JPH1054872A - 超音波距離計 - Google Patents
超音波距離計Info
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- JPH1054872A JPH1054872A JP22583396A JP22583396A JPH1054872A JP H1054872 A JPH1054872 A JP H1054872A JP 22583396 A JP22583396 A JP 22583396A JP 22583396 A JP22583396 A JP 22583396A JP H1054872 A JPH1054872 A JP H1054872A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 部品数を少なくして温度補正を行うことがで
きる超音波距離計を提供する。 【解決手段】 送信器２及び受信器４間の超音波伝搬時
間を計測し、この計測結果に基づいて距離信号Ｅを求め
る計測回路５と、送信器２の共振周波数−温度特性デー
タをあらかじめ格納する記憶回路１１と、送信器２の共
振周波数Ｊを入力し共振周波数Ｊを共振周波数−温度特
性データに照合して温度信号Ｍを求める周波数／温度変
換回路１２と、温度信号Ｍに基づいて距離信号Ｅを補正
する温度補正回路１３とを備えた。距離信号Ｅに対する
温度補正が行われ、計測精度を向上できる。従来技術で
用いた温度センサまたは補助送受信器が不要となり、部
品数が少なくなる。さらに、温度センサ、補助送受信器
の配置に必要とされた空間及び補助送受信器用の超音波
伝搬空間分だけ、構成部材の配置自由度が高くなる。
きる超音波距離計を提供する。 【解決手段】 送信器２及び受信器４間の超音波伝搬時
間を計測し、この計測結果に基づいて距離信号Ｅを求め
る計測回路５と、送信器２の共振周波数−温度特性デー
タをあらかじめ格納する記憶回路１１と、送信器２の共
振周波数Ｊを入力し共振周波数Ｊを共振周波数−温度特
性データに照合して温度信号Ｍを求める周波数／温度変
換回路１２と、温度信号Ｍに基づいて距離信号Ｅを補正
する温度補正回路１３とを備えた。距離信号Ｅに対する
温度補正が行われ、計測精度を向上できる。従来技術で
用いた温度センサまたは補助送受信器が不要となり、部
品数が少なくなる。さらに、温度センサ、補助送受信器
の配置に必要とされた空間及び補助送受信器用の超音波
伝搬空間分だけ、構成部材の配置自由度が高くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波距離計に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波距離計の一例として図６に
示すもの（特開平２−２７８１８１号公報参照）があ
る。この超音波距離計１は、超音波Ａを発射する送信器
２と、該送信器２から発射され測定対象３で反射された
超音波Ａを受信する受信器４と、前記送信器２及び受信
器４間の超音波伝搬時間Ｂ（図示省略）を計測し、この
計測結果に基づいて距離データを求める計測回路５と、
単位距離Ｌ0 を隔てて配置され超音波Ａを送受信する補
助送受信器６，７とから大略構成されている。
示すもの（特開平２−２７８１８１号公報参照）があ
る。この超音波距離計１は、超音波Ａを発射する送信器
２と、該送信器２から発射され測定対象３で反射された
超音波Ａを受信する受信器４と、前記送信器２及び受信
器４間の超音波伝搬時間Ｂ（図示省略）を計測し、この
計測結果に基づいて距離データを求める計測回路５と、
単位距離Ｌ0 を隔てて配置され超音波Ａを送受信する補
助送受信器６，７とから大略構成されている。
【０００３】この超音波距離計１は、送信器２で発射さ
れた超音波Ａが測定対象３で反射されて受信器４で受信
されるまでの伝搬時間Ｂを計測し、この伝搬時間Ｂ及び
音速に基づいて、測定対象３までの距離を求めるように
している。
れた超音波Ａが測定対象３で反射されて受信器４で受信
されるまでの伝搬時間Ｂを計測し、この伝搬時間Ｂ及び
音速に基づいて、測定対象３までの距離を求めるように
している。
【０００４】また、周囲温度変化に伴い音速が変化する
ことを考慮し、補助送受信器６，７を用いて次のような
補正処理を行っている。すなわち、補正基準温度におけ
る補助送受信器６，７間の超音波伝搬時間（以下、基準
伝搬時間という。）を計測しておく一方、前記距離計測
時の周囲温度における補助送受信器６，７間の超音波伝
搬時間Ｂを計測し、この超音波伝搬時間Ｂを前記基準伝
搬時間と比較することにより温度補正値を求め、この温
度補正値を用いて前記計測距離を補正するようにしてい
る。
ことを考慮し、補助送受信器６，７を用いて次のような
補正処理を行っている。すなわち、補正基準温度におけ
る補助送受信器６，７間の超音波伝搬時間（以下、基準
伝搬時間という。）を計測しておく一方、前記距離計測
時の周囲温度における補助送受信器６，７間の超音波伝
搬時間Ｂを計測し、この超音波伝搬時間Ｂを前記基準伝
搬時間と比較することにより温度補正値を求め、この温
度補正値を用いて前記計測距離を補正するようにしてい
る。
【０００５】他の従来例として、図７に示す超音波距離
計１（特開昭６２−２８２２８５号公報参照）がある。
この超音波距離計１は、温度センサ８を有しており、温
度センサ８が検出する周囲温度に基づいて温度補正値を
求め、この温度補正値を用いて計測距離を補正するよう
にしている。
計１（特開昭６２−２８２２８５号公報参照）がある。
この超音波距離計１は、温度センサ８を有しており、温
度センサ８が検出する周囲温度に基づいて温度補正値を
求め、この温度補正値を用いて計測距離を補正するよう
にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
６の超音波距離計１では、送受信器２，４の他に補助送
受信器６，７が必要であり、部品数が多い上、単位距離
Ｌ0 を計測するための超音波伝搬空間を用意するため、
その分だけ、大きな空間が必要とされる。また、図７に
示す超音波距離計１では、送受信器２，４の他に温度セ
ンサ８が必要とされ、その分だけ、部品数が多くなり、
かつ大きな設置スペースが必要とされる。
６の超音波距離計１では、送受信器２，４の他に補助送
受信器６，７が必要であり、部品数が多い上、単位距離
Ｌ0 を計測するための超音波伝搬空間を用意するため、
その分だけ、大きな空間が必要とされる。また、図７に
示す超音波距離計１では、送受信器２，４の他に温度セ
ンサ８が必要とされ、その分だけ、部品数が多くなり、
かつ大きな設置スペースが必要とされる。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、部品数を少なくして温度補正を行うことができる超
音波距離計を提供することを目的とする。
で、部品数を少なくして温度補正を行うことができる超
音波距離計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、超音波を発射
する送信器と、該送信器から発射され測定対象で反射さ
れた超音波を受信する受信器と、前記送信器及び受信器
間の超音波伝搬時間を計測し、この計測結果に基づいて
距離データを求める計測回路と、前記送信器の共振周波
数より温度データを求める温度データ検出手段と、前記
温度データに基づいて前記距離データを補正する温度補
正手段とを備えたことを特徴とする。
する送信器と、該送信器から発射され測定対象で反射さ
れた超音波を受信する受信器と、前記送信器及び受信器
間の超音波伝搬時間を計測し、この計測結果に基づいて
距離データを求める計測回路と、前記送信器の共振周波
数より温度データを求める温度データ検出手段と、前記
温度データに基づいて前記距離データを補正する温度補
正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の超
音波距離計１を図１ないし図５に基づいて説明する。な
お、図６、図７に示す部材、部分と、同等の部材、部分
についての図示、説明は、適宜、省略する。
音波距離計１を図１ないし図５に基づいて説明する。な
お、図６、図７に示す部材、部分と、同等の部材、部分
についての図示、説明は、適宜、省略する。
【００１０】この超音波距離計１は、図１に示すよう
に、超音波Ａを発射する圧電素子（図示省略）を有する
送信器２と、該送信器２から発射され測定対象３で反射
された超音波Ａを受信（受信される超音波Ａを以下、適
宜、超音波受信信号Ａｒという。）する受信器４と、超
音波Ａの送波周期と図２に示すような駆動信号Ｄを決定
するタイミング回路９と、タイミング回路９で決定した
駆動信号Ｄで送信器２を励振して超音波Ａを発射させる
送信器駆動回路１０と、後述するようにして前記送信器
２及び受信器４間の超音波伝搬時間Ｂを計測し、この計
測結果に基づいて電圧値で示される距離信号（距離デー
タ）Ｅを求める計測回路５と、前記送信器２の共振周波
数−温度特性データＧをあらかじめ格納する記憶回路
（記憶手段）１１と、前記送信器２の共振周波数Ｊを入
力し該共振周波数Ｊを前記共振周波数−温度特性データ
Ｇに照合して電圧値で示される温度信号（温度データ）
Ｍを得る周波数／温度変換回路（温度データ検出手段）
１２と、前記距離信号Ｅを補正する温度補正回路（温度
補正手段）１３とから大略構成されている。ここで、共
振周波数は、送信器２の圧電素子と送信器駆動回路１０
とをつなぐ配線の電圧信号と送信器駆動回路１０が出力
した駆動信号Ｄより求めることができる。送信器２及び
受信器４は超音波Ａが伝搬する空間の温度と同様に温度
変化する部分に配置されている。
に、超音波Ａを発射する圧電素子（図示省略）を有する
送信器２と、該送信器２から発射され測定対象３で反射
された超音波Ａを受信（受信される超音波Ａを以下、適
宜、超音波受信信号Ａｒという。）する受信器４と、超
音波Ａの送波周期と図２に示すような駆動信号Ｄを決定
するタイミング回路９と、タイミング回路９で決定した
駆動信号Ｄで送信器２を励振して超音波Ａを発射させる
送信器駆動回路１０と、後述するようにして前記送信器
２及び受信器４間の超音波伝搬時間Ｂを計測し、この計
測結果に基づいて電圧値で示される距離信号（距離デー
タ）Ｅを求める計測回路５と、前記送信器２の共振周波
数−温度特性データＧをあらかじめ格納する記憶回路
（記憶手段）１１と、前記送信器２の共振周波数Ｊを入
力し該共振周波数Ｊを前記共振周波数−温度特性データ
Ｇに照合して電圧値で示される温度信号（温度データ）
Ｍを得る周波数／温度変換回路（温度データ検出手段）
１２と、前記距離信号Ｅを補正する温度補正回路（温度
補正手段）１３とから大略構成されている。ここで、共
振周波数は、送信器２の圧電素子と送信器駆動回路１０
とをつなぐ配線の電圧信号と送信器駆動回路１０が出力
した駆動信号Ｄより求めることができる。送信器２及び
受信器４は超音波Ａが伝搬する空間の温度と同様に温度
変化する部分に配置されている。
【００１１】ここで、記憶回路１１に格納される送信器
２の共振周波数−温度特性データＧについて説明する。
一般に、超音波を発射する送信器（圧電素子）は、その
温度、ひいては周囲温度Ｔが変化すると、この温度変化
に応じて送信器の固有のデータが変化する特性があるこ
とが知られている。本出願人は、実験により、周囲温度
Ｔが変化すると送信器（圧電素子）の共振周波数が変化
するという結果を得た。例えば、本実施の形態の送信器
２（圧電素子）では、図５に示すように、周囲温度Ｔが
略−４０℃から略１００℃に上昇すると、共振周波数Ｊ
の値が略４０ＫＨｚから略３９ＫＨｚに略一定の割合で
低減する（すなわち、周囲温度Ｔと共振周波数Ｊとはほ
ぼ比例する関係にある）という結果（共振周波数−温度
特性データＧ）が得られた。そして、本実施の形態で
は、記憶回路１１に、図５に示す共振周波数−温度特性
データＧをあらかじめ格納している。
２の共振周波数−温度特性データＧについて説明する。
一般に、超音波を発射する送信器（圧電素子）は、その
温度、ひいては周囲温度Ｔが変化すると、この温度変化
に応じて送信器の固有のデータが変化する特性があるこ
とが知られている。本出願人は、実験により、周囲温度
Ｔが変化すると送信器（圧電素子）の共振周波数が変化
するという結果を得た。例えば、本実施の形態の送信器
２（圧電素子）では、図５に示すように、周囲温度Ｔが
略−４０℃から略１００℃に上昇すると、共振周波数Ｊ
の値が略４０ＫＨｚから略３９ＫＨｚに略一定の割合で
低減する（すなわち、周囲温度Ｔと共振周波数Ｊとはほ
ぼ比例する関係にある）という結果（共振周波数−温度
特性データＧ）が得られた。そして、本実施の形態で
は、記憶回路１１に、図５に示す共振周波数−温度特性
データＧをあらかじめ格納している。
【００１２】前記計測回路５は、受信回路１４と、伝搬
時間計測回路１５と、時間／距離変換回路１６とから大
略構成されている。受信回路１４は、図２に示すよう
に、受信器４が受信した超音波Ａ（超音波受信信号Ａ
ｒ）のレベルがあらかじめ設定したしきい値Ｎを越える
と超音波検出信号Ｐを出力する。
時間計測回路１５と、時間／距離変換回路１６とから大
略構成されている。受信回路１４は、図２に示すよう
に、受信器４が受信した超音波Ａ（超音波受信信号Ａ
ｒ）のレベルがあらかじめ設定したしきい値Ｎを越える
と超音波検出信号Ｐを出力する。
【００１３】伝搬時間計測回路１５は、伝搬時間信号Ｑ
を出力する。伝搬時間信号Ｑは、タイミング回路９が駆
動信号Ｄを出力するとハイレベル（例えば値「１」のレ
ベル）に立上り、受信回路１４が超音波検出信号Ｐを出
力するとローレベル（例えば、「０」レベル）になる。
この場合、伝搬時間信号Ｑがハイレベルになっている時
間が、タイミング回路９の駆動信号Ｄの出力時点から受
信回路１４の超音波検出信号Ｐの出力時点までの時間、
ひいては送信器２及び受信器４間の超音波伝搬時間Ｂ
（以下、適宜、伝搬時間Ｂという。）に相当することに
なる。
を出力する。伝搬時間信号Ｑは、タイミング回路９が駆
動信号Ｄを出力するとハイレベル（例えば値「１」のレ
ベル）に立上り、受信回路１４が超音波検出信号Ｐを出
力するとローレベル（例えば、「０」レベル）になる。
この場合、伝搬時間信号Ｑがハイレベルになっている時
間が、タイミング回路９の駆動信号Ｄの出力時点から受
信回路１４の超音波検出信号Ｐの出力時点までの時間、
ひいては送信器２及び受信器４間の超音波伝搬時間Ｂ
（以下、適宜、伝搬時間Ｂという。）に相当することに
なる。
【００１４】時間／距離変換回路１６は、伝搬時間信号
Ｑに対して時間積分を行ってハイレベル継続時間、ひい
ては伝搬時間Ｂを求め、さらにあらかじめ設定した基準
温度（本実施の形態では０℃）における音速に相当する
係数をかけて電圧値で示される距離信号Ｅを求め、この
距離信号Ｅを出力する。本実施の形態では、図３に示す
ような時間（伝搬時間Ｂ）−電圧値（距離信号Ｅ）特性
データをあらかじめ設定しており、伝搬時間Ｂを求める
とこの特性データに対応した電圧値の距離信号Ｅを出力
する。
Ｑに対して時間積分を行ってハイレベル継続時間、ひい
ては伝搬時間Ｂを求め、さらにあらかじめ設定した基準
温度（本実施の形態では０℃）における音速に相当する
係数をかけて電圧値で示される距離信号Ｅを求め、この
距離信号Ｅを出力する。本実施の形態では、図３に示す
ような時間（伝搬時間Ｂ）−電圧値（距離信号Ｅ）特性
データをあらかじめ設定しており、伝搬時間Ｂを求める
とこの特性データに対応した電圧値の距離信号Ｅを出力
する。
【００１５】ここで、伝搬時間Ｂ、周囲温度Ｔ、距離信
号Ｅ等の対応関係について、図３に基づいて、以下に説
明する。音速Ｃは、周囲温度ＴをＴ℃とすると、次式
（１）で示されることが知られている。本実施の形態で
は、基準温度として０℃を設定しており、前記基準温度
における音速Ｃは３３１．５〔ｍ／ｓ〕となる。 Ｃ＝３３１．５＋０．６０７Ｔ〔ｍ／ｓ〕 … （１）
号Ｅ等の対応関係について、図３に基づいて、以下に説
明する。音速Ｃは、周囲温度ＴをＴ℃とすると、次式
（１）で示されることが知られている。本実施の形態で
は、基準温度として０℃を設定しており、前記基準温度
における音速Ｃは３３１．５〔ｍ／ｓ〕となる。 Ｃ＝３３１．５＋０．６０７Ｔ〔ｍ／ｓ〕 … （１）
【００１６】そして、周囲温度Ｔが０℃の場合、計測距
離Ｌ＝１〔ｍ〕を超音波Ａが伝搬するのに要する時間ｔ
は、時間ｔ1 （＝１／３３１．５〔ｓ〕）となる。ま
た、周囲温度Ｔが５０℃の場合、計測距離Ｌ＝１〔ｍ〕
を超音波Ａが伝搬するのに要する時間ｔは、時間ｔ2
（＝１／３６１．８５〔ｓ〕）となる。時間／距離変換
回路１６は、伝搬時間信号Ｑに対する時間積分等により
求めた伝搬時間Ｂが時間ｔ1 （＝１／３３１．５
〔ｓ〕）であった場合、距離信号Ｅの大きさを電圧値５
〔Ｖ〕とし、時間ｔ2 （＝１／３６１．８５〔ｓ〕）で
あった場合、距離信号Ｅの大きさを４．５〔Ｖ〕とする
ように距離信号Ｅの電圧値と時間ｔとを対応させて、図
３に示す伝搬時間−距離信号データＲを設定している。
離Ｌ＝１〔ｍ〕を超音波Ａが伝搬するのに要する時間ｔ
は、時間ｔ1 （＝１／３３１．５〔ｓ〕）となる。ま
た、周囲温度Ｔが５０℃の場合、計測距離Ｌ＝１〔ｍ〕
を超音波Ａが伝搬するのに要する時間ｔは、時間ｔ2
（＝１／３６１．８５〔ｓ〕）となる。時間／距離変換
回路１６は、伝搬時間信号Ｑに対する時間積分等により
求めた伝搬時間Ｂが時間ｔ1 （＝１／３３１．５
〔ｓ〕）であった場合、距離信号Ｅの大きさを電圧値５
〔Ｖ〕とし、時間ｔ2 （＝１／３６１．８５〔ｓ〕）で
あった場合、距離信号Ｅの大きさを４．５〔Ｖ〕とする
ように距離信号Ｅの電圧値と時間ｔとを対応させて、図
３に示す伝搬時間−距離信号データＲを設定している。
【００１７】周波数／温度変換回路１２は、送信器２が
送信器駆動回路１０からの駆動信号Ｄにより励振されて
超音波Ａを発射すると、送信器２（圧電素子）からその
振動信号（共振周波数Ｊ）を入力し、入力した共振周波
数Ｊを記憶回路１１に格納されている共振周波数−温度
特性データＧに照合して電圧値で示される温度信号Ｍを
得て、この温度信号Ｍを温度補正回路１３に出力する。
送信器駆動回路１０からの駆動信号Ｄにより励振されて
超音波Ａを発射すると、送信器２（圧電素子）からその
振動信号（共振周波数Ｊ）を入力し、入力した共振周波
数Ｊを記憶回路１１に格納されている共振周波数−温度
特性データＧに照合して電圧値で示される温度信号Ｍを
得て、この温度信号Ｍを温度補正回路１３に出力する。
【００１８】周波数／温度変換回路１２が出力する温度
信号Ｍについて、図４に基づいて、説明する。この場
合、基準温度０℃のときの共振周波数Ｊのｆ（０）に対
する温度Ｔ℃のときの共振周波数Ｊの値ｆ（Ｔ）の差分
周波数Δｆ（Ｔ）を次式（２）で、求め、差分周波数Δ
ｆ（Ｔ）に対応する電圧値の温度信号Ｍを出力する。 Δｆ（Ｔ）＝ｆ（Ｔ）−ｆ（０） … （２）
信号Ｍについて、図４に基づいて、説明する。この場
合、基準温度０℃のときの共振周波数Ｊのｆ（０）に対
する温度Ｔ℃のときの共振周波数Ｊの値ｆ（Ｔ）の差分
周波数Δｆ（Ｔ）を次式（２）で、求め、差分周波数Δ
ｆ（Ｔ）に対応する電圧値の温度信号Ｍを出力する。 Δｆ（Ｔ）＝ｆ（Ｔ）−ｆ（０） … （２）
【００１９】本実施の形態では、次式（３）で求まる温
度５０℃のときの差分周波数Δｆ（５０）が０．５
〔Ｖ〕となるように、１次関数で示される温度信号−周
波数データＳを図４に示すようにあらかじめ設定してい
る。 Δｆ（５０）＝ｆ（５０）−ｆ（０） … （３）
度５０℃のときの差分周波数Δｆ（５０）が０．５
〔Ｖ〕となるように、１次関数で示される温度信号−周
波数データＳを図４に示すようにあらかじめ設定してい
る。 Δｆ（５０）＝ｆ（５０）−ｆ（０） … （３）
【００２０】温度補正回路１３は、前記温度信号Ｍに基
づいて前記距離信号Ｅを補正し補正距離信号Ｗを求め
る。本実施の形態では、距離信号Ｅに温度信号Ｍを加え
て補正距離信号Ｗを得るようにしている。
づいて前記距離信号Ｅを補正し補正距離信号Ｗを求め
る。本実施の形態では、距離信号Ｅに温度信号Ｍを加え
て補正距離信号Ｗを得るようにしている。
【００２１】上述したように構成した超音波距離計１の
作用を周囲温度Ｔが５０℃になった場合を例にして説明
する。周囲温度Ｔが５０℃になると、時間／距離変換回
路１６は、伝搬時間計測回路１５からの伝搬時間信号Ｑ
に対して時間積分を行って伝搬時間Ｂ（ｔ2 ＝１／３６
１．８５〔ｓ〕）を求め、さらにあらかじめ設定した基
準温度（本実施の形態では０℃）における音速に相当す
る係数をかけて距離信号Ｅ（電圧値４．５〔Ｖ〕）を求
め、この距離信号Ｅを出力する。
作用を周囲温度Ｔが５０℃になった場合を例にして説明
する。周囲温度Ｔが５０℃になると、時間／距離変換回
路１６は、伝搬時間計測回路１５からの伝搬時間信号Ｑ
に対して時間積分を行って伝搬時間Ｂ（ｔ2 ＝１／３６
１．８５〔ｓ〕）を求め、さらにあらかじめ設定した基
準温度（本実施の形態では０℃）における音速に相当す
る係数をかけて距離信号Ｅ（電圧値４．５〔Ｖ〕）を求
め、この距離信号Ｅを出力する。
【００２２】一方、周波数／温度変換回路１２は、送信
器２から温度５０℃のときの共振周波数Ｊの値ｆ（５
０）を入力し、この共振周波数Ｊの値ｆ（５０）を図４
の温度信号−周波数データＳに照合し、対応する温度信
号Ｍ（０．５〔Ｖ〕）を求めて、この温度信号Ｍを温度
補正回路１３に出力する。温度補正回路１３は、距離信
号Ｅ（電圧値４．５〔Ｖ〕）に温度信号Ｍ（０．５
〔Ｖ〕）を加えて補正距離信号Ｗ（電圧値５〔Ｖ〕）を
得ることになる。
器２から温度５０℃のときの共振周波数Ｊの値ｆ（５
０）を入力し、この共振周波数Ｊの値ｆ（５０）を図４
の温度信号−周波数データＳに照合し、対応する温度信
号Ｍ（０．５〔Ｖ〕）を求めて、この温度信号Ｍを温度
補正回路１３に出力する。温度補正回路１３は、距離信
号Ｅ（電圧値４．５〔Ｖ〕）に温度信号Ｍ（０．５
〔Ｖ〕）を加えて補正距離信号Ｗ（電圧値５〔Ｖ〕）を
得ることになる。
【００２３】このようにして得られた補正距離信号Ｗ
（電圧値５〔Ｖ〕）は、Ｔ＝０℃の場合の距離信号Ｅの
電圧値と同等であり、周囲温度Ｔが温度５０℃になった
場合、温度５０℃に対応した温度補正が行われ、計測精
度の向上が図られることになる。上述したことは、周囲
温度Ｔが温度５０℃以外の他の温度になった場合にも同
様に言えることである。
（電圧値５〔Ｖ〕）は、Ｔ＝０℃の場合の距離信号Ｅの
電圧値と同等であり、周囲温度Ｔが温度５０℃になった
場合、温度５０℃に対応した温度補正が行われ、計測精
度の向上が図られることになる。上述したことは、周囲
温度Ｔが温度５０℃以外の他の温度になった場合にも同
様に言えることである。
【００２４】温度変化に対応して変化する送信器２の共
振周波数Ｊを利用して温度を求めており、図７の従来技
術で必要とされた新たな温度センサ８が不要となるの
で、その分、部品数が少なくなり、かつ温度センサ８の
設置スペース分だけ、構成部材の配置自由度が高くな
る。また、図６の従来技術では、送受信器２，４の他に
補助送受信器６，７が必要であり、部品数が多い上、単
位距離Ｌ0 を計測するための超音波伝搬空間を用意する
ため、その分だけ、大きな空間が必要とされたが、これ
に比して、本実施の形態では、部品数が少なくなり、か
つ単位距離Ｌ0 を計測するための超音波伝搬空間分だ
け、構成部材の配置自由度が高くなる。なお、上記実施
の形態においては、予め共振周波数／温度特性データを
記憶回路１１に格納し、共振周波数より温度特性データ
を求め、その後、温度補正を行うものを示したが、これ
に限らず、共振周波数により直線距離の補正を行っても
よい。要するに、本発明は、共振周波数が温度に関する
データ（温度の関数）となるので、このデータを利用し
て温度補正を行うことにより、距離測定用の超音波送信
器を温度データを測定するセンサと兼用させるものであ
ればよい。
振周波数Ｊを利用して温度を求めており、図７の従来技
術で必要とされた新たな温度センサ８が不要となるの
で、その分、部品数が少なくなり、かつ温度センサ８の
設置スペース分だけ、構成部材の配置自由度が高くな
る。また、図６の従来技術では、送受信器２，４の他に
補助送受信器６，７が必要であり、部品数が多い上、単
位距離Ｌ0 を計測するための超音波伝搬空間を用意する
ため、その分だけ、大きな空間が必要とされたが、これ
に比して、本実施の形態では、部品数が少なくなり、か
つ単位距離Ｌ0 を計測するための超音波伝搬空間分だ
け、構成部材の配置自由度が高くなる。なお、上記実施
の形態においては、予め共振周波数／温度特性データを
記憶回路１１に格納し、共振周波数より温度特性データ
を求め、その後、温度補正を行うものを示したが、これ
に限らず、共振周波数により直線距離の補正を行っても
よい。要するに、本発明は、共振周波数が温度に関する
データ（温度の関数）となるので、このデータを利用し
て温度補正を行うことにより、距離測定用の超音波送信
器を温度データを測定するセンサと兼用させるものであ
ればよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、温度データ検出手段が送信器
からの共振周波数を入力し、この共振周波数から温度デ
ータを得、温度データに基づいて距離データを補正する
ので、距離データに対する温度補正が行われ、計測精度
を向上することができる。温度変化に対応して変化する
送信器の共振周波数を利用して温度を求めており、従来
技術で用いられた新たな温度センサが不要となるので、
その分、部品数が少なくなり、かつ温度センサの設置ス
ペース分だけ、構成部材の配置自由度が高くなる。ま
た、送受信器の他に補助送受信器を備えた従来技術に比
して、補助送受信器が不要となって部品数が少なくな
り、かつ単位距離を計測するための超音波伝搬空間が不
要となることにより、構成部材の配置自由度が高くな
る。
からの共振周波数を入力し、この共振周波数から温度デ
ータを得、温度データに基づいて距離データを補正する
ので、距離データに対する温度補正が行われ、計測精度
を向上することができる。温度変化に対応して変化する
送信器の共振周波数を利用して温度を求めており、従来
技術で用いられた新たな温度センサが不要となるので、
その分、部品数が少なくなり、かつ温度センサの設置ス
ペース分だけ、構成部材の配置自由度が高くなる。ま
た、送受信器の他に補助送受信器を備えた従来技術に比
して、補助送受信器が不要となって部品数が少なくな
り、かつ単位距離を計測するための超音波伝搬空間が不
要となることにより、構成部材の配置自由度が高くな
る。
【図１】本発明の一実施の形態の超音波距離計を模式的
に示す図である。
に示す図である。
【図２】同超音波距離計の各部分が出力する信号の波形
図である。
図である。
【図３】同超音波距離計の時間／距離変換回路に設定さ
れる伝搬時間−距離信号データを示す図である。
れる伝搬時間−距離信号データを示す図である。
【図４】同超音波距離計の周波数／温度変換回路に設定
される温度信号−周波数データを示す図である。
される温度信号−周波数データを示す図である。
【図５】同超音波距離計の記憶回路に格納される共振周
波数−温度特性データを示す図である。
波数−温度特性データを示す図である。
【図６】従来の超音波距離計の一例を模式的に示す図で
ある。
ある。
【図７】超音波距離計の従来の他の例を模式的に示す図
である。
である。
１ 超音波距離計 ２ 送信器 ３ 測定対象 ４ 受信器 ５ 計測回路 １１ 記憶回路 １２ 周波数／温度変換回路 １３ 温度補正回路 １５ 伝搬時間計測回路 １６ 時間／距離変換回路
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波を発射する送信器と、該送信器か
ら発射され測定対象で反射された超音波を受信する受信
器と、前記送信器及び受信器間の超音波伝搬時間を計測
し、この計測結果に基づいて距離データを求める計測回
路と、前記送信器の共振周波数より温度データを求める
温度データ検出手段と、前記温度データに基づいて前記
距離データを補正する温度補正手段とを備えたことを特
徴とする超音波距離計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22583396A JPH1054872A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 超音波距離計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22583396A JPH1054872A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 超音波距離計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054872A true JPH1054872A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16835534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22583396A Pending JPH1054872A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 超音波距離計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054872A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US11833543B2 (en) | 2017-01-25 | 2023-12-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic apparatus |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP22583396A patent/JPH1054872A/ja active Pending
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