JPS61155765A - 相関式速度計 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、たとえば流体などの流動状態を該流体流路の
上流側と下流側とに設けた各検出器でそれぞれ検出し、
雨検出器の各々から出力されるゆらぎ信号を用いて前記
流体の流速を測定するような相関式速度計、特にゆらぎ
信号の大きい変動態様に対応することのできる速度計の
構成に関する。

〔従来技術とその問題点〕

流体や金属板などの移動速度を測定する方法のひとつと
して相関式測定法が知られており、これは、流体や金属
板等の移動体に固有な量、たとえば流体の流動ゆらぎや
金属板の平担度のむらを電気的に検出する検出器を移動
体の移動経路の上流側と下流側とに距ｄＬだけ離して設
け、下流側検出器の出力信号中に含まれるゆらぎ信号の
上流側検出器の出力信号中に含まれるゆらぎ信号からの
遅れ時間τ。を検出してＬ／τ。の演算を行い、この演
算結果によって移動体の移動速度を求めるようにしたも
のである。

すなわち、今、上流側検出器の出力信号に含まれるゆら
ぎ信号なりＩ、下流側検出器の出力信号に含まれるゆら
ぎ信号なＵ、とすると両信号の相互相関関数ΦＩ８は（
１）式のようＫなり、この関数Φ１！は第４図に示した
ようにτ＝τ０で最大になる。故に関数Φ、が最大にな
る時のτの値を求めることによってτ・を知ることがで
き、従来以下に説明するようＫしてτ・の検出が行われ
ている。

すなわち、（１）式をτについて微分すると（２）式が
得られ、（２）式は（３）式のように変換されるが、こ
こ五 でさらにｔ＋τをｔｌに変数変換した後この１．を肴び
ｔｌ’ｃ変数変換すると（４）式が得られる。

したがりてτを変えて（４）式右辺の演算を行い、（ｄ
Φ１，７６丁）＝０になる時のＴを求めればこの時のτ
はτ。に一致するわけで、第３図はこのようにしてτ。

の検出を行うようにした従来の相関式速度計の構成図（
＠富士時報”第５４巻、第８号、第１８頁〜第２４頁参
照）である。

第３図において１は上流側検出器、２は下流側検出器、
ｌａ、２ｍは検出器１，２の各出力信号としての上流側
検出信号、下流側検出信号で、３は上ｆｔ側検出信号１
ａを増幅して信号１ａに含まれているゆらぎ信号をＵｌ
として出力する上流側増幅器、４は下流側検出信号２ａ
を増幅して信号２ａに含まれているゆらぎ信号をＵ、と
して出力する下流側増幅器である。５はクロックパルス
が１パルス入力されるごとにサンプリングされた電圧デ
ータを逐次次段に転送するようにした電荷結合素子から
なる遅延回路で、この回路５は上述のように構成されか
つ周波数ｆのクロックパルス１２ａで駆動されるように
なりているので、該回路５に入力されたゆらぎ信号Ｕ、
は（５）式で示される時間τだけ遅れて出力される。こ
こにＤは電荷結合素子固有の定数である。

ｒ＝Ｄ／ｆ　　　　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（５）６は増幅器３と遅延回路５とか
らなる上流側入力回路、６Ｊｌは入力回路６の出力信号
としての第１信号で、第１信号５ａは換言すれば遅延回
路５から時間τだけ遅れて出力されるゆらぎ信号Ｕ、で
ある。７は増幅器４の出力するゆらぎ信号鳴を微分する
微分回路、８は増幅器４と微分回路７とからなる下１側
入力回路で、８ａは入力回路８の出力信号としての第２
信号である。９は乗算回路、１０は平均演算回路で、図
においては回路５，７゜９．１０は（４）式右辺の演算
を行うように構成されている。したがって平均演算回路
１０の出力信号１０ａはｄΦｌｔ／ｄτに応じた信号と
なる。１１は信号１０ａが入力される、基準値を零とし
た差動増幅回路、１２は増幅回路１１の出力電圧信号１
１ａが入力されこの電圧信号に比例した周波数ｆのクロ
ックパルス信号１２ａを出力するＶ／Ｆ変換回路である
。信号１２ａは遅延回路５を駆動するように該回路に入
力され、この場合１２ｍの周波ａｆによって遅れ時間τ
が制御された結果平均演算回路の出力信号１０ａが零に
なるように増幅回路１１および変換回路１２が構成され
ている。したがって信号１０ａが零になりた状態では（
４）式のｄΦ１，７６丁は零になっているので、この時
の周波数ｆに対応した時間遅れτはτ・に等しくなって
おり、この結果ｆを知ることによってτ０の検出が行え
ることになる。前述したように移動体の移動速度ＶはＶ
　＝　Ｌ　／　ｔ、であるから、本式と（５）式とで速
度Ｖは（６）式のようになる。（６）式におけるｆｏは
（５）式においでτ二τ０とした時のｆ、４０にで、し
たがって上述のようにしてｆ、を検出すれば（６）式に
よってＶを算出できることになる。

■＝（Ｌ／Ｄ）・ｆｏ　　　　　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（６）第３図の速度計は上述のよ
うにして移動体の速度■を測定するものであるが、この
場合乗算回路９は±１５ボルトの二電源で駆動される演
算増幅器で構成されるのが通例で、このｌＩＩ！来、乗
算回路９に入力される第１信号６ａおよび第２信号８ｍ
はそれぞれ上限電圧値が２ｏ（Ｖｐ−ｐ）程度に制限さ
れるのが普通であり、また信号６ａ、８ａの各下限電圧
値も乗算回路９の演算性能を維持するという観点から１
０（Ｖ　　　）程度に制限されるのが＋ｐ−ｐ 普通である。ところが実際には、信号６ａまたは８ａは
１０〜２０　（Ｖ、　、）の電圧範囲内に常にあるとは
限らないので、第３図の速度計には信号６ａまたは８ａ
が上述の電圧範囲をこえて変化すると、換言すれば、ゆ
らぎ信号Ｕ、　、　Ｕ、の振幅が大きくなったりあるい
は信号Ｕ、が急激に変化したりすると、測定誤差が大き
くなったり測定不能になったりするという０問題がある
。

〔発明の目的〕

本発明は、上述したような従来の相関式速度計における
問題を解消して、上述のゆらぎ信号を含む上流側および
下流ｔ−検出信号が大きく変動しても精度よく測定を行
うことのできる相関式速度計を提供することを目的とす
る。

〔発明の要点〕

本発明は、上述の目的を達成するために、移動体の移動
経路に沿りて設けた上ｆＩｒｔ１１１１および下流側の
各検出器と；前記上流’＋１検出器の出力する上流側検
出信号について演算を行って第１信号を出力する上流側
入力回路と；前記下流側検出器の出力する下流ｔ−検出
信号について演算を行って第２信号を出力する下１５１
！側入力回路と；第１信号とｔＩＸ２信号との乗算を行
う乗算回路と；を備え、この乗算回路の出力信号にもと
づいて移動体の移動速度を測定する相関式速度計におい
て、第１信号または第２信号のいずれかを順次逼らせて
出力する複数個の遅れ回路と；これら複数個の遅れ回路
のうち遅れ時間最短の第１遅れ回路の出力信号が入力さ
れ、かつヒステリシス特性が矩形状に形成された主コン
パレータと；複数個の遅れ回路のうち第１遅れ回路を除
く残余遅れ回路の各出力信号が別別に入力され、かつ上
側しきい値および下流しきい値の各々が主コンパレータ
のヒステリシス特性における対応するしきい値に等しい
矩形状ヒステリシス特性を有する副コンパレータと；上
流側検出信号と主コンパレータおよび剃コンパレータの
各出力信号とが入力され、下流側検出信号を各コンパレ
ータの出力信号に応じた増＃７１Ｋに増幅する下流側増
幅回路と；下流１１１横出信号と主コンパレータ胸よび
副コンパレータの各出力信号とが入力され、下流側検出
信号を昼コンパレータの出力信号に応じた増幅度に増幅
する下流側増幅回路と；を設け、上流側入力回路には上
流側検出信号にかえて上流側増幅回路の出力信号を入力
し、下流側入力回路には下流側検出信号にかえて下流側
増幅回路の出力信号を入力し、副コンパレータには対応
する残余遅れ回路の各出力信号を主コンパレータの出力
信号によりて駆動されるスイッチを介して入力するよう
にしたもので、このように構成するこさによりて、上流
Ｎ検出信号または下流側検出信号、したがりて第１　（
１号または第２信号が変動してそれらの大きさが前記上
側しきい値を上まわったり前記下側しきい値を下まわっ
たりすると、主コンパレータおよび副コンパレータによ
りて上流側増幅回路および下流側増幅回路の各増幅度を
逐次異なった値にかつ安定に変化させ、この結果第１信
号および第２信号の各大きさが乗算回路の許容入力範囲
内に安定に収まるよう１ζして、もって機幅が大きく変
動する上流側検出信号および下流側検出信号に対しても
精度よく測定を行うことのできる相関式速度計が得られ
るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一冥施例の構成図で、図においては第
３図におけるものと同一の部分または同一の機能を有す
る部分には同一の符号を付している。第１図において、
１３は電圧信号であるところの上流側検出信号１ａを増
幅するようにした上流側増幅回路、１４は同じく電圧信
号であるところの下流側検出信号２ａを増幅するように
した下流側増幅回路で、上流側増幅回路１３は非反転入
力端子に検出信号１ａが入力される演算増幅器１３１と
、演算増幅器１３１の反転入力端子とアースとの間に接
続された抵抗益鳥、と、各一端が前記反転入力端子に接
続された抵抗器へ２．鴇ｍｙ”１４．Ｒ％１と、これら
の抵抗器の各他端を図示のように接続換えするようにし
た切り換えスイッチＳＩｌ　ｔ　ＳＩＩ　ｅ　ＳＩｊと
で構成され、下流側増幅回路１４は非反転入力端子に検
出信号２Ｒが入力される演算増＠器１４１と、この増幅
器１４１の反転入力端子とアースとの間に接続された抵
抗益鳥、と、←端が増幅Ｄ１４１の反転入力端子に接続
された抵抗器Ｒ１，鳥＆　Ｉ　Ｒ’１４１鳥、と、これ
らの抵抗器の各他端を図示のように接続換えするように
した切り換えスイッチＳ□ｙ　８１１　ｐ８１１とで構
成されている。１３ａは演算増幅器１３１の出力端子か
ら引き出されて上流側増幅Ｄ３に入力される上流側増幅
回路１３の出力信号、１４ａは演算増幅器１４１の出力
端子から引き出されて下流側増幅器４に入力される下流
側増幅回路１４の出力信号である。図においては増幅回
路１３゜１４はそれぞれ演算増幅器１３１，１４１を用
いて構成されているが、これらの増幅器１３１，１４１
にかえて増幅器３，４を利用して増幅回路１３．１４が
構成されてもよい。

Ｕａは上流側入力回路６が出力する電圧信号としての第
１信号６ａの最大被振幅で、１５は信号６３が入力され
て直流電圧Ｂ、を出力する、ダイオードＤ、と抵抗器九
とコンデンサＣ１とからなる整流平滑回路である。１６
は抵抗器几、とコンデンサＣｔｈからなる第１遅れ回路
、１７は抵抗器Ｒ，とコンデンサＣ１とからなる第２遅
れ回路、１８は抵抗益鳥とコンデンサＣ４とからなる第
３遅れ回路である。

つて、第１遅れ回路１６には！ｌ流平滑回路の出力電圧
Ｅ、が入力され、Ｉｉ２遅れ回路１７には第１遅れ回路
１６の出力゛電圧が入力され、第３遅れ回路１８には第
２遅れ回路１７の出力電圧が入力されるように構成され
、ざらにＦｉｌ＝　（１／２　’）・Ｕａとなるように
関係各部が構成されている。遅れ回路１６．１７．１８
は上述のように構成されているので出力・−圧Ｅ、は端
子Ａ、Ｂ、Ｃに順次遅れて現れる。すなわちこれらの回
路１６，１７，１８は篤１信号６ａを順次遅らせる遅れ
回路で、第１遅れ回路１６は遅れ回路１６，１７．１８
のうち遅れ時間最短の遅れ回路である。遅れ回路１７．
１８は遅れ回路１６，１７．１８のうち第１遅れ回路１
６を除く！Ｉ堵遅れ回路である。

ＣＭ、、、ＣＭ、、、ＣＭ□はいずれも矩形状ヒステリ
シス特性を有スるコンパレータで、これらコンパレータ
の上側しきい値電圧はいずれも等しく１０ボルトに設定
され、また下側しきい値電圧はこれもいずれも等しく５
ボルトに設定されている。コンパレータＣＭ、ｌ、　Ｃ
Ｍ、、　、　ＣＭｌ、の各出力電圧は、これらコンパレ
ータの各反転入力端子に入力される入力電圧が１０ボル
トを上まわるとＬレベルになり、また前記入力電圧が５
ボルトを下まわるとＨレベルになるように構成されてお
り、コンパレータＣＭ１１の反転入力端子には出力端千
人が直接接続され、コンパレータＣＭ、、の反転入力端
子には出力端子Ｂが切り換えスイッチＳ□を介して接続
され、コンパレータＣＭ、ｊの反転入力端子には出力端
子Ｃが切り換えスイッチ８１４を介して接続されている
。図においては、切り換えスイッチＳ、、　、　Ｓ□、
ｓ、、　ｙ　ＳＨはコンパレータＣＭ、、の出力電圧に
よって駆動され、スイッチＳＩｆおよびＳ□はコンパレ
ータＣＭ□の出力・電圧によりて駆動され、スイッチ８
１１およびｓｒｓはコンパレータＣＭ、、の出力電圧に
よって駆動されるように構成され、これらの各スイッチ
はいずれも、対応するコンパレータの出力電圧がＨレベ
ルになると図示したＨｌｌの接点に切り換わり、また対
応するコンパレータの出力電圧がＬレベルになると図示
したＬ側の接点に切り換わるように構成されている。１
９は上述の各部からなる相関式速度針である。上記した
ように、コンパレータＣＭ、＆ＣＱ。

には、残余遅れ回路１７．Ｉ８の出力信号がコンパレー
タＣＭ、、の出力電圧によって駆動されるスイッチＳＩ
Ｉ　ｔ　Ｓ１４を介して入力されるから、コンパレータ
ＣＭ、、を主コンパレータとするとコンパレータＣＭ、
ｔ、　ＣＭ、、はいずれも副コンパレータである。

次に相関式速度計１９における要部の動作を第を図およ
び館２図を併用して説明する。第２図は、速度計１９に
おける、上流側検出イｉ号１ａの振幅Ｘの基準振幅為に
対する相対値Ｗを第１信号６ａの１！撮幅Ｕ　ａ　（ｖ
ｐ−ｐ　）との関係を示す特性線図で、振幅為はＵ厘＝
　１０　（Ｖｐ−ｐ）に対応する振幅Ｘの値である。ま
ず検出信号１ａの畿輪Ｘが小さく、このため整流平滑回
路１５の出力電圧Ｅ、がコンパレータＣＭ、、の下側し
きい値５ポルトよりも小さい値を継続していると、該コ
ンパレータＣＭ、、の出力電圧はＨレベルになるので、
スイッチＳ１４　＋　ＳＩＩが動作してコンパレータＣ
Ｍ、、、　ＣＭｔ、の各反転入力端子にはアース電位が
入力され、コンパレータＣＰ４　ｍ、ＣＭ＋　ｔも下側
しきい値が５ボルトになっているので、これらコンパレ
ータＣＭ１．．　ＣＭ、１の各出力電圧も■（レベルに
なる。

したがって、この場合演算増幅器１３１には抵抗器Ｒ１
！が帰還抵抗器として接続されるので、上流側増幅回路
１３の増幅度Ｇ、は抵抗Ｒ１１が小さい値であるとして
Ｇｓ　”　Ｒｔ＊／　Ｒｔ　＋となり、増幅器３、した
がって入力回路６には信号１３ａの振幅をＹとしてＹ＝
Ｇ、・Ｘの振幅を有する信号１３ａが入力されている。

増幅回路１３の増幅度がＧ、の状態で検出信号１ａの振
幅Ｘが増大しても、平滑回路１５の出力電圧Ｅ、がコン
パレータＣＭ、、の上倒しきい値１０ボルトに至るまで
は、換言すれば第１信号６ａの振幅Ｕａが２０　（Ｖ、
、）に至るまでは、コンパレータＣＭ、、　、　ＣＭ、
、、　ＣＭ、、の各出力電圧はいずれもＨレベルを維持
するので、増幅回路１３の増幅度はＧ、の状態が継続す
る。上述した所から明らかなように、Ｕａ＝２０　（Ｖ
ｐ−ｐ）に対応する相対値Ｗは２である。

増幅回路１３の増幅度が０１の状態で検出信号１ａの振
幅Ｘが増大し、すなわち該振幅Ｘの相対値Ｗが増大し、
遂に出力電圧Ｅ１が１０ボルトを上まわって、換言すれ
ばＵａが２０　（Ｖ、、）を上まわってこの状態が継続
すると、出力端子Ａ、Ｂ、Ｃの各電圧のうち端子人の電
圧が他の二端子の電圧に先がけて１０ボルトを上まわる
ので、まずコンパレータＣＭ、、が動作してこの出力電
圧がＬレベルになり、このためスイッチａｌｌがＬ＠接
点に切り換わるので、増幅回路１３の増幅度Ｇ、は、抵
抗器。

が小さい値であるとしてＧｓ　＝　Ｒｔ　ａ／　Ｒ＋　
ｌとなり、この場合増幅度Ｇ、と偽との間には（７）式
の関係が成立するように抵抗器Ｒ１，、、Ｒ，、、Ｒｔ
ｓの各抵抗値が選定されている。

Ｇｙ＝　Ｒ＋ｓ／Ｒｔ＋＝　（１／　２　）・Ｇ１＝（
１／２）・（Ｂ−１□／Ｒ■）　　　　・・・・・・・
・・・・　（７）故にスイッチ８１１がＬ［接点に切り
換わると増幅回路１３の増幅度は（１／２　）・Ｇ、に
等しくなるのでＹ＝（１／２）・Ｇ１・Ｘとなる。スイ
ッチ８１１がＬ側接点に切り換わる直前には端子Ｂ、Ｃ
の各電圧はまだ１０ボルトに遅していないからスイッチ
８１１がＬ側接点に切り換わると端子Ｂ、Ｃの各電圧は
５ボルト以下となり、このためスイッチａｌｌの切り換
え動作の直後にコンパレータＣＭ、、、ＣＭ、。

の各出力がＬレベルになることはない。またスイッチＳ
ＳｔがＬ接点側に切り換わってＹ＝（１／２）・Ｇ、　
−Ｘとなっても、端子人の電位、すなわちコンパレータ
ＣＭ、、の入力電圧がただちに該コンパレータの下側し
きい値５ボルトを下まわることにはなラナいから、コン
パレータＣＭ、、の出力電圧がＬレベルになった直後に
再びＨレベルに復帰することはない。すなわち相関式速
度計１９においては上流側検出信号１ａの振幅が増大し
てその相対値Ｗが２を上まわると増幅回路１３の増幅度
がＧ、から（１／２）、Ｇ、になるのでＵａの値も２０
（Ｖｐ−ｐ〕から１０　（Ｖｐ−、）　＋（急減し、以
後相対値Ｗが増大しても増幅回路１３の１１１度ｉｔ　
Ｇｇ＝　（１／　２　）　１１Ｇ。

に維持される。

増＃ｉ回路１３の増ｌ１ｌｌＩＦｆｉがＧ、の状態で検
出信号ｌａの振幅が増大し、したがって相対値Ｗが大き
くなると、これｌζ比例してＵａおよびＥ、が大きくな
るので、振＠Ｘが相対値Ｗ＝４に対応する大きざになっ
たときＵａ＝２０　（Ｖ、、）　ｉｃなるが、Ｕ　ａ　
ｉｓこの値を上まわって電圧Ｅ、が１０ボルトを越えた
状態が継続すると、出力端子Ｂの電位かやがでｌＯボル
トを越えるのでこの時点でコンパレータＣＭ１１の出力
がＬレベルになる。この時点ではコンパレータＣＭ、、
の出力はＬレベルでありコンパレータＣＭ、、の出力は
Ｈレベルであるから、この時増幅回路１３の増幅度Ｇ、
は（８）式のようになり、増幅度Ｇ、とＧ！との間には
（９）式の関係が成立するように関係抵抗器の各抵抗券
値が選定されている。（８）式においては鳥、はＲ１，
に対しても充分小さい値であるとしている。

０″＝（＋／Ｒ””（１／凡ｔｓ）＋（１／Ｒ＋。）・
・・・・・　１８）Ｑｓ＝　（１／２　）・偽＝　（１
／４　）・Ｇ１　　　　・・・・・・・・・・・・　（
９）増幅回路１３の増幅度がこのようにしてＧ、から（
１／２　＞・偽に変更されるとＵａはこのような増幅度
変更前の値の１／２に抑制され、この結果Ｗ＝４に８い
て２０　（ｖ、、）であったＵａの値は１０（ｖＰ−１
））に急減する。増幅回路１３の増幅度がこのようにし
て偽から（１／２　）・へに変更された時、コンパレー
タＣＭ、、の入力電圧が核コンパレータの下側しきい＠
［５ボルトを下まわ、ることはないから、Ｌレベルにな
りたコンパレータＣＭ、、の出力がＨＬ／ベルに復帰す
ることはない。故に相関式速度計１９においては、検出
信号１ａの振幅Ｘが増大してその相対値Ｗが４を上まわ
ると増幅回路１３の増幅度が偽から（１／２　）・偽に
なるのでＵａの値も２Ｏ（Ｖ、−ｐ）カら１０　Ｃｖｐ
−ｐ）　Ｒ：、を減Ｌ、以後相対値Ｗが増大するとＧｍ
＝（１／２）・偽が維持されるのでＹ＝（１／４）−へ
・Ｘとなる。

４１扇回路１３の増幅度がＧ、になっている状態で更に
相対値Ｗが大きくなると、これに比例してＵ為およびＢ
１が大きくなるので振幅Ｘがｗ＝８に対応する大きざに
なった時Ｕ　ａ　＝　２０　（Ｖｐ−ｐ）になるが、Ｕ
ａが再びこの値を上まわって電圧病が１０ボルトを越え
た状態が継続すると、端子Ｃの電位がやがてｌＯボルト
を越えるのでこの時点でコンパレータＣＭ、、の出力が
Ｌレベルになる。するとこの時コンパレータＣＭ１．．
ＣＭ、！の各出方はいずれもＬレベルになっているから
増幅回路１３の増幅度は０１式に示すＧ４のようになり
、増幅度Ｇ、とＧ、との間には１式の関係が成立するよ
うに関係抵抗器の各抵抗値が選定されている。α１式に
おいてはａｎはＲ１１に対しても充分小さい値であると
している。

故に増幅回路１３の増幅度がこのようにしてＧｓ゛　か
ら（１／２）・Ｇ、に変更されるとＵａは増幅度変更前
の値の１７２に抑制され、この結果ｗ；８において２０
　（Ｖ、、）であったＵａの１直は１０　（Ｖ、−、）
に急減する。増幅回路１３の増幅度が（１／２　）−偽
に変更された時、コンパレータＣＭ１．の入力電圧が該
コンパレータの下側しきい値５ボルトを下まわることは
ないから、増幅度のこのような変更によってコンパレー
タＣＭ、の出力が再びＨレベルに復帰することはない。

したがって速度計１９においては、検出信号１ａの振幅
が増大してその相対値Ｗが８を上まわると増幅回路１３
の増幅度がＧ、から（１／２）”ＧｓになるのでＵａの
値も２０　（Ｖ、−ｐ）から１０　（Ｖ、、）に急減し
、以後相対値Ｗが増大すると０４＝　（１／２　）・Ｇ
、が維持されるのでＹ＝（１／ｓ）＠Ｇｔ・Ｘとなる。

なお増幅回路１３の増幅度が０４＝　（１／８　）・Ｇ
ｌになっている状態では、Ｗ＝１６でＵａ＝２０　ｃｖ
ｐ−ｐ）となることは明らかである。

上述したように、速度計１９においては噴出信号１ａの
振幅Ｘが大きくなっても、このｍ　幅Ｘの増大に伴なり
て逐次コンパレータＣＭ、、、ＣＭゆＣ八らが動作して
次第に増幅回路１３の増幅度が小さくなるので、第２図
から明らかなように、ｍｇｘの相対値Ｗの１から１６ま
で範囲にわたって、乗算回路９の入力信号としての第１
信号、６ａのｆｘ幅が、該乗算回路９の許容入力電圧範
囲１０〜２０［Ｖ、−ｐ］内に保持される。また第１図
においては、前述したように、スイッチＳ。、Ｓ□ｙＳ
ｇ＆はスイッチＳＩｆ　ｙ　ＳＩＩ　ｖ　ＳＩＳのうち
の対応するスイッチと同時に動作するように構成されて
おり、さらに抵抗器。

は他の抵抗Ｒ□＋　”ｔ　Ｉ　＊　”２４　ｒ　鳥１に
比べて小さく、かつα３式の関係が成立するように各抵
抗器の抵抗値・・・・・・・・・・・・・・・ａり したがって増幅回路１４は増幅回路１３の増幅度が切り
換えられるのと同時に該増幅回路１３の増幅度に等しい
増幅度に切り換えられるので、乗算回路９に入力される
第２信号８ａの振幅も、下流側検出信号２ａの振幅が大
きく変動した場合でも、はぼ前記許容入力電圧範囲１０
〜２０　（Ｖ、、）内に収められる。

速度計１９においては要部が上述したように動作するが
、今仮に、スイッチ８１４　ｙ　ＳＩＩを省略して端子
Ｂ、ＣがそれぞれコンパレータＣＭ、、、　ＣＭ、、の
各反転入力端子に直接接続されているとすると、検出信
号１１の振１１ｉＸの相対値Ｗが８をこえている状態で
、換言すればコンパレータＣＭ、１．ＣＭ、、、　Ｃに
。

の各出力がすべてＬレベルになっている状態で振幅Ｘが
小ざくなり、この結果電圧ｇ１が５ボルトを下まわると
、遅れ回路１６．１７．１８のためにやがてまず出力端
千人の電圧が５ボルトを下まわるのでコンパレータＣＭ
、、　、　ＣＭ、、の各出力がＬレベルのままでコンパ
レータＣＭ、、の出力がＨレベルになる。コンパレータ
ＣＭ、、の出力がＨレベルになるとスイッチ８１１がＨ
接点側に切り換わる結果増幅回路１３の増幅度が（１／
８　’）・Ｇ、からＧ１えと急増し、ＣＡＪ＋　ｔ　、
　ＣＭｔ　ｓの各出力はなおＬレベルになりているので
、増幅回路１３の増幅度は今度はＧ、から（１／８）・
Ｇ、に急減する。このため出力電圧Ｂ、も急らＧ１に急
増する。すなわちスイッチＳ１４　ｅ　８Ｎが省略すれ
ていると、このような場合、増幅回路の出力信号１３ａ
の振１１１Ｙは振幅Ｘの検出信号１ａが入力されると０
１・Ｘと（１／８　）・Ｇ１・Ｘとの間をくり返して家
しく振動するので、第１信号６ａの被振幅Ｕａが乗算回
路９の許容入力電圧範囲１０〜２Ｏ（Ｖ、、）内に収ま
り切らなくなる。

ところが相関式速度計１９においては、スイッチＳ、４
２よびＳｌｌが上述したように接続されているので、検
出信号１ａの振ｓＸがＷ＝８の相対値を越えている状態
からＷ；８の相対値を下まわって、このためまずコンパ
レータＣＭ、、の出力がＨレベル蔽ζなると、同時にス
イッチＳ□＋Ｓ１４がＨ接点側に切す換ってコンパレー
タＣＭ□、ＣＭ、、の各出力もＨレベルになる。このた
め増幅回路１３の増幅度が（１／８　’）・Ｇ１からＧ
、えと急増し、これに応じて電圧ｇｉも急増するので、
やがてコンパレータＣＭ、、の出力がＬレベルになり、
この結果増幅回路１３の増幅度はＧ、からＲ３１／鳥、
＝偽＝　（１／２　）・Ｇ１に変化し、コンパレータＣ
Ｍ、、の反転入力端子には端子Ｂが接続され、コンパレ
ータＣＭ、、の反転入力端子には端子Ｃが接続された状
態となる。したがりて電圧ｇｌの前述したような急増が
抑制されるが、増幅回路１３の増幅度を（１／２）・Ｇ
、にしても、この場合なお被振幅Ｕａは２０　（Ｖｐ−
ｐ〕を越え、したがって電圧Ｅ１は１０ポルトを越えて
いるので、やがてコンパレータＣＭｌｔの出力がＬレベ
ルになり、この結果増幅回路１３の増幅度がＧｔ＝　（
１／２　’）・Ｇ、からＧｓ＝　（１／４　’）−Ｇ、
に変化する。回路１３の増＠度がこのように（１／４　
’）・Ｇ、になると、この時Ｕａは第２図から明らかな
ように１０〜２０　（Ｖ、、）の範囲内に入る。すなわ
ち速度計２３において、検出信号１ａの振＠Ｘの相対値
Ｗが８を越えた状態から８近傍の８を下まわった状頷に
なると、増幅回路１３の増幅度は一度は（１／８　’）
・Ｇ、からＧ、に急増するがやがて（１／４）”Ｇ＋に
安定して、Ｊｌ振４　Ｕ　ａ　２）！乗算回路９の入力
゛ぺ圧として許容される１０〜２０（Ｖ、−ｐ）の範囲
内にもたらされ、回路１３のＪ１１幅度が、スイッチＳ
１４　＊　Ｓ１１が省略された上述の場合のように０１
と（１／８　）・Ｇ、との間をくり返して＠動するよう
なことはない。

第１図においては相関式速度計１９を上述のように構成
したので、上流側検出信号１ａの振幅が大きくなると、
この振幅に応じてコンパレータＣＭｌｌ　、　ＣＭＩＩ
　＝　ｃＭ、、により増幅回路１３および１４の増幅度
が自動的に制御され、この結果乗算回路９に入力される
第１信号６ａの振幅が、検出信号１１の振幅の、基準振
幅為の１倍から１６倍までの広範囲にわたって乗算回路
９の許容入力電圧範囲内に確実にかつ安定に収められ、
また第２信号８ａの振幅もほぼ前記許容入力電圧範囲内
に収められる。故にこのような速度計１９によれば、検
出信号１ｍ、２ａの振幅が大きく変動しでも精度のよい
測定が行えることになる。なおこのような速度計には、
上述したような遅れ回路１６．１７゜１８が設けられ【
いるので、これらの回路の作用によりて検出信号１ａが
急激に変動しても安定した計測動作をする利点がある。

上述した実施例においては、コンパレータと遅れ回路と
の組を３組ｒｉけ、この３組によりて増幅回ｗｒ１３お
よび１４の各増幅度の増一度へに対する比をいずれも１
，２，２．２　　の４段階に変化させるようにしたが、
本発明は、このような実施例に限定されるものではなく
、コンパレータと遅れ回路との組をｎ組設け（ｎは正整
数）、このｎ組によりて増Ｓ回路工３および１４の各増
幅度の増幅度Ｇ１に対する比をいずれも１．Ｋ　　、Ｋ
　　、・・・。

Ｋ−ｎのｎ＋１段階に変化させるように増幅回路１３お
よび１４を含む関係要素を構成してもよいものである。

ここにＫは乗算回路９の許容最大入力電圧と許容最小入
力電圧との比である。また上述の実施例では第１信号６
ａの振幅を検出して増幅度制御を行うよ５Ｋしたが、本
発明は第２０１号８暑の振幅検出を行って増幅度制御を
するようにしても差し支えないものである。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明においては、移動体の移動経路
に沿って設けた上流側および下流側の各検出器と；前記
上流１１１Ｉ！ＩＩ出器の出力する上流側検出信号につ
いて演算を行って第１１Ｂ号を出力する上、５ｔｌ１ｇ
入力回路と；前記下ａ＠検出器の出力する下流側検出信
号について演算を行って第２信号を出力する下Ｉ５！側
入力回路と；第１信号とＪｇ２信号との乗算を行う乗算
回路と；を備え、この乗算回路の出力信号にもとづいて
移動体の移動速度を測定する相関式速度計において、第
１１！号または第２信号のいずれかを順次遅らせて出力
する複数個の遅れ回路と：これら複数個の遅れ回路のう
ち遅れ時間最短のＭ１遅れ回路の出力信号が入力され、
かつヒステリシス特性が矩形状に形成された主コンパレ
ータと；複数個の遅れ回路のうち第１遅れ回路を除く残
余遅れ回路の各出力信号が別々に入力され、かつ上側し
きい値および下側しきい値の各々が主コンパレータのヒ
ステリシス特性における対応するしきい値に等しい矩形
状ヒステリシス特性を有する副コンパレータと；上流側
噴出信号と主コンパレータおよび副コンパレータの各出
力信号とが入力され、上流側検出信号と各コンパレータ
の出力信号に応じた増幅度に増幅する上流側増幅回路と
：下流側検出信号と主コンパレータおよび副コンパレー
タの各出力信号とが入力され、下流側検出信号を各コン
パレータの出力信号に応じた増幅度に増幅する下Ｒｆｌ
増幅回路と；を設け、上流側入力回路には上流側検出信
号にかえて上流側増幅回路の出力信号を入力し、下流側
入力回路には下流側検出信号にかえて下流側増幅回路の
出力信号を入力し、副コンパレータには対応する残余遅
れ回路の各出力信号を主コンパレータの出力信号によっ
て駆動されるスイッチを介して入力するようｌζしたの
で、このように構成することによって、上流側検出信号
または下流側検出信号、したがって第１信号または第２
信号が変動してそれらの大きさが前記上側しきい値を上
まわりたり前記下側しきい値を下まわったりすると、主
コンパレータおよび副コンパレータによって上流側増幅
回路および下流側増幅回路の各増幅度が逐次具なった値
にかつ安定に変化させられ、この結果第１信号および第
２信号の各大きさが乗算回路の杵容入力範囲内に安定に
収まるようになるので、振幅が大きく変動する上流側検
出信号および下流側検出信号に対しても精度よく測定を
行うことのできる相関式速度計が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
おける要部の入出力特性線図、第３図は従来の相関式速
度計の構成図、第４図は測度原理説明図である。 １・・・上ｆｉｔ＠検出器、１ａ・・・上流側検出信号
、２・・・下流側検出器、２ａ・・・下流側検出信号、
６・・・上流側入力回路、６ａ・・・２ｇｌ信号、８・
・・下流側入力回路、８ト・・第２信号、９・・・乗算
回路、１３・・・上流側増幅回路、１４・・・下流側増
幅回路、１６・・・第１遅れ回路、１７・・・第２遅れ
回路、１８・・・第３遅れ回路、１９・・相関式速度計
、ＣＭ、、、・主コンパレータ、Ｃ”ｌｌ　、　ＣＭＩ
Ｉ・・・副コンパレータ、Ｓ１４　ｔ　ＳＩＩ　”’ス
イッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動体の移動方向に沿って離して設けられ前記移動体に
   固有な量を検出する上流側検出器および下流側検出器と
   ；前記上流側検出器の出力する上流側検出信号を入力信
   号とし所定の演算を行って第１信号を出力する上流側入
   力回路と；前記下流側検出器の出力する下流側検出信号
   を入力信号とし所定の演算を行って第２信号を出力する
   下流側入力回路と；前記第１信号と前記第２信号との乗
   算を行う乗算回路と；を備え、前記乗算回路の出力信号
   にもとづき前記移動体の移動速度を測定する相関式速度
   計において、前記第１信号または前記第２信号のいずれ
   かを順次遅らせる複数個の遅れ回路と；前記遅れ回路の
   うち遅れ時間最短の第１遅れ回路の出力信号が入力され
   、かつヒステリシス特性が矩形状に形成された主コンパ
   レータと；前記遅れ回路のうち前記第１遅れ回路を除く
   残余遅れ回路の各出力信号が別々に入力され、かつ上側
   しきい値および下側しきい値の各々が前記主コンパレー
   タのヒステリシス特性における対応するしきい値に等し
   い矩形状ヒステリシス特性を有する副コンパレータと；
   前記上流側検出信号と前記主コンパレータおよび前記副
   コンパレータの各出力信号とが入力され、前記上流側検
   出信号を前記各コンパレータの出力信号に応じた増幅度
   に増幅する上流側増幅回路と；前記下流側検出信号と前
   記主コンパレータおよび前記副コンパレータの各出力信
   号とが入力され、前記下流側検出信号を前記各コンパレ
   ータの出力信号に応じた増幅度に増幅する下流側増幅回
   路と；を設け、前記上流側入力回路には前記上流側検出
   信号にかえて前記上流側増幅回路の出力信号を入力し、
   かつ前記下流側入力回路には前記下流側検出信号にかえ
   て前記下流側増幅回路の出力信号を入力し、かつ前記副
   コンパレータには対応する前記残余遅れ回路の出力信号
   を、前記主コンパレータの出力信号によって駆動される
   スイッチを介して入力することを特徴とする相関式速度
   計。