JPS58131501A - 糸の横寸法を測定する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明の分野 この発明は、光エレクトロニクス大系走査手段およびこ
れに接続された信号評価回路により糸の横方向寸法を測
定するための装置に関するものである。

で二ンＰレスな組織、或は例えば単繊維、ヤーン（紡績
糸）、ガラス・フ・アイノ９、導線などのような他の組
織を総称するものとする。

従来技術 米国特許第４．２９４．５４５号明細書には、光電セン
サのアレイにより動いている糸状組織の横寸法を連続測
定するための方法および装置が述べられている。アレイ
の信号状態を連続サイクルで走査することによって直列
デジタル走査信号が発生される。この特別な測定方法に
より、グランド信号が除かれると共にこのグラン１信号
への影簀′（すなわち糸が動いている光通１］定区域の
不規則な汚染による影響）も除かれる。なお、グランド
信号とは、測定区域に糸がない時に存在する走査信号ぽ
ある。

この発明の開示 この発明の主な目的は、測定装置の遅い変動や長時間の
変動などのあらゆる変動が補償され従って無効にされる
新しく改良した測定装置を提供することである。

この発明のもつと特殊な目的は、光源から発する光ない
し光ビームの強度低下、測定区域のよごれのノζラツキ
、アレイのセンサおよびこれに通常接続されている増幅
器の感度低下を補償することである。

この発明の詳細な説明中には、光電センサの直線アレイ
によって供給されたデジタル信号を直列処理することお
よび測定装置が出力信号を発生している時に測定装置中
の諸変動の影響を抑圧するための手段が開示されている
。

この発明および上述した目的以外の目的は、添付図面に
ついての以下の詳しい説明からもつと明らかになるだろ
う。

この発明の第１実施例 第１図に示すように、この発明に係る測定装置の第１実
施例は、光エレクトロニクス大系走査手段（１〜３）お
よびこれに接続された信号評価回路（４〜９）から成る
。光走査手段は、発散する光またはビーム状の光を発す
る光源１と、クロックすなわちタイマ２と、ホトダイオ
ードまたは電荷結合光電素子のような半導体光電センサ
の直線アレイ３とを備える。光源ｌと直線アレイ３の両
端との間の破線は、糸Ｆの断面が表わされる測定区域Ｍ
を限る。

直線アレイ３は多数例えば２５６個の光電センサから成
る。クロック２は走査サイクル毎に例えば２５６個のク
ロック・・ぐルスを発生して直線アレイ３を周期的に走
査する。第２図ａの波形２Ａは２５６個のうちの９個の
クロック・・ξルスを表わす。

信号評価回路は、測定チャネル４〜７，９と、積分器８
から成る制御回路とを備える。アナログ・ヤーン・クリ
アラ１０．１１は測定チャネル４〜７．９へ接続されて
いる。

測定チャネルは、直列接続の増幅器４、制御可能な応答
性を有するパルス・リミッタ例えばシュミット・トリガ
５、第１の入力端子Ａおよび第２の否定入力端子Ｂを持
つアンド・ゲート６、電子カウンタ７並びにデジタル／
アナログ（Ｄ／Ａ）変換器９を備える。

ツユミツト・トリガ５はその応答性を制御するための制
御入力端子ｃ５が設けられている。

７ユミツト・トリガ５の出力端子はアンド・ゲート６の
第２の否定入力端子Ｂへ接続されており、その第１の入
力端子Ａはクロック２へ接続されている。積分器８はシ
ュミット・トリガ５と並列に増幅器４の出力端子へ接続
されており、その出力端子はシュミット・トリガ５０制
御入力端子Ｃ５へ接続されている。

Ｄ／Ａ変換器９へは、アナログ操作ヤーン・クリアラの
電子回路１ｏおよびヤーン・サーバ」】が直列に接続さ
れる。電子回路１ｏおよびヤーン・サーバ１１は当業者
には周知の種々の態様で都合良く構成されることができ
るので、こ〜では詳しく例示しない。

第１図に示した測定装置の動作モー１を第２図ａ、ｂ、
（、ｄについて説明する。上述したように、クロック２
は各走査サイクル中一連のクロック・・？ルス（その波
形は第２図ｉの２Ａで表ゎされもない時は、振幅が事実
上等しい同様な・ξレス列が直線アレイ３および増幅器
４の出力端子に現われる。

第２図すの波形は、振幅が違う一連のセンサ・・ぞルス
４Ａを示し、測定区域Ｍに糸がある場合に直線アレイ３
および増幅器４の出力端子に現われる。振幅が大きい各
パルスは照射された光電センサを示し、逆に振幅が小さ
い・ξルスは照射されなかった光電センサ（その数はこ
〜では例えば３個である）を示す。破線Ｓはシュミット
・トリが５の応答性すなわち閾値を表わす。

第２図Ｃの波形５Ａはシュミット・トリガ５の出力を表
わす。こ〜で、一定振幅の出力・ξルスはセンサ・ノξ
ルス４Ａのうちの、閾値Ｓを超える大きな振幅の・ξル
スに相当するが、センサリξルス４Ａの小さな振幅の各
・ξルスは抑圧される。

アンド・ゲート６は、照射されなかった光電センサすな
わちセンサリξルス４Ａのうチノ振幅が小さし・３個の
パルスを表わす出力信号を供給する。この３個と云う数
は電子カウンタ７で計数され、そのデジタル出力がＤ／
Ａ変換器９でアナログ信号に変換され、その値は糸Ｆの
直径を表わす。このアナログ信号はヤーン・クリアラの
電子回路１０中で当業者には周知の仕方で更に処理され
る。ヤーン・ヤーン々１１は、第２図に示された出力信
号６Ａすなわちカウンタ７の出力が成るプリセット閾値
を超える時だけ動作する。

ｌ　積分器８は、多数の次々の走査サイクルに亘って増
幅器４が供給したパルスの振幅の算術平均をとるように
構成されることが望ましい。一般的にかつ測定装置の種
々の用途で、そのような走査サイクルの数は信頼できる
平均値を得るためには少なくとも１０にすべきである。

従って、積分器８はセンサ・ノξルスひいては増幅器４
の出力から、全てのセンサ・ノξルス４Ａの振幅の平均
信号を形成する。これは、平均信号が測定区域Ｍに挿入
された糸の直径および最終的に測一定置域Ｍにあるよご
れに基づくことを意味する。つまり、平均信号はよごれ
が増し、糸の直径が大きくなるにつれて小さくなる。

平均信号は、制御入力端子Ｓ５を通してシュミット・ト
リガ５へその閾値Ｓを制御するように働く。その結果、
閾値Ｓの値は直線アレイ３に当る光または光ビームに同
期して、すなわち比例して制御される。従って、よごれ
が増えたために光が少なくなると、積分器８はシュミッ
ト・トリガ５の閾値Ｓを下げることにより、換言すれば
その応答性を増大することにより、光の減少を補償する
。これは、シュミット・トリガ５の応答性が直線アレイ
３の平均された出力すなわち長時間平均信号の値に逆比
例して制御されることを意味する。

自動ヤーン巻取機にヤーン・クリアラ（１０〜１１）と
−緒に測定装置（１〜９）を使用する時に、積分器８０
時定数は糸Ｆの直径の普通の・ぐラツキが調整プロセス
すなわち制御プロセスに事実上影響しないような寸法に
されるべきであろ１、この場合、時定数の適切な値は走
査周期の持続時間よりかなり長くて良い。

第３図は第１図の構成に使用できるような積分器８の一
例を詳しく示し、この積分器８は演算増幅器ｏｐを有し
、その出力端子がコンデンサＣ１を介してその反転入力
端子へ接続されている。人力抵抗Ｒ１は、コンデンサＣ
１および増幅度または利得Ｖと共に、積分器８０時定数
τ□・ｖ−Ｒ−Ｃを定める。コンデンサＣ１と並１ 列に接続されている抵抗Ｒ２は、高い値を持ち演算増幅
器ＯＰが飽和状態にメライブされるのを妨げる。

この発明の第２実施例 第４図は測定装置の第２実施例を示“し、同等部品は同
一符号で表わす。なお、機能が変更された部品には同一
符号に添字を付けた。

光エレクトロニクス大系走査手段（１〜３）は第１図に
示したものと同じである。

制御６丁能な増幅度ないし利得を持つ増幅器４−１は直
線アレイ３へ接続されている。増幅器４−１の出力端子
と制御入力端子Ｃ４との間には、大きな時定数を持つ低
域フィルタ８−１および演算増幅器８−２の直列接続か
ら成る帰還回路が接続されている。低域フィルタ８−１
の代りに、第１図に示したような積分器８を設けても良
い。

第１図の積分器８が順方向調整回路すなわち直接制御回
路として働くのに対し、帰還回路８−１．８−２は制御
可能な増幅器４−１に作用する逆方向調整回路すなわち
間接制御回路として働く。シュミット・トリガ５−１は
、その閾値Ｓが一定レベルに設定され、またその入力端
子が制御可能な増幅器４−１の出力端子へ接続されてい
る。

低域フィルタ８−１の出力端子は演算増幅器８−２の反
転入力端子へ接続されている。その上、シュミット・ト
リガ５−１の閾値出力端子すなわち制御出力端子Ｓ５と
演算増幅器８−２の非反転入力端子との間には別な増幅
器８−３が接続されている。閾値出力端子Ｓ５はシュミ
ット・トリガ５−１の閾値を表わす電圧を供給する。こ
の電圧は増幅器８−３中で例えば２倍に増幅される。従
って、演算増幅器８−２は低域フィルタ８−１の出力信
号がシュミット・トリが５−１の２倍の閾値を超える時
に応答して、制御可能な増幅器４−１の増幅度ないし利
得を低下させる。

アンド・ゲート６および電子カウンタ７は第１図と同じ
に接続されているが、ヤーン・クリアラのデジタル電子
回路１０−１が設けられて電子カウンタ７の出力端子へ
接続されている。

第２図すに示した・ξルス波形は、その波形４Ａが適切
に解釈される時に、第４図に示した回路の動作モードを
説明するためにも利用されることができる。第４図につ
いて上述したように、ンユミット・トリガ５−１の閾値
Ｓは一定レベルに設定され、増幅されたセンサ・・ξシ
ス４Ａの振幅は低域フィルタ８−１および演算増幅器８
−２によって制御される。

帰還回路（その各々はそれぞれ積分器８、低域フィルタ
８−１から成る）の作用は下記のとおりである。すなわ
ち、増幅器４または制御可能な増幅器４−１の出力信号
が低い繰返数で、すなわち長時間か〜る速度で減少する
と、シュミット・トリガ５または５−１の閾値Ｓに対し
て、増幅器４または４−１によって供給された・ξルス
の平均化された振幅の比例値は変らない。

従って、光電センサのちり、よごれまたは経時変化のせ
いで直線アレイ３の応答性がたとえ減少しても、振幅の
小さい・ξルスと振幅の大きいパルスとを確実に区別で
きる。

この発明の望ましい実施例を図示して説明したが、この
発明はこれらに限定されず、特許請求の範囲に記載され
た範囲内で種々の実施例を作れることが理解できるだろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、第２
図ａ、　ｂ、　ｃ、　ｄは第１図の測定装置の動作モー
ドを例示するために測定装置中で発生された・ξルスを
示す波形図、第３図は第１図中の積分器の回路略図、第
４図は第２実施例を示すブロック図である。 １は光源、２はクロック、３は光電センサのアレイ、４
は増幅器、４−１は制御可能な増幅器、Ｃ４は制御可能
な増幅器の制御入力端子、５はシュミット・トリガ、Ｃ
５はシュミット・トリガの制御入力端子、Ｓ５はシュミ
ット・トリガの制御出力端子、８は積分器、８−１は低
域フィルタ、８−２は演算増幅器、６はナンＰ・ゲート
、Ａはアンド・ゲートの第１の入力端子、Ｂはアンド・
ゲートの第２の入力端子である。 −〇　　へ　　　６ ｏ　　−Ｏ（１）　　　″Ｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光エレクトロニクス式糸走査手段およびこれに接続
   された信号評価回路で糸の横寸法を測定する装置であり
   、 前記光エレクトロニクス式糸走査手段は、前記糸を照射
   するための光源と、 この光源から発しかつ前記糸で変調された光を受ける光
   電センサのアレイと、 このアレイを走査するために次々の走査サイクル中・ξ
   ルス列を発生するクロックと、を備え、 前記信号評価回路は、 前記アレイへ動作時に接続される増幅手段と、 この増幅手段へ接続された制御端子を持つ信号リミッタ
   手段と、 前記増幅手段と前記制御端子の間に接続された信号積分
   手段と、 前記クロックへ接続された第１の入力端子および前記信
   号リミッタ手段へ接続された第２の入力端子を持つ論理
   手段と、 を備える測定装置。 ２、　信号積分手段は、少な（とも１０走査サイクルの
   期間光電センサのアレイによって供給された・ξルスの
   振幅を平均するように構成される特許請求の範囲第１項
   記載の測定装置。 ３、論理手段は、第１の肯定入力端子および第２の否定
   入力端子を持つアンド・ゲートである特許請求の範囲第
   １項記載の一測定装置。 ４　増幅手段は一定の増幅値に調節され、信号リミッタ
   手段はその応答性を制御するための制御端子を持つシュ
   ミット・トリがであり、そして信号積分手段は前記増幅
   手段と前記制御端子の間に接続される特許請求の範囲第
   １項記載の測定装置。 ５、　増幅手段は制御可能な増幅器であり、この増幅器
   はその信号入力端子が光電センサのアレイへ接続されか
   つその増幅器を制御するための制御入力端子を持ち、そ
   して信号リミッタ手段はシュミット・トリガであり、こ
   のシュミット・トリガはその応答性が一定値に調節され
   かつ前記制御可能な増幅器の制御入力端子へ動作時に接
   続される制御出力端子を持つ特許請求の範囲第１項記載
   の測定装置。 ６　信号積分手段は低域フィルタおよび演算増幅器から
   成り、この演算増幅器はその反転入力端子が前記低域フ
   ィルタへ接続され、その非反転入力端子がシュミット・
   トリガの制御出力端子へ接続されそしてその出力端子が
   制御可能な増幅器の制御入力端子へ接続されている特許
   請求の範囲第５項記載の測定装置。