JPH07174841A - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
- Publication number
- JPH07174841A JPH07174841A JP32061093A JP32061093A JPH07174841A JP H07174841 A JPH07174841 A JP H07174841A JP 32061093 A JP32061093 A JP 32061093A JP 32061093 A JP32061093 A JP 32061093A JP H07174841 A JPH07174841 A JP H07174841A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- ultrasonic
- wave
- reflected wave
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波送信波が直接廻り込んで受信されても
近接距離の反射波を検出できる回路構成を提供すること
を目的とするものである。 【構成】 送信パルス発生手段１と、該パルス時間、超
音波信号を送信する超音波送信手段２と、該超音波信号
に対応する反射波を受信し、検波する超音波受信手段３
と、該検波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手
段５と、該信号を記憶する記憶手段６と、該記憶手段を
制御する制御手段７と、前記記憶手段より読み出すデジ
タル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段８
と、該信号を基準信号として、前記超音波受信手段より
の検波信号を比較し、基準信号より大きいレベルの信号
を出力する比較手段９と、該比較手段よりの信号と前記
送信パルス信号を送出する出力手段１０とで構成し、反
射波を受信しない状態での送信波を検波記憶し、該記憶
信号を前記比較手段の基準信号に使用する。
近接距離の反射波を検出できる回路構成を提供すること
を目的とするものである。 【構成】 送信パルス発生手段１と、該パルス時間、超
音波信号を送信する超音波送信手段２と、該超音波信号
に対応する反射波を受信し、検波する超音波受信手段３
と、該検波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手
段５と、該信号を記憶する記憶手段６と、該記憶手段を
制御する制御手段７と、前記記憶手段より読み出すデジ
タル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段８
と、該信号を基準信号として、前記超音波受信手段より
の検波信号を比較し、基準信号より大きいレベルの信号
を出力する比較手段９と、該比較手段よりの信号と前記
送信パルス信号を送出する出力手段１０とで構成し、反
射波を受信しない状態での送信波を検波記憶し、該記憶
信号を前記比較手段の基準信号に使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて対象物
までの距離または位置を検出するために利用される超音
波センサに係わり、遠距離物体から近接物体まで検出す
る方法に関する。
までの距離または位置を検出するために利用される超音
波センサに係わり、遠距離物体から近接物体まで検出す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超音波センサは、図３に
示すような構成であった。図３において、１は送信パル
ス発生手段で、送信時間信号を発生している。２は超音
波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発生手段よ
りのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パルス変調
波を送信する超音波送信機２ｂにより構成されている。
１３は比較波形発生手段で、前記送信パルス発生手段よ
りのパルスを積分して所定の波形を発生している。３は
超音波受信手段で、前記超音波送信手段より送信される
超音波信号の反射波を受信する超音波受信機３ｂと、検
波手段３ａにより構成し、前記受信する超音波信号より
パルス成分を取り出している。９は比較手段で、前記比
較波形発生手段１３よりの信号を基準に前記検波信号を
比較し、前記比較波形より小さいレベルの検波波形は０
レベルとし、比較波形より大きいレベルの検波波形を出
力している。１０は出力手段で、前記送信パルス発生手
段よりのパルスと、前記比較出力信号を外部に送出して
いた。しかしながら、このような構成では、送信波が基
板等を通して受信回路に直接廻り込んだり、超音波送信
波が直接受信手段に入射するいわゆる回り込み波のバラ
ツキを完全に取るため、図４に示すように、比較波形の
積分値を大きめにとるしかなく、近接距離からの反射波
を隠してしまい、測定することができなかった。
示すような構成であった。図３において、１は送信パル
ス発生手段で、送信時間信号を発生している。２は超音
波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発生手段よ
りのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パルス変調
波を送信する超音波送信機２ｂにより構成されている。
１３は比較波形発生手段で、前記送信パルス発生手段よ
りのパルスを積分して所定の波形を発生している。３は
超音波受信手段で、前記超音波送信手段より送信される
超音波信号の反射波を受信する超音波受信機３ｂと、検
波手段３ａにより構成し、前記受信する超音波信号より
パルス成分を取り出している。９は比較手段で、前記比
較波形発生手段１３よりの信号を基準に前記検波信号を
比較し、前記比較波形より小さいレベルの検波波形は０
レベルとし、比較波形より大きいレベルの検波波形を出
力している。１０は出力手段で、前記送信パルス発生手
段よりのパルスと、前記比較出力信号を外部に送出して
いた。しかしながら、このような構成では、送信波が基
板等を通して受信回路に直接廻り込んだり、超音波送信
波が直接受信手段に入射するいわゆる回り込み波のバラ
ツキを完全に取るため、図４に示すように、比較波形の
積分値を大きめにとるしかなく、近接距離からの反射波
を隠してしまい、測定することができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上述べた問
題を解決するもので、超音波送信波が電気的または音響
的に直接廻り込んで受信されても近接距離の反射波を検
出できる回路構成を提供することを目的とするものであ
る。
題を解決するもので、超音波送信波が電気的または音響
的に直接廻り込んで受信されても近接距離の反射波を検
出できる回路構成を提供することを目的とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、送信時間信号を発生する送信パルス発生手
段と、該パルス幅に相当する時間超音波信号を送信する
超音波送信手段と、前記超音波信号に対応する反射波を
受信し該受信信号より超音波信号成分を炉波し、低周波
成分を検波する超音波受信手段と、該検波信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該デジタル信号を
記憶する記憶手段と、該記憶手段に書き込み、読み出し
制御する制御手段と、前記記憶手段より読み出すデジタ
ル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、該
アナログ信号を基準信号として、前記超音波受信手段よ
りの検波信号を比較し、基準信号より大きいレベルの信
号のみ出力する比較手段と、該比較手段よりの信号と前
記送信パルス発生手段よりの信号を送出する出力手段と
で構成し、反射波を受信しない状態での送信波を検波
し、該検波信号をデジタル信号に変換して記憶し、該記
憶信号をアナログ信号に変換して前記比較手段の基準信
号として使用するようにし、近接距離よりの反射波をも
検出できるようにしている。
決するため、送信時間信号を発生する送信パルス発生手
段と、該パルス幅に相当する時間超音波信号を送信する
超音波送信手段と、前記超音波信号に対応する反射波を
受信し該受信信号より超音波信号成分を炉波し、低周波
成分を検波する超音波受信手段と、該検波信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該デジタル信号を
記憶する記憶手段と、該記憶手段に書き込み、読み出し
制御する制御手段と、前記記憶手段より読み出すデジタ
ル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、該
アナログ信号を基準信号として、前記超音波受信手段よ
りの検波信号を比較し、基準信号より大きいレベルの信
号のみ出力する比較手段と、該比較手段よりの信号と前
記送信パルス発生手段よりの信号を送出する出力手段と
で構成し、反射波を受信しない状態での送信波を検波
し、該検波信号をデジタル信号に変換して記憶し、該記
憶信号をアナログ信号に変換して前記比較手段の基準信
号として使用するようにし、近接距離よりの反射波をも
検出できるようにしている。
【０００５】
【作用】以上のように構成したので、本発明の超音波セ
ンサにおいては、反射波を受信しない状態での送信波を
検波記憶し、該記憶信号を前記比較手段の基準信号に使
用し、廻り込み波のバラツキがあっても、センサ個々に
補正されるので、近接距離からの反射波も前記基準信号
と比較して出力されるので、正確に検出することができ
る。
ンサにおいては、反射波を受信しない状態での送信波を
検波記憶し、該記憶信号を前記比較手段の基準信号に使
用し、廻り込み波のバラツキがあっても、センサ個々に
補正されるので、近接距離からの反射波も前記基準信号
と比較して出力されるので、正確に検出することができ
る。
【０００６】
【実施例】以下図面に基づいて本発明による超音波セン
サの実施例を詳細に説明する。図１は本発明による超音
波センサの一実施例を示す要部ブロック図であり、１は
送信パルス発生手段で、送信時間信号を発生している。
２は超音波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発
生手段よりのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パ
ルス変調波を送信する超音波送信機２ｂにより構成され
ている。３は超音波受信手段で、前記超音波送信手段２
より送信される超音波信号の反射波を受信する超音波受
信機３ｂと、検波回路３ａにより構成し、前記受信する
超音波信号より低周波成分を検波して取り出している。
５はＡ／Ｄ変換手段で、前記検波信号をデジタル信号に
変換している。６は記憶手段で、前記デジタル信号を制
御手段７の制御により書き込んでいる。制御手段７は、
前記送信パルスをトリガとして記憶手段６より読み出し
制御するとともに、外部の制御入力手段１１よりの制御
入力信号により記憶手段６への書き込みを制御してい
る。８はＤ／Ａ変換手段で、記憶手段６よりの読み出し
信号をアナログ信号に変換し、制御入力手段１１よりの
制御にゅりょく信号に基づき制御手段７により出力レベ
ルを制御し、基準信号として出力している。９は比較手
段で、前記基準信号と前記検波手段３ａよりの検波信号
を比較し、基準信号より大きい信号を出力している。１
０は出力手段で、前記比較出力信号と、前記送信パルス
を所定のインピーダンス、レベル等に合わせて、出力す
るようにしている。
サの実施例を詳細に説明する。図１は本発明による超音
波センサの一実施例を示す要部ブロック図であり、１は
送信パルス発生手段で、送信時間信号を発生している。
２は超音波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発
生手段よりのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パ
ルス変調波を送信する超音波送信機２ｂにより構成され
ている。３は超音波受信手段で、前記超音波送信手段２
より送信される超音波信号の反射波を受信する超音波受
信機３ｂと、検波回路３ａにより構成し、前記受信する
超音波信号より低周波成分を検波して取り出している。
５はＡ／Ｄ変換手段で、前記検波信号をデジタル信号に
変換している。６は記憶手段で、前記デジタル信号を制
御手段７の制御により書き込んでいる。制御手段７は、
前記送信パルスをトリガとして記憶手段６より読み出し
制御するとともに、外部の制御入力手段１１よりの制御
入力信号により記憶手段６への書き込みを制御してい
る。８はＤ／Ａ変換手段で、記憶手段６よりの読み出し
信号をアナログ信号に変換し、制御入力手段１１よりの
制御にゅりょく信号に基づき制御手段７により出力レベ
ルを制御し、基準信号として出力している。９は比較手
段で、前記基準信号と前記検波手段３ａよりの検波信号
を比較し、基準信号より大きい信号を出力している。１
０は出力手段で、前記比較出力信号と、前記送信パルス
を所定のインピーダンス、レベル等に合わせて、出力す
るようにしている。
【０００７】以上の構成において、次に動作を説明す
る。図２は本発明による超音波センサの各部の波形を示
している。図２において、Ｓ１は送信パルス発生手段１
より出力される送信パルスで、該パルスで変調した超音
波信号が超音波送信手段２より送信される。Ｓ８は、反
射波を受信しない状態での送信波を検波し、該検波信号
をデジタル信号に変換して記憶し、該記憶信号をアナロ
グ信号に変換するいわゆる廻り込み信号であり、比較手
段９の基準信号として入力される。廻り込み信号の記憶
は、例えば、反射波のない空に超音波送受信器を向け、
制御入力手段１１のボタンを押下することにより、制御
手段７が記憶手段６を制御し、検波信号をＡ／Ｄ変換す
るデジタル信号を記憶手段に書き込むことによりおこな
っている。Ｓ３は、実際の反射波を超音波受信手段で受
信し、検波した検波信号で、Ｓａは近接距離物体ａより
の反射波、ｂはそれより少し遠距離の物体ｂからの反射
波を示している。Ｓ９は、比較手段９よりの比較出力信
号で、検波信号Ｓ４の基準信号Ｓ８より大きいレベルを
１とし、小さいレベルを０として出力している。このよ
うにして、反射物体までの距離はＳ１の立ち上がりから
Ｓ９の立ち上がりまでの時間として検出される。
る。図２は本発明による超音波センサの各部の波形を示
している。図２において、Ｓ１は送信パルス発生手段１
より出力される送信パルスで、該パルスで変調した超音
波信号が超音波送信手段２より送信される。Ｓ８は、反
射波を受信しない状態での送信波を検波し、該検波信号
をデジタル信号に変換して記憶し、該記憶信号をアナロ
グ信号に変換するいわゆる廻り込み信号であり、比較手
段９の基準信号として入力される。廻り込み信号の記憶
は、例えば、反射波のない空に超音波送受信器を向け、
制御入力手段１１のボタンを押下することにより、制御
手段７が記憶手段６を制御し、検波信号をＡ／Ｄ変換す
るデジタル信号を記憶手段に書き込むことによりおこな
っている。Ｓ３は、実際の反射波を超音波受信手段で受
信し、検波した検波信号で、Ｓａは近接距離物体ａより
の反射波、ｂはそれより少し遠距離の物体ｂからの反射
波を示している。Ｓ９は、比較手段９よりの比較出力信
号で、検波信号Ｓ４の基準信号Ｓ８より大きいレベルを
１とし、小さいレベルを０として出力している。このよ
うにして、反射物体までの距離はＳ１の立ち上がりから
Ｓ９の立ち上がりまでの時間として検出される。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による超音
波センサによれば、予め記憶する反射波の無い状態での
受信検波信号を基準信号として使用するので、近接距離
からの反射波から遠距離からの反射波まで検出すること
ができ、幅広い距離検出用センサとして利用できる。
波センサによれば、予め記憶する反射波の無い状態での
受信検波信号を基準信号として使用するので、近接距離
からの反射波から遠距離からの反射波まで検出すること
ができ、幅広い距離検出用センサとして利用できる。
【図１】本発明による超音波センサの一実施例を示す要
部ブロック図である。
部ブロック図である。
【図２】本発明による超音波センサの各部の波形を示し
ている。
ている。
【図３】従来の超音波センサを示す要部ブロック図であ
る。
る。
【図４】従来の超音波センサの各部の波形を示してい
る。
る。
１ 送信パルス発生手段 ２ 超音波送信手段 ２ａ超音波回路 ２ｂ超音波送信機 ３ 超音波受信手段 ３ａ検波回路 ３ｂ超音波受信機 ５ Ａ／Ｄ変換手段 ６ 記憶手段 ７ 制御手段 ８ Ｄ／Ａ変換手段 ９ 比較手段 １０ 出力手段 １１ 制御入力手段 Ｓ１ 送信パルス Ｓ３ 受信検波信号 Ｓ８ 回り込み信号 Ｓ９ 比較出力信号
Claims (3)
- 【請求項１】 送信時間信号を発生する送信パルス発生
手段と、該パルス幅に相当する時間、超音波信号を送信
する超音波送信手段と、前記超音波信号に対応する反射
波を受信し、該受信信号より超音波信号成分を炉波し、
低周波成分を検波する超音波受信手段と、該検波信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該デジタル
信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段に書き込み、読
み出し制御する制御手段と、前記記憶手段より読み出す
デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段
と、該アナログ信号を基準信号として、前記超音波受信
手段よりの検波信号を比較し、基準信号より大きいレベ
ルの信号のみ出力する比較手段と、該比較手段よりの信
号と前記送信パルス発生手段よりの信号を送出する出力
手段とからなり、反射波を受信しない状態での送信波を
検波し、該検波信号をデジタル信号に変換して記憶装置
に記憶し、該記憶信号をアナログ信号に変換して前記比
較手段の基準信号としてなることを特徴とする超音波セ
ンサ。 - 【請求項２】 前記Ｄ／Ａ変換手段は、出力するアナロ
グ信号レベルを外部より制御する制御入力手段を設けて
なることを特徴とする、請求項１記載の超音波センサ。 - 【請求項３】 前記制御手段は、入力手段よりの入力信
号により前記記憶手段の書き込み制御し、前記送信パル
ス発生手段よりの入力パルス信号により前記記憶手段の
読み出し制御してなることを特徴とする、請求項１記載
の超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32061093A JPH07174841A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32061093A JPH07174841A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 超音波センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174841A true JPH07174841A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18123332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32061093A Pending JPH07174841A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07174841A (ja) |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP32061093A patent/JPH07174841A/ja active Pending
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