JPH05323054A - 微小時間計測装置 - Google Patents

微小時間計測装置

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Publication number
JPH05323054A
JPH05323054A JP3245196A JP24519691A JPH05323054A JP H05323054 A JPH05323054 A JP H05323054A JP 3245196 A JP3245196 A JP 3245196A JP 24519691 A JP24519691 A JP 24519691A JP H05323054 A JPH05323054 A JP H05323054A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
time
input
flip
clock pulse
Prior art date
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Pending
Application number
JP3245196A
Other languages
English (en)
Inventor
Naomi Sawada
直見 沢田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Priority to JP3245196A priority Critical patent/JPH05323054A/ja
Publication of JPH05323054A publication Critical patent/JPH05323054A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】計測対象時間にクロックパルスの周期より短い
端数時間が発生した場合、非線形誤差を発生することな
く高精度に未知時間を計測すること。 【構成】一方の入力をクロックパルスとするAND回路
1と、このAND回路1の出力パルスを計数するカウン
タ2と、AND回路1の他方の入力としてそのQ出力が
利用され且そのセット入力がクロックパルスに同期した
スタートパルスである第1のRS・FF3と、当該第1
のRS・FF3とリセット入力を共通としストップパル
スをそのセット入力とする第2のRS・FF4と、この
第2のRS・FF4のQ出力を入力とし該Q出力の入力
時間を計測する端数時間計測部5と、第2のRS・FF
のQ出力を入力後クロックパルスが2回入力された時点
でRS・FF3,4にリセット信号を送出する2段シフ
トレジスタ6とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微小時間計測装置に係
り、更に詳しくは、超音波の伝播速度を精密に計測する
計測器,例えば,ボルト中を伝播する超音波の伝播速度
を計測する超音波ボルト軸力計等に使用して好適な微小
時間計測装置に関する。
【0002】
【背景技術】従来、超音波ボルト軸力計等における超音
波伝播時間の計測部には、図3に示すような構成のもの
が使用されている。この場合、AND回路21には、未
知時間パルス,即ち,超音波の発信から受信までの時間
幅のパルスと、パルス発生器22から出力される既知周
波数のクロックパルスとが入力され、その出力パルスを
カウンタ23で計測することにより、未知時間Tx をカ
ウント値Nに基づき算出しようとする方法が採用されて
いた。しかし、この場合には、図4に示すような両端の
クロックパルスの周期Δtより短い端数時間t1 ,t2
については、カウンタ23ではカウントされず、未知時
間Tx としては、Tx =N・Δtが算出されることとな
るが、実際には、未知時間Tx =N・Δt+t1 +t2
であることは明らかであり、このため、(t1 +t2
の計測誤差が発生するという不都合があった。かかる計
測誤差を小さくするためにはパルス発生器22の発振周
波数を上げなければならないが、従来においても計測精
度を上げるため市販の仕様に適するものの内で最大の発
振周波数のパルス発生器が使用されているのが実情であ
り、これ以上発振周波数を上げることは実現が困難であ
った。
【0003】最近になって、上記の問題を解決するた
め、図5のような端数時間計測部により上記端数時間を
計測しようとするものが考案されている。この端数時間
計測部は、定電流源31と、差動電流スイッチ32と、
コンデンサ33とA/Dコンバータ34とを含んで構成
され、端数時間t1 またはt2 に相当する幅のパルスを
差動電流スイッチ32に加え、図6に示すように端数パ
ルス幅に相当する時間だけコンデンサ33を定電流源3
1で充電し、該コンデンサ33の出力電圧をA/Dコン
バータ34によりA/D変換することによって、端数時
間t1 またはt2を計測し、これによって精度の高い時
間計測を行なおうとするものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記図5の従来例によ
れば、相当高精度な時間計測が可能になったが、端数時
間t1 またはt2 が非常に小さくなることがあり、かか
る場合、図5の回路に非常にパルス幅の小さいパルスが
加えられ、このため、回路が正常に動作し得ず計測値に
非線形の誤差が発生するおそれがあるという不都合があ
った。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来技術の有す
る不都合を改善し、計測対象である未知時間にクロック
パルスの周期より短い端数時間が発生した場合であって
も、これに影響されて非線形誤差を発生することなく高
精度に未知時間を計測し得る微小時間計測装置を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の微小時間計測装
置は、一方の入力を既知周波数のクロックパルスとする
論理積回路と、この論理積回路の出力パルスを計数する
カウンタと、論理積回路の他方の入力としてそのQ出力
が利用され且そのセット入力がクロックパルスに同期し
たスタートパルスである第1のRSフリップフロップ
(リセット・セット・フリップフロップ)と、当該第1
のRSフリップフロップとリセット入力を共通としスト
ップパルスをそのセット入力とする第2のRSフリップ
フロップと、この第2のRSフリップのQ出力を入力と
し該Q出力の入力時間を計測する端数時間計測部と、第
2のRSフリップフロップのQ出力を入力後クロックパ
ルスが2以上の所定の回数入力された時点で第1,第2
のRSフリップフロップにリセット信号を送出する端数
時間設定回路とを備えている。このような構成によっ
て、前述した目的を達成しようとするものである。
【0007】
【作用】クロックパルスが論理積回路の一方の入力とし
て入力されている状態において、スタートパルスが第1
のRSフリップフロップに入力されると、当該第1のR
Sフリップフロップがセットされ、論理積回路が作動状
態となりクロックパルスがカウンタにより計数される。
ここで、スタートパルスはクロックパルスと同期してい
るのでスタートパルス側には端数時間は生じない。そし
て、ストップパルスが第2のRSフリップフロップに入
力されると、該第2のRSフリップフロップはリセット
され、そのQ出力が端数時間計測部と端数時間設定回路
とに入力される。これにより、端数時間計測部では、端
数時間の計測を開始する。一方、端数時間設定回路で
は、第2のRSフリップフロップのQ出力の入力から上
記2以上の所定の回数クロックパルスが入力されると、
第1,第2のRSフリップフロップにリセット信号を送
出する。これにより、第1,第2のRSフリップフロッ
プがリセットされ、論理積回路が非作動状態となってカ
ウンタがカウントを停止するとともに、端数時間計測部
も端数時間の計測を終了する。このようにして、得られ
たカウンタのカウント値と端数時間計測部の計測時間と
に基づき、スタートパルスからストップパルスまでの時
間が求められる。ここで、上記の端数時間は、端数時間
設定回路により必ずクロックパルスの周期より長く設定
されるようになっている。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図1ないし図
2に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施例の
構成が示されている。この実施例は、一方の入力を既知
周波数(10〜50MHz範囲の一定周波数)のクロッ
クパルスaとする論理積回路としてのAND回路1と、
このAND回路1の出力段に設けられ当該AND回路1
から出力されるパルスgを計数するカウンタ2と、AN
D回路1の他方の入力としてそのQ出力cが利用され且
そのセット入力がクロックパルスに同期したスタートパ
ルスdである第1のRSフリップフロップ3と、当該第
1のRSフリップフロップ3とリセット入力を共通とし
ストップパルスdをそのセット入力とする第2のRSフ
リップフロップ4と、この第2のRSフリップ4のQ出
力eを入力とし該Q出力eの入力時間を計測する端数時
間計測部5とを備えている。そして、第1,第2のRS
フリップフロップ3,4のリセット側の入力段には、第
2のRSフリップフロップ4のQ出力eを入力後クロッ
クパルスaが2回入力された時点で第1,第2のRSフ
リップフロップ3,4にリセット信号fを送出する端数
時間設定回路としての2段シフトレジスタ6が設けられ
ている。ここで、端数時間計測部5は、前述した図5と
同様に構成されているものとする。
【0009】次に、上記実施例の全体的な動作を図2の
タイミングチャートを参照しつつ説明する。
【0010】AND回路1の一方の入力端に前述したク
ロックパルスaが入力されている状態において、これと
同期したスタートパルスbが第1のRSフリップフロッ
プ3に入力される(例えば、実際の超音波ボルト軸力計
等における時間計測では、この時点で超音波パルスが送
信される。)と、当該第1のRSフリップフロップ3が
セットされ(オンになり)、AND回路1の他方の入力
端に第1のRSフリップフロップ3のQ出力c(ハイレ
ベル信号)が入力される。これにより、AND回路1が
作動状態となりカウンタ2によってクロックパルスaの
計数が開始される(図2参照)。ここで、スタートパル
スbはクロックパルスaと同期しているのでスタートパ
ルス側には端数時間は生じない(図2参照)。そして、
一定時間後ストップパルスdが第2のRSフリップフロ
ップ4に入力される(ボルト軸力計では、超音波を受信
した時に相当する)と、該第2のRSフリップフロップ
4はセットされ、そのQ出力である端数パルスeが端数
時間計測部5と2段シフトレジスタ6とに入力される。
これにより、端数時間計測部5では、端数時間の計測を
開始する。一方、2段シフトレジスタ6では、端数パル
スeの入力開始から2回クロックパルスaが入力される
と、第1,第2のRSフリップフロップ3,4にハイレ
ベル信号であるリセット信号fを送出する。これによ
り、第1,第2のRSフリップフロップ3,4がリセッ
トされ、AND回路1が非作動状態となってカウンタ2
がカウントを停止するとともに、端数時間計測部5も端
数時間の計測を終了する(端数パルスeがローとな
る)。そして、更に2回クロックパルスaが2段シフト
レジスタ6に入力されると、該2段シフトレジスタ6の
出力fはローになる(図2参照)。
【0011】このようにして、得られたカウンタ2のカ
ウント値Nと端数時間計測部5の計測時間tとに基づ
き、測定対象であるスタートパルスからストップパルス
までの時間Tが求められる。即ち、クロックパルスaの
周期をΔtとすると、 T=N×Δt−t より、Tが求められる。
【0012】以上説明したように、本実施例によると、
端数パルスeは、ストップパルスdの入力と同時にハイ
となり、その後2回クロックパルスaが2段シフトレジ
スタ6に入力された後にローとなるため、ストップパル
スdの直後に、クロックパルスaの入力があったとして
も最低クロックパルスaの1周期分のパルス幅の端数パ
ルスが発生することとなり、端数パルスのパルス幅が小
さ過ぎて端数時間計測部5が正常に動作しないため計測
値に非線形の計測誤差が発生するという不都合を確実に
防止することができ、従って、測定対象であるスタート
パルスbからストップパルスdまでの時間Tにクロック
パルスaの周期より短い端数時間が発生した場合にあっ
ても高精度に時間Tを計測することができる。なお、上
記実施例では、端数時間設定回路を2段シフトレジスタ
で構成する場合を例示したが、これと同等の機能は2段
D形フリップフロップでも得ることができる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
端数時間計測部が計測する端数時間は、端数時間設定回
路により必ずクロックパルスの周期より長く設定される
ようになっていることから、計測対象である未知時間に
クロックパルスの周期より短い端数時間が発生した場合
であっても、これに影響されて非線形誤差を発生するこ
となく高精度に未知時間を計測することができるという
従来にない優れた微小時間計測装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の実施例の各部の動作を示すタイミングチ
ャートである。
【図3ないし図6】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 論理積回路としてのAND回路 2 カウンタ 3 第1のRSフリップフロップ 4 第2のRSフリップフロップ 5 端数時間計測部 6 端数時間設定回路としての2段シフトレジスタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の入力を既知周波数のクロックパル
    スとする論理積回路と、この論理積回路の出力パルスを
    計数するカウンタと、前記論理積回路の他方の入力とし
    てそのQ出力が利用され且そのセット入力が前記クロッ
    クパルスに同期したスタートパルスである第1のRSフ
    リップフロップと、当該第1のRSフリップフロップと
    リセット入力を共通としストップパルスをそのセット入
    力とする第2のRSフリップフロップと、この第2のR
    SフリップフロップのQ出力を入力とし該Q出力の入力
    時間を計測する端数時間計測部と、前記第2のRSフリ
    ップフロップのQ出力を入力後前記クロックパルスが2
    以上の所定の回数入力された時点で前記第1,第2のR
    Sフリップフロップにリセット信号を送出する端数時間
    設定回路とを備えていることを特徴とする微小時間計測
    装置。
JP3245196A 1991-08-30 1991-08-30 微小時間計測装置 Pending JPH05323054A (ja)

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JP3245196A JPH05323054A (ja) 1991-08-30 1991-08-30 微小時間計測装置

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Family

ID=17130055

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JP (1) JPH05323054A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172722A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Japan Radio Co Ltd 時刻情報パルス発生装置
JP2007040742A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Yokogawa Electric Corp ジッタ測定装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172722A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Japan Radio Co Ltd 時刻情報パルス発生装置
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010206