JPS62276425A - Shape detector - Google Patents

Shape detector

Info

Publication number
JPS62276425A
JPS62276425A JP11902786A JP11902786A JPS62276425A JP S62276425 A JPS62276425 A JP S62276425A JP 11902786 A JP11902786 A JP 11902786A JP 11902786 A JP11902786 A JP 11902786A JP S62276425 A JPS62276425 A JP S62276425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacement
measured
external force
signal
period
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
Application number
JP11902786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Ueki
勝也 植木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP11902786A priority Critical patent/JPS62276425A/en
Publication of JPS62276425A publication Critical patent/JPS62276425A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect the elongation percentage of an object to be measured with high accuracy, in a shape detector applying external force to the object to be measured cyclically to detect the displacement quantity thereof, by correcting the non-linearity of the displacement of the object to be measured and displacement converted voltage output. CONSTITUTION:Cyclic external force is applied to an object 1 to be measured by an external force applying apparatus 4a and the displacement detection signal obtained by a displacement detector 4b is inputted to a displacement quantity detection part 32. The detection part 32 outputs a displacement quantity detection signal F from which noise is removed and calculates the S/N ratio of the displacement quantity detection signal and an external force applying part 28 is controlled so that the S/N ratio becomes large. The outputted displacement quantity F is inputted to a displacement correction device 29 where the non-linearity of the displacement of the object to be measured and displacement converted voltage output is corrected. The corrected displacement quantity output of each detection part 32 is inputted to a displacement average value operator 30 to calculate the average value of each detection part. An elongation rate operator 30 operates elongation rate from the output of each detection part and the above mentioned average value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はil鋼板の如き帯状体の幅方向における張力
分布を知ることによりその形状(平坦度)を検出する形
状検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a shape detection device that detects the shape (flatness) of a strip-like object such as an IL steel plate by knowing the tension distribution in its width direction.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に帯状体の冷間圧延に際し、その板厚精度と共に重
要なことは形状(平坦度ともいう)である。しかしなが
ら冷間圧延では圧延中高い張力をかけて圧延するので、
被圧延材即ち帯状体の弾性伸びの為にこの帯状体に例え
ば中伸び又は耳波等の平坦度不良が発生してもその変位
(凹凸)が減少または消失して検出できないのが普通で
ある。
In general, when cold rolling a strip, the shape (also called flatness) is important as well as the thickness accuracy. However, in cold rolling, high tension is applied during rolling, so
Due to the elastic elongation of the rolled material, i.e. the strip, even if a flatness defect such as medium elongation or ear waves occurs in this strip, the displacement (unevenness) is reduced or disappears and is usually undetectable. .

従って、上記の如(高い張力を付加した状態では帯状体
の平坦度不良部を直接検出することはできないが、この
帯状体の幅方向の張力分布を知ることにより間接的に形
状を検出できることは特公昭53−17071号に示さ
れるようによく知られている。
Therefore, as mentioned above (with high tension applied, it is not possible to directly detect the poor flatness of the strip, but it is possible to indirectly detect the shape by knowing the tension distribution in the width direction of the strip). It is well known as shown in Japanese Patent Publication No. 53-17071.

すなわち、平坦度の良くない部分は張力が弱くなるから
、張力分布から形状を知ることができるのである。
In other words, the tension is weak in areas with poor flatness, so the shape can be determined from the tension distribution.

第5図は、この種従来の形状検出装置の一例を示すブロ
ック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional shape detection device of this type.

lは被測定体即ち帯状体で、2は帯状体1に張力を印加
する例えばデフレクタ−ロールの如き支持ロールである
。3は駆動信号発生器の1例としての矩形波発信器、3
aは増幅器である。4は検出ヘッドで、帯状体1の幅方
向に沿いかつ適宜の係止手段により帯状体1の表面に適
宜間隔をもって離隔して設けられる。この検出へラド4
は外力印加装置4aと変位検出器4bで構成される。外
力印加装置4aは、帯状体1の幅方向に沿い断面コ字状
の磁極Aに励磁コイルBを設けた電磁石からなり、変位
検出器4bは帯状体1の幅方向に沿った基本部Cに複数
筒の変位測定用電極りを帯状体1の表面に臨ませて設け
、かつ外力印加装置4aと一体的に設けられる。
1 is an object to be measured, that is, a strip-shaped body, and 2 is a supporting roll, such as a deflector roll, which applies tension to the strip-shaped body 1. 3 is a rectangular wave oscillator as an example of a drive signal generator;
a is an amplifier. Reference numeral 4 denotes a detection head, which is provided along the width direction of the strip-shaped body 1 and spaced apart from the surface of the strip-shaped body 1 at appropriate intervals by appropriate locking means. Rad 4 to this detection
is composed of an external force applying device 4a and a displacement detector 4b. The external force applying device 4a consists of an electromagnet in which an excitation coil B is provided on a magnetic pole A having a U-shaped cross section along the width direction of the strip 1, and the displacement detector 4b is attached to a basic portion C along the width direction of the strip 1. A plurality of cylinders of displacement measuring electrodes are provided facing the surface of the strip 1, and are provided integrally with the external force applying device 4a.

なお、変位検出器4bは外力印加装置4aと別体に設け
てもよ(、また外力印加装置は上記の如く電磁石に限る
ものではなく、例えば圧縮空気の如き非接触で力の印加
が可能なものであればよく、本願の目的を逸脱しない範
囲において任意の手段を採用することができるものであ
る。4cは例えば静電容量−電圧変換器の如き変位変換
器であり、第4図に示したような変位−出力電圧の関係
を有する。9は信号処理回路で、極性切替器5.積分回
路6.サンプルホールド回路7および前記各装置5,6
.7に連設せしめたタイミング発生回路8で構成され、
タイミング発生回路8は前記各装置5.6.7および矩
形波発信器3にそれぞれ連設されている。。信号処理回
路9は表示装置用制御装置10を介して、例えばCRT
モニターの如き表示装置11に連設される。また、信号
処理回路9はロールクラウン制御回路12を介しロール
クラウン調整装置13へ連設することもできる。
Note that the displacement detector 4b may be provided separately from the external force applying device 4a (also, the external force applying device is not limited to an electromagnet as described above, but may be a device capable of applying force without contact, such as compressed air). 4c is a displacement converter such as a capacitance-to-voltage converter, as shown in FIG. 9 is a signal processing circuit, which includes a polarity switch 5, an integration circuit 6, a sample hold circuit 7, and each of the above-mentioned devices 5, 6.
.. It consists of a timing generation circuit 8 connected to 7,
The timing generating circuit 8 is connected to each of the devices 5, 6, 7 and the square wave oscillator 3, respectively. . For example, the signal processing circuit 9 is connected to a CRT via a display control device 10.
It is connected to a display device 11 such as a monitor. Further, the signal processing circuit 9 can also be connected to the roll crown adjustment device 13 via the roll crown control circuit 12.

次に動作について説明する。まず矩形波発信器3で周期
Tcの矩形波を駆動信号として発生せしめる。次いでこ
の駆動信号を増幅器3aにおいて、増幅し、この増幅信
号を外力印加装f4aを介して帯状体1の表面に外力と
して印加し、帯状体1に変位P (x−t)を発生させ
る。帯状体1の表面に発生した変位P (x−t)は、
変位検出器4bに設けた変位検出用電極りでこの変位を
静電容量として検出され、信号変換器即ち静電容量−電
圧変換器である変位変換器4Cで電圧信号に変換させら
れる。帯状体1の幅方向に沿って設けた複数筒の変位検
出用電極りは、その対応する帯状体1の各部の変位をそ
れぞれ同様に検出し、電圧信号に変換された信号は信号
処理回路9に入力される。前記変位検出信号は極性切替
器5で極性切替されたのち、積分回路6に入力され、こ
の積分回路6で矩形波周期毎に積分される。これにより
、張力信号以外の雑音が除去され、被測定体各部の張力
にかかわる部分のみが算出されて、その積分値はサンプ
ルホールド回路7に入力され、サンプルホールドされる
。タイミング発生回路8は矩形波発信器3からの参照信
号に基いて、極性切替器5の極性切替タイミング、積分
回路6のリセットタイミング、およびサンプルホールド
回路7のサンプルホールドタイミング等の各タイミング
を制御する。
Next, the operation will be explained. First, the rectangular wave oscillator 3 generates a rectangular wave with a period Tc as a drive signal. Next, this drive signal is amplified in the amplifier 3a, and this amplified signal is applied as an external force to the surface of the strip 1 via the external force application device f4a, thereby causing the strip 1 to generate a displacement P (x-t). The displacement P (x-t) generated on the surface of the strip 1 is:
This displacement is detected as capacitance by a displacement detection electrode provided in the displacement detector 4b, and converted into a voltage signal by a displacement converter 4C which is a signal converter, that is, a capacitance-to-voltage converter. The plurality of cylinders of displacement detection electrodes provided along the width direction of the strip 1 detect the displacement of each part of the strip 1 in the same way, and the signal converted into a voltage signal is sent to the signal processing circuit 9. is input. After the polarity of the displacement detection signal is switched by a polarity switch 5, the signal is input to an integrating circuit 6, where it is integrated for each rectangular wave period. As a result, noise other than the tension signal is removed, only the portions related to the tension of each part of the object to be measured are calculated, and the integral value thereof is input to the sample and hold circuit 7 and sampled and held. The timing generation circuit 8 controls various timings such as the polarity switching timing of the polarity switch 5, the reset timing of the integrating circuit 6, and the sample-hold timing of the sample-hold circuit 7, based on the reference signal from the square wave oscillator 3. .

サンプルホールド回路7の出力は、表示装置用制御回路
10を介して例えばCRTモニターの如き表示装置11
に表示され、オペレーターの監視に供せられると共に、
形状調整のためのデータとして用いられる。
The output of the sample and hold circuit 7 is transmitted to a display device 11 such as a CRT monitor via a display device control circuit 10.
displayed and provided for operator monitoring,
Used as data for shape adjustment.

また、被測定体即ち帯状体1の自動形状制御を行なう場
合は、サンプルホールド回路7の出力を表示系とは別に
自動制御系即ちロールクラウン制御回路12を介して、
ロールクラウン調整装置13に入力せしめることによっ
て目的を達することができる。
In addition, when performing automatic shape control of the object to be measured, that is, the strip-like object 1, the output of the sample hold circuit 7 is sent via an automatic control system, that is, a roll crown control circuit 12, separately from the display system.
The purpose can be achieved by providing input to the roll crown adjustment device 13.

なお、上記説明において駆動信号として矩形波信号を用
いた場合について述べたが、とくに矩形波信号に限るも
のでなく、例えばM系列信号、ランダム信号あるいは正
弦波信号等の信号波形を用いることもでき、かつこれら
の信号波形を採用する場合は、信号処理回路9における
極性切替器5に代えて、乗算回路を設ければよい。
In the above description, a case has been described in which a rectangular wave signal is used as the drive signal, but the drive signal is not limited to a rectangular wave signal, and signal waveforms such as an M-sequence signal, a random signal, or a sine wave signal may also be used. , and when these signal waveforms are employed, a multiplication circuit may be provided in place of the polarity switch 5 in the signal processing circuit 9.

さらに、数式を用いて説明すると、第5図において X  :幅方向座標 f(t):単位幅当りの駆動外力 P(x−t):xにおける変位 d(t):帯状体の不規則振動 T(x):xにおける単位幅当りの張力L  二ロール
間スバーン に、  二力の釣合いにおける係数 とし、帯状体幅(以下単に板幅という)ΔXの部分につ
いて力の釣合いを考慮すると、近似的に変位P (x 
−t)は で表わされる。また、Tl1式を変位検出信号と仮定し
てサンプルホールド回路7の出力C(x−nTc)はで
表わされる。
Furthermore, to explain using a mathematical formula, in Fig. 5, T (x): Tension L per unit width at Displacement P (x
-t) is expressed as. Further, assuming that the Tl1 equation is the displacement detection signal, the output C(x-nTc) of the sample-and-hold circuit 7 is expressed as follows.

Tc :矩形波の周期 n :矩形波のサイクル数 さらに単位幅当りの外力r(t)は振幅aの矩形波であ
って、 と表わすことができる。
Tc: Period of the rectangular wave n: Number of cycles of the rectangular wave Further, the external force r(t) per unit width is a rectangular wave with an amplitude a, and can be expressed as follows.

従って、(3)式も電気信号量と仮定してサンプルホー
ルド回路7からの出力値C(x−nTc)は上記(1)
Therefore, assuming that equation (3) is also an electrical signal amount, the output value C (x-nTc) from the sample-and-hold circuit 7 is calculated from the above (1).
.

(2)および(3)式から となる。ここで(4)式の第2項は外乱の影響であるが
、矩形波周期Tcが大きくなれば、帯状体1の不規則振
動d(t)の定常性より十分小さくなると考えてよいか
ら、上記(4)式は の如く表わされ、さらにこの(5)式から幅方向座標X
における単位幅当りの張力T (x)はとして表わすこ
とができ、張力が測定される。
It follows from equations (2) and (3). Here, the second term in equation (4) is the effect of disturbance, but it can be considered that if the rectangular wave period Tc becomes large, it will be sufficiently smaller than the stationarity of the irregular vibration d(t) of the band-shaped body 1. The above equation (4) is expressed as follows, and further, from this equation (5), the width direction coordinate
The tension per unit width T (x) at can be expressed as and the tension is measured.

次に上記(4)式の内容を実現している。第5図の回路
における各信号処理部の信号波形について第6図により
説明する。
Next, the content of equation (4) above is realized. The signal waveforms of each signal processing section in the circuit of FIG. 5 will be explained with reference to FIG. 6.

第6図の(alは矩形波信号発生器3により発生される
矩形波信号を示し、上記nを正の整数とし、・・・、 
m −2+ ・・・1m+1・・・はnがとる各位であ
る。
In FIG. 6, (al indicates a rectangular wave signal generated by the rectangular wave signal generator 3, n is a positive integer,...
m −2+ . . . 1m+1 . . . are each position that n takes.

第6図の(blは外力印加装置4aによる周期TcのO
N、OFFなる印加外力により帯状体1が変位する時の
変位信号の交流波形を示す。
In FIG. 6, (bl is O of the period Tc by the external force applying device 4a.
The alternating current waveform of the displacement signal when the strip 1 is displaced by applied external forces of N and OFF is shown.

第6図の(C)は、帯状体のもつ不規則振動による■点
の外乱信号成分であり、この振動によるランダム雑音信
号が前述の第5図の(1))の変位信号に重畳したもの
が第6図の(d)の波形の信号であり、変位変換器4C
の出力を示す@点の信号波形であり、替器6の出力であ
る0点の信号が第6図の(e)の波形として得られる。
(C) in Figure 6 is the disturbance signal component at point ■ due to irregular vibrations of the band-shaped body, and the random noise signal due to this vibration is superimposed on the displacement signal (1) in Figure 5 above. is the signal with the waveform shown in FIG. 6(d), and the displacement converter 4C
This is the signal waveform at point @ indicating the output of , and the signal at point 0, which is the output of changer 6, is obtained as the waveform of (e) in FIG.

これを積分回路6により、nTcから(n+1)Tcの
期間、積分すると、その出力としての0点の信号である
第6図の(flの波形の信号が得られる。(n+1)T
cの時点でサンプルホールド回路7により第6図の(f
lの信号をサンプルホールドするとサンプルホールド回
路7の出力である0点の信号が第6図の(g)のように
得られる。
When this is integrated by the integrator circuit 6 over a period from nTc to (n+1)Tc, a signal with a waveform of (fl) shown in FIG. 6, which is the signal at the 0 point, is obtained as an output.
At time c, the sample and hold circuit 7 displays (f) in FIG.
When the signal at point 1 is sampled and held, a signal at point 0, which is the output of the sample and hold circuit 7, is obtained as shown in FIG. 6(g).

上記(4)式並びに第6図の信号処理波形から明らかな
ように、形状検出装置の出力(幻は矩形波周期Tc毎に
得られる。
As is clear from the above equation (4) and the signal processing waveform in FIG. 6, the output (phantom) of the shape detection device is obtained every rectangular wave period Tc.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の形状検出装置は以上のように構成されているので
、出力応答が被測定体に外力を周期的に印加するための
矩形波周期Tcにより決定され、矩形波周期Tcを短か
くすることにより応答性を速くしなければならないが、
矩形波周期Tcを長くとることによる被測定体の不規則
振動による雑音を除去できる効果から、周期Tcの下限
も限定され、より応答性を速くすることが出来ない問題
点があり、さらに、上記(4)式の第1項と第2項の比
率がS/N比(信号/雑音比)として表わすことができ
、このS/N比の大小が5被測定体の形状の検出精度に
左右する主要な要素の1つとなっており、又、一般的に
被測定体の不規則振動d (t)が、被測定体に印加さ
れた外力を含めた張力の大きさによって、その振幅及び
周波数が規定されると考えられ、従って、被測定体に付
加される張力値によって、信号処理回路の出力のS/N
比が変化することになるので、被測定体に印加される張
力値によって、S/N比が左右され、不規則振動による
外乱量が変わっても、それに応じた検出精度を確保する
ことが・できないという問題点があり、さらに、出力信
号C(x−nTc)が(5)式で表わされるように、被
測定体の張力分布T (x)に反比例し、印加外力に相
当する振幅aに比例するため、被測定体のもつ平坦度が
同じであっても被測定体に印加される張力及び外力によ
り、出力が変化するので被測定体の平坦度を管理しよう
とする目的の場合において、きわめて不都合となり、被
測定体の平坦度を管理しようとする目的に対しては、同
一の平坦度でも異なった出力となる問題点があり、又、
被測定体の変位を検出する手段として静電容量−電圧変
換器である変位変換器を用いており、その距離特性(変
位特性)を第4図に示すように、被測定体と変位検出器
との距離(変位)がiomsから9鶴に変化した時の変
位変換器の出力は50mVであるが、10mから711
に変化した時は150mVではなく、200mVとなり
、すなわち、変位変換器の出力特性は変位に対して常に
同じ単位変位当りの感度をもっていす、信号処理回路は
この変位変換器の出力を処理しており上記(1)式にお
ける変位P (X −t)を積分しているのではなく変
位P (x−t)が第4図の特性によって電圧に変換さ
れた信号を上記(2)式により積分していることになり
、従って、上記(5)式には、変位に応じた補正係数が
考慮されねばならず、この補正係数について考慮されて
いないので被測定体の張力分布の逆数と印加外力に正確
に比例した出力を得ることができず、精度の悪い張力分
布の検出になるなどの問題点があった。
Since the conventional shape detection device is configured as described above, the output response is determined by the rectangular wave period Tc for periodically applying an external force to the object to be measured, and by shortening the rectangular wave period Tc. The response must be fast, but
Although the noise caused by irregular vibrations of the object to be measured can be removed by increasing the rectangular wave period Tc, the lower limit of the period Tc is also limited, and there is a problem that the response cannot be made faster. The ratio between the first and second terms in equation (4) can be expressed as an S/N ratio (signal/noise ratio), and the magnitude of this S/N ratio affects the detection accuracy of the shape of the object to be measured. Generally speaking, the irregular vibration d(t) of the measured object changes its amplitude and frequency depending on the magnitude of the tension, including the external force, applied to the measured object. Therefore, the S/N of the output of the signal processing circuit is determined by the tension value applied to the measured object.
Since the ratio changes, the S/N ratio is affected by the tension value applied to the object to be measured, and even if the amount of disturbance due to irregular vibration changes, it is possible to ensure detection accuracy accordingly. Furthermore, as expressed by equation (5), the output signal C(x-nTc) is inversely proportional to the tension distribution T(x) of the measured object, and the amplitude a corresponding to the applied external force is Because it is proportional, even if the flatness of the object to be measured is the same, the output will change depending on the tension and external force applied to the object to be measured, so when the purpose is to control the flatness of the object to be measured, This is extremely inconvenient, and for the purpose of controlling the flatness of the object to be measured, there is a problem that even the same flatness results in different outputs, and
A displacement converter, which is a capacitance-to-voltage converter, is used as a means of detecting the displacement of the object to be measured, and its distance characteristics (displacement characteristics) are shown in Fig. 4 between the object to be measured and the displacement detector. The output of the displacement converter when the distance (displacement) changes from ioms to 9 cranes is 50 mV, but from 10 m to 711
When the voltage changes to , it becomes 200 mV instead of 150 mV. In other words, the output characteristics of the displacement transducer always have the same sensitivity per unit displacement with respect to displacement. The signal processing circuit processes the output of this displacement transducer. Instead of integrating the displacement P (X - t) in equation (1) above, the signal obtained by converting the displacement P (x - t) into voltage according to the characteristics shown in Figure 4 is integrated using equation (2) above. Therefore, in equation (5) above, a correction coefficient according to the displacement must be taken into consideration.Since this correction coefficient is not taken into consideration, the reciprocal of the tension distribution of the measured object and the applied external force must be There were problems such as not being able to obtain an accurately proportional output and resulting in inaccurate tension distribution detection.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、被測定体に外力を印加する第1の期間と外力
を印加しない第2の期間毎に被測定体の不規則振動によ
る雑音を除去した出力が得られるので高応答性にするこ
とができ、被測定体の不規則振動による雑音レベルを測
定し、それに比べ十分高い被測定体の変位信号を確保で
きるよう印加外力を制iTJすることにより、精度を高
(することができるとともに、さらに、出力を被測定体
の伸び率に変換し、張力や印加外力が変化しても被測定
体の平坦度が同一なら同じ伸び率が得られ、かつ、変位
変換器の非直線特性を補正する機能を付加させて、高精
度な伸び率を得ることのできる形状検出装置を得ること
を目的とする。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems.The invention was made in order to solve the above-mentioned problems. Since the output with noise removed can be obtained, high response can be achieved.The noise level caused by irregular vibrations of the measured object can be measured, and the applied external force can be controlled to ensure a sufficiently high displacement signal of the measured object compared to the noise level. By using iTJ, it is possible to achieve high accuracy, and it also converts the output into the elongation rate of the object to be measured, so that even if the tension or applied external force changes, if the flatness of the object to be measured is the same, the elongation rate remains the same. It is an object of the present invention to provide a shape detection device that can obtain a highly accurate elongation rate by adding a function to correct the nonlinear characteristics of a displacement transducer.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る形状検出装置は、外力印加手段による被
測定体に対する周期的な外力印加に伴なう被測定体の幅
方向に沿ったN箇所の変位を変位検出手段により検出し
てN箇の変位検出信号を発生し、被測定体に外力を印加
する第1の期間毎および被測定体に外力を印加しない第
2の期間毎に第1の積分処理手段により各変位検出信号
の絶対値の各第1積分量を出し、第2の積分処理手段に
より第1および第2の期間の少な(とも一方の期間毎に
各変位検出信号内の雑音成分の各第2積分量を出し、印
加外力演算手段により第1および第2積分量から演算し
て出したSハ比に基づき所望のS/N比を得るための印
加外力を演算し、駆動信号発生手段によりこの演算結果
に応じた駆動信号を発生して外力印加手段を駆動し、差
分手段により各相対応する第1および第2積分量同士の
差をとってN箇の差分信号を得、変位補正手段により前
記変位検出手段の入出力特性の非直線性を直線的に補正
するゲインでN箇の差分信号を補正し、補正されたN箇
の差分信号と予め設定された演算式とに基づき被測定体
の変位検出箇所における被測定体の平坦度を表わす伸び
率を形状信号の値として伸び率演算手段により所定期間
毎に演算し、タイミング発生手段により駆動信号の参照
信号に基づき第1および第2の積分処理手段および差分
手段の動作上におけるタイミングを制御するようにした
ものである。
The shape detecting device according to the present invention detects displacements at N locations along the width direction of the object to be measured due to periodic external force application to the object by the displacement detecting means. A displacement detection signal is generated, and the absolute value of each displacement detection signal is calculated by the first integral processing means every first period in which an external force is applied to the object to be measured and every second period in which no external force is applied to the object to be measured. The second integral processing means outputs each second integral amount of the noise component in each displacement detection signal for each of the first and second periods (both periods), and the applied external force is The calculation means calculates an external force to be applied to obtain a desired S/N ratio based on the S-ratio calculated from the first and second integral quantities, and the drive signal generation means generates a drive signal according to the calculation result. is generated to drive the external force applying means, and the difference means calculates the difference between the first and second integral amounts corresponding to each phase to obtain N differential signals, and the displacement correction means inputs and outputs the displacement detecting means. The N difference signals are corrected with a gain that linearly corrects the nonlinearity of the characteristics, and the measured object is measured at the displacement detection point of the object based on the corrected N difference signals and a preset calculation formula. The elongation rate representing the flatness of the body is calculated as the shape signal value by the elongation rate calculating means at predetermined intervals, and the timing generating means calculates the elongation rate of the first and second integral processing means and the difference means based on the reference signal of the drive signal. It is designed to control timing in operation.

〔作用〕[Effect]

この発明による形状検出装置は、第1の期間毎に第1の
積分処理手段により出した第1積分量には周期的な外力
印加により発生した変位信号成分による積分量と被測定
体の不規則振動による雑音成分の積分量とが含まれてお
り、第1および第2の期間の少なくとも一方の期間毎に
第2の積分処理手段により雑音成分の第2積分量を出し
、印加外力演算手段により出した第1および第2の積分
量の比を近似的に真のS/N比に等しいものとして出し
たS/N比に基づき所望のS/N比を得る外力を演算し
、この演算結果に応じた外方を駆動信号発生手段を介し
て外力印加手段により被測定体に印加せしめ、所望のS
/N比で得た各相対応する第1および第2積分量同士の
差から得られるN箇の差信号を差分手段により1周期当
り2回毎出し、変位補正手段によりN箇の差信号を補正
して変位検出手段による入出力特性の非直線性分を補正
し、伸び率演算手段によりこれら補正したN箇の差信号
と予め設定された演算式とに基づき被測定体の変位検出
箇所における被測定体の平坦度を示す伸び率を所定期間
毎に演算して出力する。
In the shape detection device according to the present invention, the first integral amount output by the first integral processing means in each first period includes an integral amount due to a displacement signal component generated by applying a periodic external force and an irregularity of the object to be measured. The second integral processing means calculates the second integral amount of the noise component for each of at least one of the first and second periods, and the applied external force calculation means calculates the second integral amount of the noise component. An external force for obtaining a desired S/N ratio is calculated based on the S/N ratio obtained by assuming that the ratio of the first and second integral quantities obtained is approximately equal to the true S/N ratio, and the calculation result is calculated. The external force applying means applies an external force according to the drive signal to the object to be measured through the drive signal generating means, and the desired S
The difference means outputs N difference signals obtained from the difference between the first and second integral amounts corresponding to each phase obtained by the /N ratio twice per cycle, and the displacement correction means outputs N difference signals. The non-linearity of the input/output characteristics by the displacement detection means is corrected, and the elongation rate calculation means calculates the value at the displacement detection point of the measured object based on these corrected N difference signals and a preset calculation formula. The elongation rate indicating the flatness of the object to be measured is calculated and output at predetermined intervals.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、第3図と同符号のものは従来例と同一
であり、21は変位変換器4cの変位検出信号を入力し
て帯状体1の不規則振動による雑音成分(外乱信号)の
みを通過させるバイパスフィルタである。22は積分回
路6と同構成であり、バイパスフィルタ21の後段の積
分回路、23はサンプルホールド回路7と同構成であり
、積分回路22の後段のサンプルホールド回路、24は
サンプルホールド回路7,23に保持された積分回路6
,22の両積分結果の差分を演算する差分器である。ま
た、25はサンプルホールド回路7と同構成で、差分器
24によりとられた差分値をホールドするサンプルホー
ルド回路、26はタイミング発生回路であり、後述の矩
形波発生器28からの参照信号に基づき極性切替器5.
積分回路6゜22、サンプルホールド回路?、23.2
5および差分器24の各動作上におけるタイミングをと
るためのタイミング信号を発生する。さらに、27は、
両サンプルホールド回路7.23の再出力を人力してS
/N比を演算し、外乱信号の量に応じて必要とされる印
加外力を演算するための印加外力演算器、28は駆動信
号発生器の1例としての矩形波発生器であり、印加外力
演算器27の演算結果に応じて矩形波信号例えばそのレ
ベルを変化させて増幅器3aに発生する。29はサンプ
ルホールド回路25から差分値を入力して変位変換器4
Cの非直線性を直線性となるように補正して出力する変
位補正器、30は、伸び率演算において、変位補正器2
9から補正された差分値を入力して変位の平均値を演算
する変位平均値演算器、31は変位平均値演算器30か
ら入力した変位の平均値から予め設定された演算式に従
って伸び率を演算する伸び率演算器である。32は符号
5〜7及び21〜27で示される構成要素からなる信号
処理回路、33は符号29〜31で示される構成要素か
ら構成される伸び率信号処理回路である。符号4C15
〜7,21〜25の2重括弧の各部分は各複数筒(例え
ば各N箇)から構成され、例えばヘッド4内にある変位
検出用電極りや変位検出器4bの各数分(例えばN箇)
あるとするとそれらに対応して連設されている。
In FIG. 1, the same symbols as those in FIG. It is a bypass filter that allows the 22 has the same configuration as the integrator circuit 6, and is an integrator circuit after the bypass filter 21; 23 has the same configuration as the sample-and-hold circuit 7, and is a sample-and-hold circuit after the integrator circuit 22; 24 is the sample-and-hold circuit 7, 23; Integrating circuit 6 held at
, 22, which calculates the difference between the two integral results. Further, 25 is a sample and hold circuit having the same configuration as the sample and hold circuit 7, and holds the difference value taken by the subtractor 24, and 26 is a timing generation circuit, which is based on a reference signal from a rectangular wave generator 28, which will be described later. Polarity switch 5.
Integrating circuit 6゜22, sample hold circuit? , 23.2
A timing signal is generated for timing each operation of the subtractor 5 and the subtractor 24. Furthermore, 27 is
Manually re-output both sample and hold circuits 7.23 and S
28 is a rectangular wave generator as an example of a drive signal generator, which calculates the applied external force according to the amount of the disturbance signal. Depending on the calculation result of the calculation unit 27, a rectangular wave signal, for example, its level is changed and generated in the amplifier 3a. 29 inputs the difference value from the sample hold circuit 25 to the displacement converter 4;
A displacement corrector 30 corrects the non-linearity of C so that it becomes linear and outputs the result.
A displacement average value calculator 31 calculates the average value of displacement by inputting the corrected difference value from 9, and 31 calculates the elongation rate from the average value of displacement input from the displacement average value calculator 30 according to a preset calculation formula. This is an elongation rate calculator. Reference numeral 32 denotes a signal processing circuit made up of components shown by reference numerals 5 to 7 and 21 to 27, and 33 is an elongation rate signal processing circuit made up of constituent elements shown by numbers 29 to 31. Code 4C15
~7, 21 to 25, each part in double brackets is composed of a plurality of tubes (for example, N tubes), and for example, each of the displacement detection electrodes and displacement detectors 4b in the head 4 (for example, N tubes). )
If there are, they are arranged in series corresponding to them.

第2図は第1図に示した装置の各部信号波形を示す図で
あり、縦軸に電圧値をとっており、第2図のfa)〜(
e)は第6図のfat〜(e)と同じである。
FIG. 2 is a diagram showing the signal waveforms of each part of the device shown in FIG. 1, with voltage values plotted on the vertical axis.
e) is the same as fat~(e) in FIG.

第3図は横軸に帯状体1の幅(位置座標X)をとり、縦
軸に帯状体1の単位当りの張力T (x)をとった場合
の伸び率β(x)との関係を示した線図である。
Figure 3 shows the relationship between the width of the strip 1 (position coordinate X) on the horizontal axis and the elongation rate β(x) when the vertical axis shows the tension T (x) per unit of the strip 1. FIG.

次に、この実施例の動作について説明する。第とる)の
期間、振幅aの矩形波として、帯状体1に加えられる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. During the period (taken), it is applied to the strip 1 as a rectangular wave of amplitude a.

この外力f(t)により、帯状体1は変位し、上記(1
1弐の第1項で示す変位量が生じる。
Due to this external force f(t), the strip 1 is displaced, and the above (1
The amount of displacement shown in the first term of 12 is generated.

一方、帯状体lには、第2図の(C)の如き外乱信号の
もとになる不規則振動が生じており、当然印加外力f 
(t)による帯状体1の変位量にこの不規則振動d(t
)が重畳されることになり、この雑音成分は上記(11
式の第2項として表現されている。
On the other hand, irregular vibrations are occurring in the strip l, which is the source of the disturbance signal as shown in (C) in Figure 2, and naturally the applied external force f
This irregular vibration d(t
) will be superimposed, and this noise component will be the above (11
It is expressed as the second term in Eq.

上記(1)式で示される帯状体1の変位置P (x−t
)を変位検出器4bを介して変位変換器4cで電気信号
に変換した第2図の(d)に示す変位検出信号はTc 期間にわたって積分され、その結果はnTc + −の
時点でサンプルホールド回路7にてサンプル水た位置か
ら解放されて、変位前の位置に戻る。すTc lの変位方向と全く逆向きにnTc +□から(n+1
)Tcの期間にかけて、帯状体lが変位すがタイミング
発生回路26からのタイミング信号により動作させられ
て、第1図の変位変換器4Cの出力側にある0点におけ
る変位検出信号の極性積分される。
Displacement position P (x-t
) is converted into an electric signal by the displacement converter 4c via the displacement detector 4b, and the displacement detection signal shown in FIG. At step 7, the sample is released from the water position and returns to the position before displacement. completely opposite to the displacement direction of Tc l from nTc +□ (n+1
)Tc, the band l is displaced by the timing signal from the timing generation circuit 26, and the polarity of the displacement detection signal at the 0 point on the output side of the displacement converter 4C in FIG. 1 is integrated. Ru.

極性切替器5により反転した変位検出信号の波形は、極
性切替器5の出力側である0点において第2図の+e)
で示される。又、積分回路6により、積分される値は第
2図の(f)で示される。(r++1)Tcの時点で積
分回路6の出力はサンプルホールド回路7によりサンプ
ルホールドされる。
The waveform of the displacement detection signal inverted by the polarity switch 5 is +e) in FIG. 2 at the 0 point, which is the output side of the polarity switch 5.
It is indicated by. Further, the value integrated by the integrating circuit 6 is shown by (f) in FIG. At the time point (r++1)Tc, the output of the integrating circuit 6 is sampled and held by the sample and hold circuit 7.

以上の動作をくり返すと、積分回路6の出力側である0
点の信号は、第2図の(f)に示すように、′Tc/2
毎に、上記(11式の変位置P (x−t)の積分値が
得られ、サンプルホールド回路7には、T c/2毎に
、SL、N2.N3・・・の変位量P (x−t)の積
分値がサンプルホールドされる。
By repeating the above operation, the output side of the integrating circuit 6 is 0.
As shown in FIG. 2(f), the signal at the point is 'Tc/2
For each time, the integral value of the displacement position P (x-t) of the above equation (11) is obtained, and the sample and hold circuit 7 receives the displacement amount P (of SL, N2, N3... x-t) is sampled and held.

他方、帯状体1の不規則振動による0点の外乱信号成分
は第2図の(C1で示されるように矩形波周期Tcより
十分高い周波数であり、且つnTcからおける不規則振
動による外乱信号の量が、はり近似的に等しい場合につ
いて説明する。
On the other hand, the disturbance signal component at the 0 point due to the irregular vibration of the strip body 1 has a frequency sufficiently higher than the rectangular wave period Tc (as shown by C1 in FIG. 2), and the disturbance signal component due to the irregular vibration from nTc. A case where the quantities are approximately equal will be explained.

第2図の(C)に示す帯状体1の不規則振動による外乱
信号成分は、矩形波周期Tcより、十分高い周波数帯域
のみを通過させるバイパスフィルタ21に入力されて抽
出される。バイパスフィルタ21の出力は積分回路22
により積分され、第2図の(C)の不規則振動による外
乱信号のみが積分される。
The disturbance signal component due to the irregular vibration of the band-shaped body 1 shown in FIG. 2(C) is input to a bypass filter 21 that passes only a frequency band sufficiently higher than the rectangular wave period Tc, and is extracted. The output of the bypass filter 21 is sent to the integrating circuit 22.
Only the disturbance signal due to the irregular vibration shown in FIG. 2(C) is integrated.

(n+1)Tc迄の期間にわたって行われ、積分回路2
2の出力側である[F]点の信号は第2図の(沿のよう
になる。
(n+1)Tc, and the integration circuit 2
The signal at point [F], which is the output side of 2, is as shown in FIG.

そして、積分された不規則振動による外乱信号は(n+
1)Tcの時点でサンプルホールド回路23によりサン
プルホールドされ、第2図の(沿に示す如く、NO,N
2.N4の不規則振動による外乱信号の積分値が例えば
(m−2) Tc、  (m−1) Tc。
Then, the disturbance signal due to the integrated random vibration is (n+
1) At the time of Tc, the sample and hold circuit 23 samples and holds the data, and as shown in FIG.
2. For example, the integral value of the disturbance signal due to irregular vibration of N4 is (m-2) Tc, (m-1) Tc.

mTc、 (m+ 1 ) Tc0時点のタイミングで
得ることができる。
mTc, (m+1) can be obtained at the timing of Tc0.

すでに得られた変位量の積分値であるサンプルホールド
値Sl、S2.S3・・・と不規則振動による外乱信号
の積分値であるサンプルホールド値No、N2.N4・
・・との各差分が差分器24でTc/2毎に順次に求め
られる。
Sample hold values Sl, S2 . which are integral values of displacement amounts already obtained. S3..., sample hold value No. which is the integral value of the disturbance signal due to irregular vibration, N2. N4・
. . , are sequentially determined by the subtractor 24 every Tc/2.

積分値S5に対しては、(m−1)Tc+□からmTc
の期間の不規則振動による外乱信号の積分又、例えばm
Tc +□から(m+1)Tc闇の変位量の積分値S6
に対しては、同じ期間の不規則振動による外乱信号の積
分値N6との差分が差分器24により求められる。第2
図の(f)、 (g)、 fh)は以上の差分演算の波
形を示し、差分器24で求められた差分信号は、Tc/
2毎にサンプルホールド回路25によりサンプルホール
ドされ、サンプルホールド回路25の出力側である[F
]点の信号波形は第2図の(h)のCI、C2,C3・
・・として示される。
For the integral value S5, (m-1)Tc+□ to mTc
Integration of a disturbance signal due to irregular vibrations for a period of m
Integral value of displacement amount of Tc darkness from Tc + □ (m+1) S6
, the difference between N6 and the integral value N6 of the disturbance signal due to irregular vibrations during the same period is determined by the subtractor 24. Second
(f), (g), fh) in the figure show the waveforms of the above difference calculation, and the difference signal obtained by the difference device 24 is Tc/
[F
] The signal waveforms at points are CI, C2, C3 and (h) in Figure 2.
It is shown as...

なお、タイミング発生回路26は矩形波発信器28から
の参照信号に基づいて、極性切替器5の極性切替タイミ
ング、積分回路6,22のリセットタイミング、および
サンプルホールド回路7゜23.25のサンプルホール
ドタイミング等の各タイミングを制御する。
Note that the timing generation circuit 26 determines the polarity switching timing of the polarity switch 5, the reset timing of the integrating circuits 6 and 22, and the sample hold circuit 7°23.25 based on the reference signal from the square wave oscillator 28. Control each timing such as timing.

上記(5)式で表わされる出力は第1図の[F]点に−
Tcサイクル毎に得られることは上述した通りである。
The output expressed by equation (5) above is at point [F] in Figure 1 -
What is obtained for each Tc cycle is as described above.

すなわち上記(5)式は、下記(7)式として表現され
る。
That is, the above equation (5) is expressed as the following equation (7).

但し、Kx:nTc/2における力の釣合いにおける係
数 今、帯状体1の形状不良度(平坦度)を表わすのに、伸
び率β(x)を考える。この伸び率β(x)は、形状不
良部の伸び量を形状不良の平均部位の帯状体1の長さに
対する比率として表わしたものと定義される。形状不良
部の張力分布T(に)と平均張力下との間には下記(8
)式の関係が成立し、第3図はそれを図示したものであ
る。Eを帯状体1の弾性係数として、 T(x)=−〒−±β(x)  ・E ・・・・・・・
・・・・・・・・ (8)これよりβ(x)を求めると
下記(9)式となる。
However, Kx: Coefficient in force balance at nTc/2 Now, to express the degree of shape defect (flatness) of the strip 1, consider the elongation rate β(x). The elongation rate β(x) is defined as the amount of elongation of the defective portion expressed as a ratio of the average portion of the defective shape to the length of the strip 1. The following (8
) holds true, and FIG. 3 illustrates it. If E is the elastic modulus of the strip 1, T(x)=-〒-±β(x) ・E ・・・・・・・・・
(8) Calculating β(x) from this results in the following equation (9).

−a 上記(7)式よりT(x) =□ 2 ・Kz ・C(x ・−Tc) であり、同様に平均張力Tは下記αω式で得られる。-a From the above formula (7), T(x) = □ 2・Kz・C(x・-Tc) Similarly, the average tension T is obtained by the following αω formula.

ここで、では、平均張力下に対応する帯状体1の変位量
に相当し、帯状体1の幅方向に適宜間隔をもって配置さ
れた複数筒(N箇)の変位測定用電極り及びN箇の変位
検出器4bによって検出されるN箇の変位信号から得ら
れるN箇のサンプルホールド回路25の出力を、その出
力の大きさに応じて変位補正器29で補正したN箇の差
分信号の平均値を変位平均値演算器30が演算すること
により求めることができる。
Here, a plurality of cylinders (N pieces) of displacement measuring electrodes and N pieces corresponding to the displacement amount of the strip body 1 under average tension and arranged at appropriate intervals in the width direction of the strip body 1 are used. The average value of the N difference signals obtained by correcting the outputs of the N sample and hold circuits 25 obtained from the N displacement signals detected by the displacement detector 4b by the displacement corrector 29 according to the magnitude of the outputs. can be calculated by the displacement average value calculation unit 30.

T (x)及び下を上記(9)式に代入して下記α9式
を求める。
By substituting T (x) and below into the above equation (9), the following α9 equation is obtained.

β(x)は上記09式により求めることができる。β(x) can be determined using the above equation 09.

上記α9式において、で及びC(×)は、第1図に示す
変位検出用電極りと帯状体1の変位を変位検出器4bに
より検出し、それを変位変換器4Cにより静電容量−電
圧変換して得られる変位検出信号によって生成されるこ
とは、既に説明済みの通りである。この変位変換器4C
は、通常、変位量と検出感度において直線的でないのが
一般的である。
In the above equation α9, and C(x) are calculated by detecting the displacement of the displacement detection electrode and the strip 1 shown in FIG. As already explained, it is generated by the displacement detection signal obtained by conversion. This displacement converter 4C
Generally, displacement and detection sensitivity are not linear.

その特性の一例を示した第4図から明らかなごとく、帯
状体1が外力f (t)を受けていない時の位置を10
1−と仮定し、そこから帯状体1が1fl変位した時の
、変位変換器4Cの出力電圧は50mVであるが、3鶴
変位した時は、150111Vではなく、2oomvと
なっている。したがうて変位変換器4Cの出力電圧はI
!11変位量P (x−t)と同一にはならない。上記
(5)式すなわち(7)式は変位変換器4Cの出力が変
位量対出力電圧の関係において直線的であることを前提
としている。従って、(7)式は補正済みの差信号とい
える。
As is clear from FIG. 4, which shows an example of its characteristics, the position when the strip 1 is not receiving external force f (t) is 10
1-, the output voltage of the displacement converter 4C is 50 mV when the strip 1 is displaced by 1fl from there, but when it is displaced by 3 cranes, it is not 150111V but 2oomv. Therefore, the output voltage of the displacement converter 4C is I
! 11 is not the same as the amount of displacement P (x-t). The above equation (5), that is, equation (7) assumes that the output of the displacement converter 4C is linear in the relationship between the amount of displacement and the output voltage. Therefore, equation (7) can be said to be a corrected difference signal.

しかるに第4図に示すように変位変換器4Cは非直線性
を有しているため、上記α0式で演算せしめた伸び率β
(x)は誤差を含んだものとなっている。この誤差分を
補正するために、変位補正器29が設けられている。こ
の変位補正器29は、サンプルホールド回路25の出力
の大きさにより可変されるゲインを発生させて正確な変
位量に変換する機能をもっている。この可変ゲインは、
複数筒(N箇)の変1位変換器4Cに対し個々に異った
可変ゲイン特性を有してもよいし、N箇の変位変換器4
Cの個々の特性差が、許容範囲である場合には、1種類
の可変ゲイン特性を保有することでもよい。
However, as shown in FIG. 4, the displacement transducer 4C has non-linearity, so the elongation rate β calculated using the α0 formula above
(x) includes an error. A displacement corrector 29 is provided to correct this error. This displacement corrector 29 has a function of generating a gain that is varied depending on the magnitude of the output of the sample and hold circuit 25 and converting it into an accurate displacement amount. This variable gain is
The plurality of cylinders (N displacement transducers 4C) may each have different variable gain characteristics, or the N displacement transducers 4C may have different variable gain characteristics.
If the individual characteristic differences of C are within a permissible range, one type of variable gain characteristic may be provided.

従って、サンプルホールド回路25の出力の大きさに応
じてゲインを変化させてそれからの差分信号を変位補正
器29で補正し、この補正した差分信号を人力した変位
平均値演算器30によって求められた変位平均値でおよ
び補正されたC (x)を入力した伸び率演算器31は
上記09式の演算を実行することにより、伸び率β(x
)の出力を得ることができる。なお、L、a、E、Kt
は伸び率演算器に予め設定された値であり、変位測定用
電極りの内で帯状体1のXの位置にある電極により検出
され、サンプルホールド回路25から変位補正器29と
変位平均値演算器30を介して与えられる差分信号C(
x)及び平均差分信号てを用いて上記0D式を演算する
ことが可能となる。伸び率演算器30により演算された
伸び率β(x)は表示装置用制御回路10を介して表示
装置11に表示され、オペレータの監視に供せられると
共に、形状調整のためのデータとして用いられる。また
、帯状体1の自動制御を行う場合は、伸び率β(x)は
、ロールクラウン制御回路12を介してロールクラウン
調整装置13に入力せしめられて目的が達成される。
Therefore, the gain is changed according to the magnitude of the output of the sample and hold circuit 25, the resulting difference signal is corrected by the displacement corrector 29, and the corrected difference signal is calculated by the manually operated displacement average value calculator 30. The elongation rate calculation unit 31 inputting the displacement average value and the corrected C (x) calculates the elongation rate β(x
) output can be obtained. In addition, L, a, E, Kt
is a value preset in the elongation rate calculator, which is detected by the electrode located at the X position of the strip 1 in the displacement measuring electrode, and is sent from the sample hold circuit 25 to the displacement corrector 29 and the displacement average value calculation. The difference signal C (
x) and the average difference signal, it becomes possible to calculate the above 0D formula. The elongation rate β(x) calculated by the elongation rate calculator 30 is displayed on the display device 11 via the display device control circuit 10, and is used for monitoring by the operator and as data for shape adjustment. . Furthermore, when automatically controlling the strip 1, the elongation rate β(x) is input to the roll crown adjustment device 13 via the roll crown control circuit 12 to achieve the purpose.

また、もう一方、第1図■点における変位検出信号は上
記(1)式を参照すると外力f(t)を大きくすること
により、第1項は大きくなり、S/N比が大きくとれる
。したがって、帯状体1の不規則振動d(t)が大きけ
れば第2図の(C1の外乱信号も大きくなって第2図の
(勢の積分値も大きくなるので、外力r(t)を大きく
して第2図の(′b)のレベルを大きくし、第2図の(
f)の積分値を大きくして必要なS/N比を確保するこ
とができる。
On the other hand, regarding the displacement detection signal at the point ■ in FIG. 1, referring to the above equation (1), by increasing the external force f(t), the first term becomes large and the S/N ratio can be increased. Therefore, if the irregular vibration d(t) of the strip 1 is large, the disturbance signal of (C1 in FIG. 2) also becomes large, and the integral value of the (force) in FIG. Then, increase the level of ('b) in Figure 2, and increase the level of ('b) in Figure 2.
The necessary S/N ratio can be secured by increasing the integral value of f).

不規則振動による外乱信号の積分値をホールドした値は
サンプルホールド回路23から出力されており、この積
分値と変位量の積分値出力であるサンプルホールド回路
7の出力との比はS/N比を近似しており、この2つの
信号を両サンプルホールド回路7,23から入力した印
加外力演算器27はここで、再入力信号の比を演算して
現在のS/N比を出して必要なS/N比を確保するに必
要な外力f(t)を算出し、矩形波発生器28に指示す
る。
A value obtained by holding the integral value of the disturbance signal due to irregular vibration is output from the sample-hold circuit 23, and the ratio of this integral value to the output of the sample-hold circuit 7, which is the integral value output of the displacement amount, is the S/N ratio. The applied external force calculator 27, which inputs these two signals from both sample and hold circuits 7 and 23, calculates the ratio of the re-input signals to output the current S/N ratio and calculate the required The external force f(t) necessary to ensure the S/N ratio is calculated and instructed to the rectangular wave generator 28.

矩形波発生器28はこの指示を受けて矩形波信号例えば
そのレベルを変化させ、増幅器3aおよび外力印加装置
4aを介して帯状体1に所要の外力f (t)を加える
。なお、外力印加装置4aについての演算は具体的には
変位量から現在の外力を近似的に演算でき、演算したS
/N比と予め設定された所望のS/N比をも用いて関数
計算により演算可能であり、あるいは周知の補間公式等
を用いても簡単に演算可能である。
Upon receiving this instruction, the rectangular wave generator 28 changes the rectangular wave signal, for example its level, and applies a required external force f (t) to the strip 1 via the amplifier 3a and the external force applying device 4a. In addition, the calculation for the external force applying device 4a can specifically calculate the current external force from the amount of displacement, and the calculated S
It can be calculated by functional calculation using the /N ratio and a desired S/N ratio set in advance, or it can be easily calculated by using a well-known interpolation formula.

帯状体1の不規則振動は、比較的長い期間において、定
常性を有し、又、帯状体1にかかっている張力T (x
) も急激に変動するものではないことから、外力「(
t)の演算周期は、矩形波周期Tc毎の必要はなく、T
cより長いM−Tcごとに外力印加装置4aは外力f(
t)の演算をすればよい。
The irregular vibrations of the strip 1 have stability over a relatively long period, and the tension T (x
) also does not fluctuate rapidly, so the external force ``(
The calculation period of t) does not need to be every rectangular wave period Tc;
The external force applying device 4a applies an external force f(
t) can be calculated.

ここで、Mは帯状体lの不規則振動及び張力の状態に応
じて設定されればよい。
Here, M may be set depending on the irregular vibration and tension state of the strip l.

なお、上記実施例では外力f(t)がOの期間について
のみ、帯状体1の不規則振動による外乱信号を積分した
が、外力f(t)によりaの振幅を出力して帯状体1を
変位させている期間についても同様にして不規則振動に
よる外乱信号を積分し、同一期間における、変位量と不
規則振動の積分値の差分を求めてもよい。
In the above embodiment, the disturbance signal caused by the irregular vibration of the strip 1 is integrated only during the period when the external force f(t) is O. The disturbance signal due to irregular vibrations may be integrated in the same manner during the period of displacement, and the difference between the displacement amount and the integral value of the irregular vibrations during the same period may be determined.

また、印加外力演算器27、駆動信号発生器28゜増幅
器3aおよび外力印加装置4aの電磁石を複数筒(例え
ばN箇)設けてもよいことは勿論である。
Furthermore, it goes without saying that a plurality of electromagnets (for example, N pieces) of the external force calculator 27, the drive signal generator 28, the amplifier 3a, and the external force application device 4a may be provided.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば被測定体の変位を外力
を印加する第1の期間と印加しない第2の期間毎に極性
を切替えて積分して保持することにより変位量を得、又
、第1及び第2の期間の少なくとも一方の期間毎に被測
定体の不規則振動による外乱信号を通過させ、積分して
保持することにより雑音量を得、当該変位量と雑音量の
差分を演算せしめることで、第1及び第2の期間毎に被
測定体の不規則振動雑音を除去した被測定体の変位信号
が得られ、さらに、当該変位量と雑音量からS/N比を
演算することにより、常に、期待されるS/N比を確保
すべき、外力f (t)を指示して外力f(t)の調整
をし、さらに当該変位量と雑音量との差から出した差分
値を補正することにより被測定体の変位と変位変換電圧
出力の非直線性を補正し、この補正した差分値の平均値
と補正した差分値と設定値を用いて伸び率を演算するよ
うに構成したので、被測定体の形状を第1の期間と第2
の期間毎に周期的に得ることができ応答速度の速い形状
検出ができ、また外力の調整により高精度の形状検出が
でき、さらに被測定体の伸び率を得て、被測定体の形状
を物理的な形状不良度として定量的に把握でき、さらに
、正確な変位量を得て、被測定体の伸び率を高精度にで
きるものが得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the amount of displacement is obtained by integrating and holding the displacement of the object to be measured by switching the polarity for each of the first period when an external force is applied and the second period when no external force is applied. , a disturbance signal due to irregular vibration of the object to be measured is passed through at least one of the first and second periods, and the amount of noise is obtained by integrating and holding, and the difference between the amount of displacement and the amount of noise is calculated. By performing the calculation, a displacement signal of the measured object from which irregular vibration noise of the measured object has been removed is obtained for each of the first and second periods, and further, the S/N ratio is calculated from the displacement amount and the noise amount. By doing this, the external force f(t) should be always maintained to ensure the expected S/N ratio. By correcting the difference value, the displacement of the measured object and the nonlinearity of the displacement conversion voltage output are corrected, and the elongation rate is calculated using the average value of the corrected difference values, the corrected difference value, and the set value. Therefore, the shape of the object to be measured is different between the first period and the second period.
It is possible to detect the shape of the object with a high response speed by periodically obtaining it every period of time, and it is possible to detect the shape of the object with high precision by adjusting the external force. This method has the effect of being able to quantitatively grasp the degree of physical shape defect, and further, obtaining an accurate amount of displacement and highly accurate elongation of the object to be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による形状検出装置を示す
ブロック図、第2図は第1図の装置の各部の信号処理の
信号波形図、第3図は張力分布と伸び率の関係を示す張
力分布図、第4図は変位変換器の特性を示す図、第5図
は従来の形状検出装置を示すブロック図、第6図は従来
装置の信号処理の信号波形図である。 図において、1は帯状体、4aは外力印加装置、4bは
変位検出器、4cは変位変換器、5は掻性切替器、6.
22は積分回路、?、23.25はサンプルホールド回
路、21はバイパスフィルタ、24は差分器、26はタ
イミング発生口4.27は印加外力演算器、28は駆動
信号発生器、29は変位補正器、30は変位平均値演算
器、31は伸び率演算器。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第2図 −〇=bニーN4
Fig. 1 is a block diagram showing a shape detection device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a signal waveform diagram of signal processing of each part of the device shown in Fig. 1, and Fig. 3 shows the relationship between tension distribution and elongation rate. 4 is a diagram showing the characteristics of the displacement transducer, FIG. 5 is a block diagram showing a conventional shape detection device, and FIG. 6 is a signal waveform diagram of signal processing of the conventional device. In the figure, 1 is a strip-shaped body, 4a is an external force applying device, 4b is a displacement detector, 4c is a displacement converter, 5 is a scratchiness switch, 6.
22 is an integral circuit, ? , 23.25 is a sample hold circuit, 21 is a bypass filter, 24 is a difference device, 26 is a timing generation port 4.27 is an applied external force calculator, 28 is a drive signal generator, 29 is a displacement corrector, 30 is a displacement average A value calculator, 31 is an elongation rate calculator. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Figure 2-〇=b knee N4

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)1周期が第1の期間と第2の期間とから成る駆動
信号を入力し、被測定体面の幅方向と交叉する方向に張
力が印加された被測定体に前記幅方向に沿って前記第1
の期間毎に外力を印加する外力印加手段と、前記外力印
加に伴なう前記被測定体の幅方向に沿ったN箇所の変位
を検出してN箇の変位検出信号を発生する変位検出手段
とを有し、前記変位検出信号に基づき被測定体の形状を
示す形状信号を出力する形状検出装置において、前記第
1の期間毎および前記被測定体に前記外力を印加しない
前記第2の期間毎に前記各変位検出信号の絶対値の各第
1積分量を出す第1の積分処理手段と、前記第1および
第2の期間の少なくとも1方の期間毎に前記各変位検出
信号に各々含まれる前記被測定体の不規則振動による各
雑音成分の各第2積分量を出す第2の積分処理手段と、
前記第1および第2積分量からS/N比を演算し、この
S/N比に基づき所望のS/N比を得るために前記外力
印加手段を発生すべき外力を演算する印加外力演算手段
と、この印加外力演算手段の演算結果に応じた前記駆動
信号を発生する駆動信号発生手段と、前記各相対応する
第1および第2積分量同士の差をとってN箇の差分信号
を得る差分手段と、前記変位検出手段における入出力特
性の非直線性を直線的になるように補正する前記非直線
性に対応したゲインで前記差分信号を補正する変位補正
手段と、所定期間毎に前記補正されたN箇の差分信号と
予め設定された演算式に基づき前記被測定体の変位検出
箇所における前記被測定体の平坦度を表わす伸び率を前
記形状信号の値として演算する伸び率演算手段と、前記
駆動信号の参照信号に基づき前記第1および第2の積分
処理手段および前記差分手段の動作上におけるタイミン
グを制御するタイミング発生手段とを備えたことを特徴
とする形状検出装置。
(1) A drive signal in which one period consists of a first period and a second period is input, and tension is applied to the object to be measured in a direction crossing the width direction of the surface of the object to be measured along the width direction. Said first
an external force applying means that applies an external force every period of time; and a displacement detecting means that detects displacements at N locations along the width direction of the object to be measured due to the application of the external force and generates N displacement detection signals. and outputs a shape signal indicating the shape of the object to be measured based on the displacement detection signal, each of the first period and the second period in which the external force is not applied to the object to be measured. a first integral processing means that calculates a first integral amount of the absolute value of each of the displacement detection signals at each time; second integral processing means for calculating second integral amounts of each noise component due to irregular vibrations of the object to be measured;
applied external force calculating means for calculating an S/N ratio from the first and second integral quantities, and calculating an external force to be generated by the external force applying means in order to obtain a desired S/N ratio based on the S/N ratio; and a drive signal generating means for generating the drive signal according to the calculation result of the applied external force calculation means, and obtaining N difference signals by calculating the difference between the first and second integral quantities corresponding to each phase. a difference means, a displacement correction means for correcting the difference signal with a gain corresponding to the nonlinearity that corrects the nonlinearity of the input/output characteristic in the displacement detection means so as to make it linear; elongation rate calculation means for calculating an elongation rate representing the flatness of the measured object at a displacement detection location of the measured object as a value of the shape signal based on the N corrected difference signals and a preset calculation formula; and a timing generation means for controlling operational timing of the first and second integral processing means and the difference means based on a reference signal of the drive signal.
(2)前記補正されたN箇の差分信号をC(x_1)、
C(x_2)、・・・・・・C(x_N)とし、前記被
測定体の幅方向の位置座標をxとし、前記x座標のxの
位置における前記補正されたN箇の差分信号の内で対応
する補正された差分信号をC(x)とし、前記被測定体
に前記張力を印加しているスパーンに対応する値をLと
し、前記被測定体に印加される単位幅当りの外力に対応
する前記被測定体の振幅に対応する値をaとし、力の釣
合いにおける係数に対応する値をKとし、前記被測定体
の弾性係数に対応する値をEとし、前記伸び率をβ(x
)とすると、前記演算式は、 β(x)=(L・a)/(2・K・E)(1/@C@−
1/[C(x)])但し、@C@=1/N〔C(x_1
)+C(x_2)+・・・・・・+C(x_N)〕で与
えられることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の形状検出装置。
(2) The N corrected difference signals are C(x_1),
C(x_2),...C(x_N), the position coordinate in the width direction of the object to be measured is x, and among the N corrected difference signals at the x position of the x coordinate, Let C(x) be the corrected difference signal corresponding to C(x), let L be the value corresponding to the span applying the tension to the object to be measured, and let The value corresponding to the amplitude of the corresponding object to be measured is a, the value corresponding to the coefficient in force balance is K, the value corresponding to the elastic modulus of the object to be measured is E, and the elongation rate is β ( x
), the above calculation formula is β(x)=(L・a)/(2・K・E)(1/@C@−
1/[C(x)]) However, @C@=1/N[C(x_1
)+C(x_2)+...+C(x_N)] The shape detecting device according to claim 1.
JP11902786A 1986-05-26 1986-05-26 Shape detector Pending JPS62276425A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11902786A JPS62276425A (en) 1986-05-26 1986-05-26 Shape detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11902786A JPS62276425A (en) 1986-05-26 1986-05-26 Shape detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62276425A true JPS62276425A (en) 1987-12-01

Family

ID=14751168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11902786A Pending JPS62276425A (en) 1986-05-26 1986-05-26 Shape detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62276425A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0073217A1 (en) Bridge circuit compensation for environmental effects
JPH02136754A (en) Method and apparatus for measuring fine electrical signal
US3938382A (en) Method and apparatus for detecting shape of flat products
JPS62276425A (en) Shape detector
JPS62276427A (en) Shape detector
JPS62276428A (en) Shape detector
JPS584773B2 (en) vehicle weight scale
JPS62276426A (en) Shape detector
HU176053B (en) Method and measuring instrument for determining primary yield point measurable in loaded state
JP3482975B2 (en) Amplifier for strain measurement
JPS63215928A (en) Shape detector
JPH0712852A (en) Waveform measuring equipment having waveform generating function
JPS59107232A (en) Shape detector
JPH07113671B2 (en) Seismic intensity meter and device using the seismic intensity meter
JPS62148882A (en) Time measuring instrument
JPH06273364A (en) Corrective operation method for gas measuring equipment
JPH04194670A (en) Electrostatic voltage measuring instrument
SU918865A1 (en) Method of measuring large currents
JPS59164902A (en) Configuration detector
RU2091799C1 (en) Pulse-number linearizer for transducer output characteristic
JPH01119730A (en) Shape detection apparatus
JPH01277703A (en) Shape detector
JPH0412053B2 (en)
JPH0755744A (en) Method and equipment for measuring conductivity
JPS63266318A (en) Abnormal sound generating point probing device