JPS62276428A - Shape detector - Google Patents

Shape detector

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JPS62276428A
JPS62276428A JP11903086A JP11903086A JPS62276428A JP S62276428 A JPS62276428 A JP S62276428A JP 11903086 A JP11903086 A JP 11903086A JP 11903086 A JP11903086 A JP 11903086A JP S62276428 A JPS62276428 A JP S62276428A
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JP
Japan
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external force
signal
displacement
measured
shape
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JP11903086A
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Japanese (ja)
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Katsuya Ueki
勝也 植木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enhance a detection accuracy, in a shape detector applying external force to an object to be measured cyclically to detect the displacement quantity thereof, by calculating the S/N of the detected displacement quantity and control ling an external force applying means so as to make said S/N large. CONSTITUTION:External force is cyclically applied to an object 1 to be mea sured by an external force applying device 4a and the displacement detector signal detected by a displacement detector 4b is inputted to a displacement quantity detection part 100. First detection parts 5-7 detect the displacement quantity of the object 1 to be measured from the inputted detection signal and second detection parts 21-23 detect a noise component and a difference device 24 subtracts the above mentioned noise component from the above mentioned displacement quantity to output the subtracted value. An external force applying operator 27 operates a S/N ratio from the above mentioned displacement quantity and the noise component and an external force applying drive signal generator 28 is controlled so as to make the S/N large and the external force corresponding to the above mentioned S/N is applied to the object 1 to be measured.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は3914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 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] This invention detects the shape (flatness) of a strip-shaped body such as a 3914 plate by knowing its tension distribution in the width direction. This invention relates to a detection device.

〔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
ば中伸び又は耳彼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, that is, the strip, even if elongation or poor flatness occurs in the strip, the displacement (unevenness) will usually decrease or disappear and cannot be detected. .

従って、上記の如く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, while it is not possible to directly detect the flatness defects of the strip under high tension as described above, it is especially 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 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3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. 3 is a block diagram showing an example of this type of conventional shape detection device.

1は被測定体即ち帯状体で、2は帯状体1に張力を印加
するための例えばデフレクタ−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、3aは増幅器である。
Reference numeral 1 denotes an object to be measured, that is, a strip-shaped body, and 2 denotes a support roll, such as a deflector roll, for applying tension to the strip-shaped body 1. 3 is a rectangular wave oscillator as an example of a drive signal generator, and 3a is an amplifier.

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。この検出ヘッド4は外力印加袋W、4
a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。
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. This detection head 4 has an external force application bag W, 4
a 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
てもよく、また外力印加装置は上記の如(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
器である。
Note that the displacement detector 4b may be provided separately from the external force applying device 4a, and the external force applying device may be a device such as the one described above (not limited to an electromagnet, but capable of applying force without contact, such as compressed air). Any means may be used as long as it does not depart from the purpose of the present application. 4C is a displacement converter such as a capacitance-to-voltage converter.

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。
9 is a signal processing circuit, and a polarity switch 5. It is composed of an integrating circuit 6° sample hold circuit 7 and a timing generating circuit 8 connected to each of the devices 5, 6° 7, and the timing generating circuit 8 is connected to each device 5, 6° 7 and the square wave oscillator 3. Each is connected. The signal processing circuit 9 is connected to a display device 11, such as a CRT monitor, via a display control device 10. 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
号を外力印加装置4a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・L)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、この検出により電圧信号に変換され
たのちの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に人力され、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、
帯状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のリセントタイミング、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。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CR
T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。
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 applying device 4a, thereby causing the strip 1 to generate a displacement P (x-t). The displacement P(x・L) generated on the surface of the strip 1 is detected as a capacitance by a displacement detection electrode provided in the displacement detector 4b, and the displacement is detected as a capacitance by a signal converter, that is, a capacitance-voltage converter. It is converted into a voltage signal by a displacement converter 4C. The plurality 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 is converted into a voltage signal by this detection. is input to the signal processing circuit 9. After the polarity of the displacement detection signal is switched by a polarity switch 5, it is manually inputted to an integrating circuit 6, where it is integrated for each rectangular wave period. This removes noise other than the tension signal,
Only the portion related to the tension of each part of the strip is calculated, and its integral value is input to the sample and hold circuit 7, where it is sampled and held. The timing generation circuit 8 controls each timing such as the polarity switching timing of the polarity switch 5, the recent 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. do. Sample hold circuit 7
For example, the output of CR
It is displayed on a display device 11 such as a T-monitor, is provided for monitoring by an operator, and is also 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3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
間スパーン に1  :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、(11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. 3, T(x): Tension L per unit width at x 1 for the span between two rolls: A coefficient in the force balance, and considering the force balance for the band width (hereinafter simply referred to as plate width) ΔX, approximately Displacement P(x・t
) is represented by . Furthermore, assuming that Equation 11 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f(t)は振幅aの矩形波であ
って、 Tc 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 f(t) per unit width is a rectangular wave with an amplitude a, and can be expressed as Tc.

従って、(3)式も電気信号の量と仮定して、サンプル
ホールド回路7からの出力値C(x−nTc)は上記f
l)、 <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。
Therefore, assuming that equation (3) is also the amount of electrical signal, the output value C (x-nTc) from the sample and hold circuit 7 is the above f
l), <2> and (3). Here (4
The second term in equation ) is the effect of disturbance, but it can be considered that if the rectangular wave period Tc becomes large, it becomes sufficiently smaller than the stationarity of the irregular vibration d(t) of the strip body 1, so the above (4) The equation 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)弐の内容を実現している。第3図の回路
における各信号処理部の信号波形について第4図により
説明する。
Next, the content of (4) 2 above is realized. The signal waveforms of each signal processing section in the circuit of FIG. 3 will be explained with reference to FIG. 4.

第4図の(a)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,・・・、 m+lはnがとる多値である。
(a) of FIG. 4 shows a rectangular wave signal generated by the rectangular wave signal generator 3, where n is a positive integer, ..., m
-2,..., m+l is the multi-value that n takes.

第4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. 4, (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4図の(C1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4図の(b)の変位信号に重畳したものが
第4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、第4図の(d)の入
力信号の極性を切換えると極性切替器6の出力である第
4図の(e)の波形の信号(■点信号)が得られる。こ
れを積分回路6により、nTcから(n+1)Tcの期
間、積分すると第4図の(f)の信号(O点信号)が得
られる。(n+1)Tcの時点でサンプルホールド回路
7により第4図の(f)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の出力である第4図の(g)
の信号(◎点信号)が得られる。
In Fig. 4, (C1) 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 in Fig. 4 (b) above. The signal has the waveform of (d) in FIG. 4, which is the signal waveform at point ■ indicating the output of the displacement converter 4c, and when the polarity of the input signal in (d) of FIG. 4 is switched, the output of the polarity switch 6 A signal (point ■ signal) with the waveform of (e) in FIG. When the signal (f) in FIG. 4 is sampled and held by the sample-hold circuit 7 at the point (n+1)Tc, the output of the sample-and-hold circuit 7 (g) in FIG. 4 is obtained.
A signal (◎ point signal) is obtained.

上記(4)式並びに第4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(gl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. 4, the output (gl) 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
振動による雑音除去の効果から、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1項と2項の比率はS/N
比(信号対雑音比)として表わすことができ、このS/
N比の大小が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)は、被測定体に印加された張力の大き
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比は変化することになり、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
Due to the effect of removing noise caused by irregular vibrations of the object to be measured 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. 4) The ratio of the first and second terms in the equation is S/N
It can be expressed as a ratio (signal-to-noise ratio), and this S/
The magnitude of the N ratio is one of the main factors that influences the detection accuracy of the shape of the object to be measured, and generally the irregular vibration d(t) of the object to be measured is applied to the object to be measured. It is thought that the amplitude and frequency are determined by the magnitude of the tension applied to the object to be measured. Therefore, the S/N ratio of the output of the signal processing circuit changes depending on the value of the tension applied to the object to be measured. The S/N ratio is affected by the tension value applied to the measurement object, and even if the amount of disturbance due to irregular vibrations changes, there are problems in that it is not possible to ensure detection accuracy corresponding to the change.

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、周期波の周期の1周期より小さい周期毎に被
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
て高応答性にできるとともに、被測定体の不規則振動に
よる雑音レベルを測定し、それに比し十分高い被測定体
の変位信号を確保できるよう印加外力を制御することに
より、検出精度を高く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, and provides an output that removes noise caused by irregular vibrations of the object to be measured for each period smaller than one period of the periodic wave, resulting in high response. A shape detection device that can improve detection accuracy by measuring the noise level caused by irregular vibrations of the object to be measured and controlling the applied external force to ensure a sufficiently high displacement signal of the object to be measured. The purpose is to obtain.

〔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、張力が印加された被測
定体に対する1周期が第1の期間と第2の期間とから成
る周期的な第1の期間毎の外力印加に伴なう被測定体の
変位を変位検出手段により検出して変位検出信号を発生
し、この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、第1および第
2の期間毎に第1の積分処理手段により出した変位検出
信号の絶対値の第1積分量と第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出し
た、変位検出信号に含まれる被測定体の不規則振動によ
る雑音成分の第2積分量との差である形状信号を差分手
段により出し、印加外力演算手段により第1および第2
の積分量からS/N比を演算し、このS/N比に基づき
所望のS/N比を得るための外力を演算し、外力印加手
段によりこの演算結果に応じた外力を被測定体に印加し
、タイミング発生手段が外力印加手段から入力した第1
および第2の期間を示す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 detection device according to the present invention detects the shape of the object to be measured by applying an external force to the object to be measured in each periodic first period, in which one period consists of a first period and a second period. In a shape detection device that detects the displacement of the body by a displacement detection means to generate a displacement detection signal, and outputs a shape signal indicating the shape of the measured object based on the displacement detection signal, A first integral amount of the absolute value of the displacement detection signal outputted by the first integral processing means and included in the displacement detection signal outputted by the second integral processing means for each period of at least one of the first and second periods. The difference means outputs a shape signal which is the difference between the noise component and the second integrated quantity of the noise component due to the irregular vibration of the measured object, and the applied external force calculation means outputs the shape signal which is the difference between
The S/N ratio is calculated from the integral amount, the external force to obtain the desired S/N ratio is calculated based on this S/N ratio, and the external force applying means applies an external force according to the calculation result to the measured object. and the timing generating means receives the first input from the external force applying means.
The operational timing of the first and second integral processing means and the difference means is controlled based on the reference signal indicating the second period.

〔作用〕[Effect]

この発明による形状検出装置は、第1の積分処理手段に
より出した第1積分量には、外力印加により発生した変
位信号成分による積分量と雑音成分による積分量とが含
まれているので、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出した雑音成分
の第2積分量を第1積分量から差分手段で差引(ことに
より、被測定体の印加外力による変位信号成分のみの積
分量を形状信号として1周期当り2回毎すなわち第1と
第2の期間毎に差分手段から出力するようにし、第1お
よび第2積分量の比を近似的にS/N比に等しいものと
し、このS/N比に基づき印加外力演算手段により演算
した外力の演算結果に応じて外力印加手段が被測定体に
第1の期間毎に外力を印加するので、所望のS/N比を
得ることができ、所望のS/N比で形状信号を出力する
ことができる。
In the shape detection device according to the present invention, the first integral amount output by the first integral processing means includes the integral amount due to the displacement signal component generated by the application of external force and the integral amount due to the noise component. The second integral amount of the noise component generated by the second integral processing means is subtracted from the first integral amount by the difference means (by this, the difference is caused by The integral amount of only the displacement signal component is output as a shape signal from the difference means twice per cycle, that is, every first and second period, and the ratio of the first and second integral amounts is approximately S/ Since the external force applying means applies an external force to the object to be measured in each first period according to the calculation result of the external force calculated by the applied external force calculation means based on this S/N ratio, the desired It is possible to obtain a S/N ratio and output a shape signal with a desired S/N ratio.

〔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は差分器24の出力側と表示制御回路10の入
力側および/またはロールクラウン制御装置12の入力
側との間に接続されたサンプルホールド回路7と同構成
の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7,23.25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。符号40.5〜7,21〜25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(例えば各N箇)あるとするとそれらに対応して連
結されている。
In FIG. 1, the parts with the same symbols as those in FIG. It is a bypass filter that allows the Reference numeral 22 has the same configuration as the integration circuit 6, and is an integration circuit after the bypass filter 21. Reference numeral 23 has the same structure as the sample and hold circuit 7, and a sample and hold circuit after the integration circuit 22. Reference numeral 24 indicates a 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 connected between the output side of the subtractor 24 and the input side of the display control circuit 10 and/or the input side of the roll crown control device 12; This is a timing generation circuit, and a polarity switch 5. Integrating circuits 6, 22. A timing signal is generated for timing each operation of the sample and hold circuits 7, 23, 25 and the differentiator 24. Furthermore, 27 is an applied external force calculator for calculating the S/N ratio by manually re-outputting the sample and hold circuits 7 and 23, and calculating the required applied external force according to the amount of the disturbance signal; Reference numeral 28 denotes a rectangular wave generator as an example of a drive signal generator, which changes a rectangular wave signal (for example, its level) according to the calculation result of the applied external force calculation unit 27 and generates it in the amplifier 3a. The parts in double brackets 40.5 to 7 and 21 to 25 are each composed of a plurality of tubes (for example, each N tubes), and for example, each part is made up of a plurality of cylinders (for example, each number of cylinders is N), and for example, the number of cylinders is equal to the number of displacement detection electrodes and displacement detectors 4b in the head 4. (For example, each N number), if there are, they are connected correspondingly.

第2図は第1図に示した装置の各部の信号波形を示し、
縦軸に電圧値をとり、第2図の(a)〜(e)は第4図
の(a)〜(elと同じである。
Figure 2 shows the signal waveforms of each part of the device shown in Figure 1,
The vertical axis represents the voltage value, and (a) to (e) in FIG. 2 are the same as (a) to (el) in FIG. 4.

次に、この実施例の動作について説明する。第nは正の
整数で、m−2,・・・、 m+l、・・・の値をとる
)の期間、振幅aの矩形波として、帯状体lに加えられ
る。この外力f(t)により、帯状体1は変位し、上記
(1)式の第1項で示す変位量が生じる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. n is a positive integer and takes the value of m-2, . . . , m+l, . This external force f(t) causes the band-shaped body 1 to be displaced, resulting in the amount of displacement shown in the first term of equation (1) above.

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r(
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(1)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 r(
This irregular vibration d(t) is added to the displacement of the strip 1 due to
is superimposed, and this noise component is expressed as the second term in equation (1) above.

上記(1)式で示される帯状体1の変位量P (x−t
)を変位検出器4bを介して変位変換器4Cで電気がタ
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の出力側の■点に
おける変位検出信号の極性を反極性切替器5により反転
した変位信号の波形は、極性切替器5の出力側である0
点において第2図の(Q)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。(
n+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。
Displacement amount P (x-t
) is operated by the timing signal from the timing generation circuit 26 in the displacement converter 4C via the displacement detector 4b, and the polarity of the displacement detection signal at point 2 on the output side of the displacement converter 4c in FIG. The waveform of the displacement signal inverted by the anti-polarity switch 5 is 0, which is the output side of the polarity switch 5.
The point is indicated by (Q) in FIG. Also, the integration circuit 6
The integrated value is shown by (f) in FIG. (
At the time point n+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、T c/2
毎に、上記(1)式の変位量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.
The signal at the point is T c/2, as shown in FIG. 2(f).
The integral value of the displacement amount P (x-t) of the above equation (1) is obtained for every T c/2, and the sample-hold circuit 7 receives Sl, N2 . The integral value of the displacement amount P (xt) of N3... is sampled and held.

他方、帯状体1の不規則振動による■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間nTc +
□における不規則振動による外乱信号似的に等しい場合
について説明する。
On the other hand, the disturbance signal component at point ■ due to the irregular vibration of the strip 1 is between the rectangular waves nTc +
A case where the disturbance signals due to irregular vibration in □ are almost 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.

22の出力側である0点の信号は第2図の(g)のよう
になる。
The signal at point 0, which is the output side of 22, is as shown in FIG. 2(g).

そして、積分された不規則振動による外乱信号は(n+
1)Tc0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(g)に示す如く、NO,
N2.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 time Tc0, the sample and hold circuit 23 samples and holds, and as shown in FIG. 2(g), NO,
N2. For example, the integral value of the disturbance signal due to irregular vibration of N4 is (m-2)Tc, (m-1)Tc.

mTc、 (翔+1)Tcの時点のタイミングで得るこ
とができる。
It can be obtained at the timing of mTc, (Sho+1)Tc.

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S1.N2.N3・・・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)、 (gl、 (hlは以上の差分演算の
波形を示して、差分器24で求められた差分信号は、T
c/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,C
3・・・として示される。サンプルホールド回路25か
らTc/2毎に変化るす信号は表示制御回路10を表示
装置11に与えられるか、あるいはロールクラウン制御
装置12を介してロールクラン調整装置13に与えられ
る。
A sample hold value S1. which is an integral value of the displacement amount already obtained. N2. N3... and sample hold value No. which is the integral value of the disturbance signal due to irregular vibration, N2. N4・
. (f) in FIG.
The signal waveform at point [F], which is the output side of the sample and hold circuit 25, is sampled and held every c/2 by the sample and hold circuit 25, and the signal waveform is CI, C2, C in (h) of FIG.
It is shown as 3... A signal that changes every Tc/2 from the sample and hold circuit 25 is applied to the display control circuit 10 to the display device 11, or is applied to the roll crown adjustment device 13 via the roll crown control device 12.

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、第一項は大きくなり、S/N比も大きくとれ
る。したがって、帯状体lの不規則振動d (t)が大
きければ第2図の(C)の外乱信号も大きくなって第2
図の(g)の積分値も大きくなるので、外力f (tl
を大きくして第2図の偽)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 point 2 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 l is large, the disturbance signal shown in (C) in Fig. 2 will also be large and the second
Since the integral value of (g) in the figure also increases, the external force f (tl
The necessary S/N ratio can be secured by increasing the level of (false) in FIG. 2 and increasing the integral value of (f) in FIG.

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、両人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
必要なな外力f (t)を算出し、矩形波発生器28に
指示する。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。
The held value of 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 output of the integral value of the displacement amount, is S/N. The applied external force calculator 27, which inputs these two signals from both sample and hold circuits 7.23, calculates the ratio of both human force signals and outputs the current S/N ratio. The external force f (t) necessary to ensure a suitable S/N ratio is calculated and instructed to the square wave generator 28 . Upon receiving this instruction, the rectangular wave generator 28 changes the level of the rectangular wave signal, for example, and applies a required external force f (t
) is added. In addition, the calculation for the external force applying device 4a can specifically calculate the current external force from the amount of displacement,
It can be calculated by functional calculation using the calculated S/N ratio and a desired S/N ratio set in advance, or it can be easily calculated by using a well-known interpolation formula or the like.

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.

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(×)も急
激に変動するものではないことから、外力f (tlの
演算周期は、矩形波周期Tc毎の必要はなく、Tc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 are stationary over a relatively long period of time, and the tension T(x) applied to the strip 1 does not fluctuate rapidly, so the external force f (calculation of tl The period does not need to be every rectangular wave period Tc, and the external force applying device 4a applies external force f (t) every M-Tc which is longer than Tc.
All you have to do is do the calculation.

ここで、Mは帯状体1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 belt-shaped body 1.

また、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)が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 addition, in the above embodiment, the disturbance signal due to the irregular vibration of the strip 1 was integrated only during the period when the external force f (t) was O, but the external force f (t) outputs an amplitude of a and the strip 1 is Similarly, the disturbance signal due to irregular vibrations may be integrated 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3aの電磁石も複数筒(例え
ばN箇)設けてもよいことは勿論である。
Also, the applied external force calculator 27. Of course, a plurality of electromagnets (for example, N pieces) of the drive signal generator 28° amplifier 3a and the external force applying device 3a may be provided.

さらに、上記実施例において、2重括弧の各部分を各複
数箇設けたが各1箇でもよいことは勿論である。
Further, in the above embodiments, a plurality of double parentheses are provided for each portion, but it is of course possible to use only one portion for each portion.

〔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検出
し、駆動信号の半周期毎である1/2・Tc周期毎に極
性を切替えて、1/2  ・Tc周期毎に積分した後に
保持して変位量を得、又、1/2  ・Tc周期毎に被
測定体の不規則振動による外乱信号を抽出して積分した
後に保持して、雑音量を得、当該変位量と雑音量との差
分を演算せしめることで、1/2  ・Tc周期毎に被
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
を得、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 ftlを指示してその外力f (t)を
加えるように構成したので、被測定体の形状を172・
Tc周周期得ることができ、応答速度の速い形状検出が
でき、さらに、高精度の形状検出ができるものが得られ
る効果がある。
As described above, according to the present invention, the displacement of the object to be measured is detected, the polarity is switched every 1/2 Tc cycle, which is every half cycle of the drive signal, and the polarity is integrated every 1/2 Tc cycle. Then, the disturbance signal due to irregular vibration of the measured object is extracted every 1/2 Tc cycle, integrated, and then held to obtain the noise amount, and the displacement amount and the noise are By calculating the difference between the displacement amount and the noise amount, a displacement signal of the measured object from which irregular vibration noise of the measured object has been removed is obtained every 1/2 ・Tc period, and further, S/ By calculating the N ratio, the external force f ftl that should always ensure the expected S/N ratio is specified and the external force f (t) is applied, so the shape of the object to be measured is・
It is possible to obtain a Tc period, to detect a shape with a fast response speed, and to detect a shape with high accuracy.

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

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図は従来の形状検出装置を示すブロッ
ク図、第4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は極性切替器、6.
22は積分回路、7.23.25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
イミング発生回路、27は印加外力演算器、28は駆動
信号発生器。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第2図 (コ=bフーへ→
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 in Fig. 1, and Fig. 3 is a block diagram showing a conventional shape detection device. 4 are signal waveform diagrams of signal processing of a 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 polarity switch, 6.
22 is an integration circuit, 7, 23, 25 is a sample and hold circuit, 21 is a bypass filter, 24 is a difference device, 26 is a timing generation circuit, 27 is an applied external force calculator, and 28 is a drive signal generator. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Figure 2 (Go to Ko = b Fu →

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 張力が印加された被測定体に対する1周期が第1と第2
の期間とから成る前記第1の期間毎の外力印加に伴なう
前記被測定体の変位を検出して変位検出信号を発生する
変位検出手段を有し、この変位検出手段の変位検出信号
に基づき前記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
変位検出信号の絶対値の第1積分量を出す第1の積分処
理手段と、第1および第2の期間の少なくとも1方の期
間毎に前記変位検出信号に含まれる前記被測定体の不規
則振動による雑音成分の第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積分量同士の差をとって
前記形状信号として出力する差分手段と、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被測定体に印加
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外力を前記第1の期間毎
に発生する外力印加手段と、この外力印加手段から入力
した前記第1および第2の期間を示す参照信号に基づき
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。
One period for the object to be measured to which tension is applied is the first and second period.
and a displacement detection means for detecting the displacement of the object to be measured due to the application of an external force during each of the first periods and generating a displacement detection signal, and the displacement detection signal of the displacement detection means is In the shape detection device that outputs a shape signal indicating the shape of the object to be measured based on the shape, the absolute value of the displacement detection signal is determined for each of the first period and for each second period in which the external force is not applied to the object to be measured. and a first integral processing means that generates a first integral amount of noise components due to irregular vibrations of the object to be measured included in the displacement detection signal for each of at least one of the first and second periods. a second integral processing means for producing two integral quantities; a difference means for taking the difference between the first and second integral quantities and outputting the difference as the shape signal; and calculating an S/N from the first and second integral quantities. applied external force calculation means for calculating the external force to be applied to the object to be measured in order to obtain a desired S/N ratio based on the S/N ratio; an external force applying means that generates an external force in each of the first periods, the first and second integral processing means based on a reference signal indicating the first and second periods input from the external force applying means, 1. A shape detection device comprising: timing generation means for controlling operational timing of the difference means.
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