図２】指向特性の測定方法及び測定された指向特性の
一例を示した図である。
一例を示した図である。
【図３】減衰特性の測定方法及び測定された減衰特性の
一例を示した図である。
一例を示した図である。
【図４】送信信号及び受信信号の一例を示した図であ
る。
る。
【図５】信号処理系を示した図である。
１０ 被測定体 １１ 受波器 １２ 壁 １３ 送波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 17/06 4240−5Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】 双方が被測定体と対向する側に配置され
た、もしくは一方が被測定体と対向する側他方が被測定
体側に配置された送波器及び受波器を用い、 前記送波器から発せられた波が前記受波器で受波される
までの前記波の伝播経路に沿った、前記送波器と前記受
波器との間の距離に対する前記波の減衰特性と、前記送
波器と前記受波器との相対位置に対する指向特性とを求
めておき、 前記送波器から発せられた波の前記受波器で受波される
までの間の遅延時間に基づいて、前記送波器と前記受波
器との間の、前記波の伝播経路に沿った距離を求め、 求められた前記距離と、前記送波器から発せられた波に
対する前記受波器で受波された波の減衰量とに基づき、
前記減衰特性と前記指向特性とを参照して、前記被測定
体の、所定位置からの距離もしくは変位を求めることを
特徴とする変位測定方法。 - 【請求項２】 双方が被測定体と対向する側に配置され
た、もしくは一方が被測定体と対向する側他方が被測定
体側に配置された送波器及び受波器と、 前記送波器から発せられた波が前記受波器で受波される
までの前記波の伝播経路に沿った、前記送波器と前記受
波器との間の距離に対する前記波の減衰特性と、前記送
波器と前記受波器との相対位置に対する指向特性とを記
憶しておく記憶手段と、 前記送波器から発せられた波の前記受波器で受波される
までの間の遅延時間に基づいて、前記送波器と前記受波
器との間の、前記波の伝播経路に沿った距離を求める第
１演算手段と、 前記第１演算手段で求められた前記距離と、前記送波器
から発せられた波に対する前記受波器で受波された波の
減衰量とに基づき、前記記憶手段に記憶された前記減衰
特性と前記指向特性とを参照して、前記被測定体の、所
定位置からの距離もしくは変位を求める第２演算手段と
を備えたことを特徴とする変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6571792A JPH05272955A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 変位測定方法及び変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6571792A JPH05272955A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 変位測定方法及び変位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05272955A true JPH05272955A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13295059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6571792A Withdrawn JPH05272955A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 変位測定方法及び変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05272955A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7142871B2 (en) | 2002-03-13 | 2006-11-28 | Nec Corporation | Virtual image eliminating apparatus and method at the time when position of radio wave transmitting source is measured |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP6571792A patent/JPH05272955A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7142871B2 (en) | 2002-03-13 | 2006-11-28 | Nec Corporation | Virtual image eliminating apparatus and method at the time when position of radio wave transmitting source is measured |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |