JPH0572322A - 非接触型広範囲一次元位置測定方法及び装置 - Google Patents
非接触型広範囲一次元位置測定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0572322A JPH0572322A JP23751691A JP23751691A JPH0572322A JP H0572322 A JPH0572322 A JP H0572322A JP 23751691 A JP23751691 A JP 23751691A JP 23751691 A JP23751691 A JP 23751691A JP H0572322 A JPH0572322 A JP H0572322A
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- Japan
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- solenoid coil
- measuring
- position measuring
- measuring method
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 飛翔する物体の位置を非接触で連続的に測定
する一次元位置測定方法及びそのための測定装置を提供
することを目的とする。 【構成】 飛翔する物体１の軌跡１２を中心とし、一定
比率で捲線のピッチが変化しているソレノイドコイル８
と、このソレノイドコイル８を一辺とするブリッジ回路
９と、このブリッジ回路９の出力信号を電圧に変換し物
体１の位置を算出する演算回路１１よりなる。
する一次元位置測定方法及びそのための測定装置を提供
することを目的とする。 【構成】 飛翔する物体１の軌跡１２を中心とし、一定
比率で捲線のピッチが変化しているソレノイドコイル８
と、このソレノイドコイル８を一辺とするブリッジ回路
９と、このブリッジ回路９の出力信号を電圧に変換し物
体１の位置を算出する演算回路１１よりなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直線運動する導電性物体
の時間的に変化する位置、速さ及び加速度を測定する電
磁式測定方法及び装置に関する。
の時間的に変化する位置、速さ及び加速度を測定する電
磁式測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の測定方法としてはドップ
ラー型位置測定方法と近接センサー型位置測定方法があ
る。
ラー型位置測定方法と近接センサー型位置測定方法があ
る。
【０００３】図２はドップラー型位置測定装置で、直線
運動をする物体１に対してその軌跡１２外に設けられた
レーザー発振器２と、このレーザー発振器２のレーザー
光を物体１の軌跡１２に沿って照射せしめるように軌跡
１２上に４５°傾斜して設けられた第一反射鏡３と、こ
の第一反射鏡３に前記レーザー光を前記軌跡１２に対し
て９０°の方向より照射するための第二反射鏡３ａを前
記第一反射鏡３に平行に設けてある。
運動をする物体１に対してその軌跡１２外に設けられた
レーザー発振器２と、このレーザー発振器２のレーザー
光を物体１の軌跡１２に沿って照射せしめるように軌跡
１２上に４５°傾斜して設けられた第一反射鏡３と、こ
の第一反射鏡３に前記レーザー光を前記軌跡１２に対し
て９０°の方向より照射するための第二反射鏡３ａを前
記第一反射鏡３に平行に設けてある。
【０００４】なお、上記第一及び第二反射鏡３、３ａは
前記レーザー発振器２のレーザー光が前記軌跡１２に沿
って物体１を照射するように調整されていれば良く、必
ずしも９０°に限定するものではない。
前記レーザー発振器２のレーザー光が前記軌跡１２に沿
って物体１を照射するように調整されていれば良く、必
ずしも９０°に限定するものではない。
【０００５】一方、物体１から反射されて散乱したレー
ザー光をドップラーシフト検出器５に入射しせめるよう
に第一及び第二反射鏡３、３ａ間の光軸の延長上に集光
レンズ４が設けられており、その焦点部分に前記ドップ
ラーシフト検出器５が設けられている。
ザー光をドップラーシフト検出器５に入射しせめるよう
に第一及び第二反射鏡３、３ａ間の光軸の延長上に集光
レンズ４が設けられており、その焦点部分に前記ドップ
ラーシフト検出器５が設けられている。
【０００６】次に上述のドップラー型位置測定装置の動
作について説明する。直線運動をしてくる物体１の前面
に、レーザー発振器２からのレーザー光は第二及び第一
反射鏡３ａ、３で反射されて物体１をその軌跡１２に沿
って照射する。このレーザー光は反射して散乱光とな
り、第一反射鏡３で反射されて第二反射鏡３ａの方向に
進行する。
作について説明する。直線運動をしてくる物体１の前面
に、レーザー発振器２からのレーザー光は第二及び第一
反射鏡３ａ、３で反射されて物体１をその軌跡１２に沿
って照射する。このレーザー光は反射して散乱光とな
り、第一反射鏡３で反射されて第二反射鏡３ａの方向に
進行する。
【０００７】この場合、反射レーザー光は散乱光である
ので、一部は第二反射鏡３ａで反射されてレーザー発振
器２に戻るが、大部分は第二反射鏡３ａの周囲を通過し
て集光レンズ４で収斂され、ドップラーシフト検出器５
に入射する。
ので、一部は第二反射鏡３ａで反射されてレーザー発振
器２に戻るが、大部分は第二反射鏡３ａの周囲を通過し
て集光レンズ４で収斂され、ドップラーシフト検出器５
に入射する。
【０００８】このようにして、ドップラーシフト検出器
５に入射する反射光はレーザー発振器２のレーザー光の
波長λに対して物体１の速度に応じたドップラーシフト
Δλを受けているので、このΔλを検出することにより
物体１の速度と、この速度に関連して位置が求められ
る。
５に入射する反射光はレーザー発振器２のレーザー光の
波長λに対して物体１の速度に応じたドップラーシフト
Δλを受けているので、このΔλを検出することにより
物体１の速度と、この速度に関連して位置が求められ
る。
【０００９】図３は近接センサー型位置測定装置で、物
体１の軌跡１２に近接して複数の近接センサー６ａを並
べて近接センサー群６を構成してある。この各近接セン
サー６ａの出力は信号処理装置７に接続してある。
体１の軌跡１２に近接して複数の近接センサー６ａを並
べて近接センサー群６を構成してある。この各近接セン
サー６ａの出力は信号処理装置７に接続してある。
【００１０】次に上述の近接センサー型位置測定装置の
動作について説明する。物体１が各近接センサー６ａの
近く（数ｍｍ以内）を通過すると、最も接近した近接セ
ンサー６ａが動作して検出出力を出す。この出力の有無
を信号処理装置７が信号処理を行って物体１の通過を検
出し、その時点の速度と位置を算出する。
動作について説明する。物体１が各近接センサー６ａの
近く（数ｍｍ以内）を通過すると、最も接近した近接セ
ンサー６ａが動作して検出出力を出す。この出力の有無
を信号処理装置７が信号処理を行って物体１の通過を検
出し、その時点の速度と位置を算出する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述の図２のドップラ
ー型位置測定装置はレーザー光のような単色光を物体１
の進行方向から照射する必要があるので、光学系の一部
を物体１の軌跡１２上に配置しなければならない。これ
は物体１との衝突破壊の可能性がある。
ー型位置測定装置はレーザー光のような単色光を物体１
の進行方向から照射する必要があるので、光学系の一部
を物体１の軌跡１２上に配置しなければならない。これ
は物体１との衝突破壊の可能性がある。
【００１２】又、光速に比べ物体１の速度が非常に遅い
ため、ドップラーシフト量が極めて僅かで、検出器は干
渉計による検出法を採らねばならず、高価で複雑な光学
系が必要である。
ため、ドップラーシフト量が極めて僅かで、検出器は干
渉計による検出法を採らねばならず、高価で複雑な光学
系が必要である。
【００１３】上述の図３の近接センサー型位置測定装置
は物体が近接センサー群６に数ｍｍ以内に近づくように
設置しなければならず、かつ物体１の位置と時間は間歇
的な値しか得ることが出来ないという原理的な欠点があ
る。
は物体が近接センサー群６に数ｍｍ以内に近づくように
設置しなければならず、かつ物体１の位置と時間は間歇
的な値しか得ることが出来ないという原理的な欠点があ
る。
【００１４】更に、物体１の速度が１０ｍ／ｓを超えて
くると近接センサー６ａの応答が追従出来なくなり、か
つ物体１の材質も鉄等の磁性体に限定されてしまうた
め、その応用範囲が狭くなってしまう。
くると近接センサー６ａの応答が追従出来なくなり、か
つ物体１の材質も鉄等の磁性体に限定されてしまうた
め、その応用範囲が狭くなってしまう。
【００１５】本発明は上述の問題を解決して、導電体を
使用する物体であれば如何なる物体であっても検出可能
な非接触型広範囲一次元位置測定方法と、そのための測
定装置を提供することを課題とする。
使用する物体であれば如何なる物体であっても検出可能
な非接触型広範囲一次元位置測定方法と、そのための測
定装置を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、飛翔する物体１の位置を非接触で測定する方法に
おいて、物体１である導電体の飛翔する軌跡１２を中心
とし、かつ捲線ピッチが一定比率で変えられたソレノイ
ドコイル８の中心線を物体１が通過することにより変化
するインダクタンスを測定して物体１の位置を測定する
ものである。
めに、飛翔する物体１の位置を非接触で測定する方法に
おいて、物体１である導電体の飛翔する軌跡１２を中心
とし、かつ捲線ピッチが一定比率で変えられたソレノイ
ドコイル８の中心線を物体１が通過することにより変化
するインダクタンスを測定して物体１の位置を測定する
ものである。
【００１７】又、このための測定装置として、物体１で
ある導電体の飛翔する軌跡１２を中心線とし、かつピッ
チが一定比率で変えられたソレノイドコイル８と、この
ソレノイドコイル８を一辺とするブリッジ回路９と、こ
のブリッジ回路９の出力信号を電圧に変換し物体１の位
置を算出する演算回路１１を設けたものである。
ある導電体の飛翔する軌跡１２を中心線とし、かつピッ
チが一定比率で変えられたソレノイドコイル８と、この
ソレノイドコイル８を一辺とするブリッジ回路９と、こ
のブリッジ回路９の出力信号を電圧に変換し物体１の位
置を算出する演算回路１１を設けたものである。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の位置測定装置の構成図であ
る。物体１の飛翔する軌跡１２を中心として捲線のピッ
チが一定比率で変化したソレノイドコイル８と、このソ
レノイドコイル８を一辺とし、インピーダンスＺ1 、Ｚ
2 、Ｚ3 を他の三辺とするブリッジ回路９と、このブリ
ッジ回路９に印加する周波数ｆの高周波電源１３と、上
記ブリッジ回路９の出力の高周波電圧を直流電圧ｅ
1 （ｔ）に変換する検波器１０と、この直流電圧ｅ
1 （ｔ）を微分し物体１の速度及び加速度を算出する演
算回路１１よりなる。
る。物体１の飛翔する軌跡１２を中心として捲線のピッ
チが一定比率で変化したソレノイドコイル８と、このソ
レノイドコイル８を一辺とし、インピーダンスＺ1 、Ｚ
2 、Ｚ3 を他の三辺とするブリッジ回路９と、このブリ
ッジ回路９に印加する周波数ｆの高周波電源１３と、上
記ブリッジ回路９の出力の高周波電圧を直流電圧ｅ
1 （ｔ）に変換する検波器１０と、この直流電圧ｅ
1 （ｔ）を微分し物体１の速度及び加速度を算出する演
算回路１１よりなる。
【００１９】次に上述の位置測定装置の動作について説
明する。前記の直流電圧ｅ1 （ｔ）は物体１のソレノイ
ドコイル８内の位置に対応した電圧であるので、ｅ
1 （ｔ）はソレノイドコイル８内の物体１の時間に対す
る位置を表し、ｅ1 （ｔ）を微分すると物体１の速度の
時間変化ｅ2 （ｔ）を得、更に微分すると加速度の時間
変化ｅ3 （ｔ）を得ることが出来る。
明する。前記の直流電圧ｅ1 （ｔ）は物体１のソレノイ
ドコイル８内の位置に対応した電圧であるので、ｅ
1 （ｔ）はソレノイドコイル８内の物体１の時間に対す
る位置を表し、ｅ1 （ｔ）を微分すると物体１の速度の
時間変化ｅ2 （ｔ）を得、更に微分すると加速度の時間
変化ｅ3 （ｔ）を得ることが出来る。
【００２０】位置と時間を測定しようとする物体１（電
導体、又は絶縁物の場合には厚さ数１０μｍ程度の金属
箔を前面に張ったもの）が、捲線のピッチが一定比率で
変化しているソレノイドコイル８の中を通過する時、そ
の物体１とソレノイドコイル８間の相互インダクタンス
が物体１の位置に依存して変化する。
導体、又は絶縁物の場合には厚さ数１０μｍ程度の金属
箔を前面に張ったもの）が、捲線のピッチが一定比率で
変化しているソレノイドコイル８の中を通過する時、そ
の物体１とソレノイドコイル８間の相互インダクタンス
が物体１の位置に依存して変化する。
【００２１】従って、予め物体１の位置とインピーダン
スの変化との関連を校正しておき、物体１が通過する時
のソレノイドコイル８のインピーダンスの時間変化を測
定することにより、物体１の位置の時間変化を連続的に
知ることが出来る。
スの変化との関連を校正しておき、物体１が通過する時
のソレノイドコイル８のインピーダンスの時間変化を測
定することにより、物体１の位置の時間変化を連続的に
知ることが出来る。
【００２２】上述のソレノイドコイル８の僅かなインピ
ーダンスの変化を測定するためには、予め高周波電流を
ソレノイドコイル８に流しておき、インピーダンスの変
化に対応して変化する高周波電流の大きさを測定するこ
とによって行われる。
ーダンスの変化を測定するためには、予め高周波電流を
ソレノイドコイル８に流しておき、インピーダンスの変
化に対応して変化する高周波電流の大きさを測定するこ
とによって行われる。
【００２３】この場合の高周波電流の周波数は回路のイ
ンダクタンス、抵抗、浮遊容量及び２次回路である物体
１の電気的特性を考慮して最適な値に選ぶ。
ンダクタンス、抵抗、浮遊容量及び２次回路である物体
１の電気的特性を考慮して最適な値に選ぶ。
【００２４】上述の実施例では、物体１の長さがソレノ
イドコイル８の長さに比べて短い物を想定していたが、
ソレノイドコイル８の長さ以上の棒状の金属のストロー
クを測定する場合は、ソレノイドコイル８の捲線ピッチ
を一定にし、金属棒の先端にコイルを配置すれば金属棒
先端のソレノイドコイル８内の位置の時間変化が上記実
施例同様に測定出来る。
イドコイル８の長さに比べて短い物を想定していたが、
ソレノイドコイル８の長さ以上の棒状の金属のストロー
クを測定する場合は、ソレノイドコイル８の捲線ピッチ
を一定にし、金属棒の先端にコイルを配置すれば金属棒
先端のソレノイドコイル８内の位置の時間変化が上記実
施例同様に測定出来る。
【００２５】又、物体１が磁気を帯びた材料で出来てい
るか、又は磁気を帯びた材料の箔を持っていれば、速度
と位置に依存した出力が一定比率で変化しているピッチ
のソレノイドコイル８から直接電圧として得られ、上述
のブリッジ回路９なしで演算回路１１から物体１の位
置、速度の時間測定が可能である。
るか、又は磁気を帯びた材料の箔を持っていれば、速度
と位置に依存した出力が一定比率で変化しているピッチ
のソレノイドコイル８から直接電圧として得られ、上述
のブリッジ回路９なしで演算回路１１から物体１の位
置、速度の時間測定が可能である。
【００２６】
【発明の効果】上述のように、位置検出センサーをソレ
ノイドコイルだけで構成したので、装置が簡単かつ安価
に出来、校正することによって変化する物体の位置を連
続的に精度良く測定出来る。
ノイドコイルだけで構成したので、装置が簡単かつ安価
に出来、校正することによって変化する物体の位置を連
続的に精度良く測定出来る。
【図１】本発明の位置測定装置の構成図である。
【図２】従来のドップラー型位置測定装置の動作原理図
である。
である。
【図３】従来の近接センサー型位置測定装置の動作原理
図である。
図である。
１ 物体 ８ ソレノイドコイル ９ ブリッジ回路 １０ 検波器 １１ 演算回路 １２ 軌跡 １３ 高周波電源
Claims (2)
- 【請求項１】 飛翔する物体の位置を非接触で測定する
方法において、物体である導電体の飛翔する軌跡を中心
とし、かつ捲線ピッチが一定比率で変えられたソレノイ
ドコイル内を飛翔する物体が通過することにより変化す
るインダクタンスを測定して物体の位置を測定すること
を特徴とする非接触型広範囲一次元位置測定方法。 - 【請求項２】 飛翔する物体の位置を非接触で測定する
位置測定装置において、物体である導電体の飛翔する軌
跡を中心線とし、かつピッチが一定比率で変えられたソ
レノイドコイルと、このソレノイドコイルを一辺とする
ブリッジ回路と、このブリッジ回路の出力信号を電圧に
変換し物体の位置を算出する演算回路を設けたことを特
徴とする非接触型広範囲一次元位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23751691A JPH0572322A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 非接触型広範囲一次元位置測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23751691A JPH0572322A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 非接触型広範囲一次元位置測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0572322A true JPH0572322A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17016485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23751691A Pending JPH0572322A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 非接触型広範囲一次元位置測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0572322A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180026988A (ko) * | 2016-09-05 | 2018-03-14 | 전승탁 | 간이 지진계 |
| KR20190014055A (ko) * | 2019-01-30 | 2019-02-11 | 전승탁 | 간이 지진계 |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP23751691A patent/JPH0572322A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180026988A (ko) * | 2016-09-05 | 2018-03-14 | 전승탁 | 간이 지진계 |
| KR20190014055A (ko) * | 2019-01-30 | 2019-02-11 | 전승탁 | 간이 지진계 |
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