JPS6324273B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6324273B2 JPS6324273B2 JP56174908A JP17490881A JPS6324273B2 JP S6324273 B2 JPS6324273 B2 JP S6324273B2 JP 56174908 A JP56174908 A JP 56174908A JP 17490881 A JP17490881 A JP 17490881A JP S6324273 B2 JPS6324273 B2 JP S6324273B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- clock pulse
- level
- gate signal
- pulse train
- Prior art date
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Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 101100339482 Colletotrichum orbiculare (strain 104-T / ATCC 96160 / CBS 514.97 / LARS 414 / MAFF 240422) HOG1 gene Proteins 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
- G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、送信パルスと反射されて元の位置に
もどつてきた受信パルス（反射パルス）との時間
間隔を測定する計時回路に関するものである。
もどつてきた受信パルス（反射パルス）との時間
間隔を測定する計時回路に関するものである。
従来この種の測定方法を使用し、光を用いた距
離の測定、超音波を用いた材料の板厚の測定また
ボルトの軸力の測定等がさかんに行なわれてい
た。
離の測定、超音波を用いた材料の板厚の測定また
ボルトの軸力の測定等がさかんに行なわれてい
た。
例えば、光を用いて100mの距離を測定した時
の時間は約0.667μSであり、また超音波を用いて
M36、長さ180mmのボルトに軸力90トンで締付け
た場合軸力が０の時との時間差が約0.482μSとな
る。この様な測定を誤差１パーセントで実用的に
行なう為には、1nSの時間測定または1GHzの周波
数測定を行なわなければならなかつた。しかしこ
の時間測定を行なうには1GHz以上（1nS以下）の
高速で動作するカウンタが必要となり、特殊な部
品を使用し高価で複雑な回路構成になつていた。
の時間は約0.667μSであり、また超音波を用いて
M36、長さ180mmのボルトに軸力90トンで締付け
た場合軸力が０の時との時間差が約0.482μSとな
る。この様な測定を誤差１パーセントで実用的に
行なう為には、1nSの時間測定または1GHzの周波
数測定を行なわなければならなかつた。しかしこ
の時間測定を行なうには1GHz以上（1nS以下）の
高速で動作するカウンタが必要となり、特殊な部
品を使用し高価で複雑な回路構成になつていた。
本発明の目的は、前記高速のカウンタの使用を
止め、低い周波数10μSから0.1μSの基準パルスを
カウントすると共に、前記基準パルスを積分回路
を利用し電圧に変換し、その電圧を周波数または
時間に変換する事により事実上1nSの分解能を得
ることができ、簡単で安価な上多用途の計時回路
を提供しようとするものである。
止め、低い周波数10μSから0.1μSの基準パルスを
カウントすると共に、前記基準パルスを積分回路
を利用し電圧に変換し、その電圧を周波数または
時間に変換する事により事実上1nSの分解能を得
ることができ、簡単で安価な上多用途の計時回路
を提供しようとするものである。
第１・２及び３図は、それぞれ本発明の計時回
路のそれぞれブロツクダイヤグラム・タイムチヤ
ート及びタイムチヤートの拡大図である。
路のそれぞれブロツクダイヤグラム・タイムチヤ
ート及びタイムチヤートの拡大図である。
第１図を参照して計時回路の構成に付て述べ
る。
る。
OSC１は周波数が100KHzから10MHzの方形
波で発振している水晶発振器である。JK−Ｆ／
F2のクロツク（CK）入力がOSC１の出力に接続
され他のＪ及びＫ入力がＨレベルすなわちVccに
接続されている。RS−Ｆ／F3のＲ及びＳ入力が
それぞれ受信タイミングパルス（以下、RTPと
記す）及び送信タイミングパルス（以下、TTP
と記す）に接続されている。前記Ｆ／F3の出力
は、JK−Ｆ／F2のクリアー入力（CLR）、
NANDゲート４及び５の一方の入力、タイマ８
の入力及びインバータ９及び１０の入力にそれぞ
れ接続されている。JK−Ｆ／F2のＱ及び出力
は、前記ゲート４及び５の他の一方の入力にそれ
ぞれ接続されている。前記ゲート４及び５の出力
は、RS−Ｆ／F6のＲ及びＳ入力にそれぞれ接続
されている。前記Ｆ／F6のＱ出力は、カウンタ
７の入力、CPU、メモリ及びインターフエース
から成るμ−COM１４のインタフエース入力及
び積分器１２のＲ入力にそれぞれ接続されてい
る。またＦ／F6の出力は積分器１１のＳ入力
に接続されている。インバータ９及び１０の出力
は、積分回路１１及び１２のＳ入力にそれぞれ接
続されている。積分回路１１及び１２の出力はそ
れぞれマルチチヤンネルのＡ−Ｄコンバータ１３
の入力に接続されている。μ−COM１４と外部
を接続するためのインターフエースの入力には、
カウンタ７、タイマ８及びＡ−Ｄコンバータ１３
の出力がそれぞれ接続されている。またμ−
COM１４と外部を接続するためのインターフエ
ースの出力はカウンタ７のＲ入力に接続されてい
る。なお前記Ｒ入力及びＳ入力は、それぞれリセ
ツト入力及びセツト入力の事である。
波で発振している水晶発振器である。JK−Ｆ／
F2のクロツク（CK）入力がOSC１の出力に接続
され他のＪ及びＫ入力がＨレベルすなわちVccに
接続されている。RS−Ｆ／F3のＲ及びＳ入力が
それぞれ受信タイミングパルス（以下、RTPと
記す）及び送信タイミングパルス（以下、TTP
と記す）に接続されている。前記Ｆ／F3の出力
は、JK−Ｆ／F2のクリアー入力（CLR）、
NANDゲート４及び５の一方の入力、タイマ８
の入力及びインバータ９及び１０の入力にそれぞ
れ接続されている。JK−Ｆ／F2のＱ及び出力
は、前記ゲート４及び５の他の一方の入力にそれ
ぞれ接続されている。前記ゲート４及び５の出力
は、RS−Ｆ／F6のＲ及びＳ入力にそれぞれ接続
されている。前記Ｆ／F6のＱ出力は、カウンタ
７の入力、CPU、メモリ及びインターフエース
から成るμ−COM１４のインタフエース入力及
び積分器１２のＲ入力にそれぞれ接続されてい
る。またＦ／F6の出力は積分器１１のＳ入力
に接続されている。インバータ９及び１０の出力
は、積分回路１１及び１２のＳ入力にそれぞれ接
続されている。積分回路１１及び１２の出力はそ
れぞれマルチチヤンネルのＡ−Ｄコンバータ１３
の入力に接続されている。μ−COM１４と外部
を接続するためのインターフエースの入力には、
カウンタ７、タイマ８及びＡ−Ｄコンバータ１３
の出力がそれぞれ接続されている。またμ−
COM１４と外部を接続するためのインターフエ
ースの出力はカウンタ７のＲ入力に接続されてい
る。なお前記Ｒ入力及びＳ入力は、それぞれリセ
ツト入力及びセツト入力の事である。
次に第１図から第３図を参照して、本発明の計
時回路の動作に付て説明する。
時回路の動作に付て説明する。
最初ＬレベルであつたRS−Ｆ／F3の出力は、
TTPが入力される事によりＨレベルと成り、
RTPが入力されると再度Ｌレベルと成る。かよ
うにして、TTPを発しRTPが帰つてくるまでの
時間間隔信号換言するとゲート信号GATEを得
ることができる。JK−Ｆ／F2は前記ゲート信号
GATEがＨレベルの時だけ、周波数のOSC１
の出力信号CLKを分周し、周波数が／２で相
互に位相の反転したＱ出力及び出力が得られ
る。また前記ゲート信号がＬレベルの時には、前
記Ｑ出力及び出力がそれぞれＨ及びＬレベルと
なり、入力CKに無関係に決まり出力はなんら変
化しない。ANDゲート４及び５は、前記ゲート
信号GATEがＨレベルの時だけ、前記Ｆ／F2の
Ｑ及び出力を通過させる。タイマ８は前記ゲー
ト信号GATEが再度Ｌレベルに成つてからｔ時
間後にＨレベルに成り、その時にカウンター７お
よびＡ−Ｄコンバータ１３の出力をμ−COM１
４に取り込む。
TTPが入力される事によりＨレベルと成り、
RTPが入力されると再度Ｌレベルと成る。かよ
うにして、TTPを発しRTPが帰つてくるまでの
時間間隔信号換言するとゲート信号GATEを得
ることができる。JK−Ｆ／F2は前記ゲート信号
GATEがＨレベルの時だけ、周波数のOSC１
の出力信号CLKを分周し、周波数が／２で相
互に位相の反転したＱ出力及び出力が得られ
る。また前記ゲート信号がＬレベルの時には、前
記Ｑ出力及び出力がそれぞれＨ及びＬレベルと
なり、入力CKに無関係に決まり出力はなんら変
化しない。ANDゲート４及び５は、前記ゲート
信号GATEがＨレベルの時だけ、前記Ｆ／F2の
Ｑ及び出力を通過させる。タイマ８は前記ゲー
ト信号GATEが再度Ｌレベルに成つてからｔ時
間後にＨレベルに成り、その時にカウンター７お
よびＡ−Ｄコンバータ１３の出力をμ−COM１
４に取り込む。
第３図を参照し、ゲート４及び５、RS−Ｆ／
F6、カウンタ７、積分器１１及び１２、Ａ−Ｄ
変換器１３及びμ−COM１４の動作に付て説明
する。
F6、カウンタ７、積分器１１及び１２、Ａ−Ｄ
変換器１３及びμ−COM１４の動作に付て説明
する。
ゲート４及び５の入力波形Ｂ及びＣは、ゲート
信号ＤがＨレベルの間は繰り返しの方形波でそれ
ぞれ位相が反転している。しかしゲート信号がＬ
レベルに成ると、JK−Ｆ／F2の出力換言すると
ゲート４及び５の入力波形Ｂ及びＣは、それぞれ
Ｈレベル及びＬレベルになる。ゲート４及び５の
出力信号Ｅ及びＦは、ゲート信号ＤがＨレベルの
間、JK−Ｆ／F2の出力信号Ｂ及びＣを位相反転
して出力され、第３図ａ及びｂに示さる波形とな
る。また、ゲート信号ＤがＬレベルになると、ゲ
ート４及び５の出力信号Ｅ及びＦはそれぞれＨレ
ベルになる。従つて、RS−Ｆ／F6は、ゲート信
号ＤがＨレベルの間、互いに位相の反転したゲー
ト４及び５の出力信号Ｅ及びＦを入力とし、その
出力信号Ｇ及びＨはそれぞれ反転されている。ま
た、RS−Ｆ／F6は、ゲート信号ＤがＬレベルに
成つた時、ゲート４及び５の出力信号Ｅ及びＦの
状態を記憶する。
信号ＤがＨレベルの間は繰り返しの方形波でそれ
ぞれ位相が反転している。しかしゲート信号がＬ
レベルに成ると、JK−Ｆ／F2の出力換言すると
ゲート４及び５の入力波形Ｂ及びＣは、それぞれ
Ｈレベル及びＬレベルになる。ゲート４及び５の
出力信号Ｅ及びＦは、ゲート信号ＤがＨレベルの
間、JK−Ｆ／F2の出力信号Ｂ及びＣを位相反転
して出力され、第３図ａ及びｂに示さる波形とな
る。また、ゲート信号ＤがＬレベルになると、ゲ
ート４及び５の出力信号Ｅ及びＦはそれぞれＨレ
ベルになる。従つて、RS−Ｆ／F6は、ゲート信
号ＤがＨレベルの間、互いに位相の反転したゲー
ト４及び５の出力信号Ｅ及びＦを入力とし、その
出力信号Ｇ及びＨはそれぞれ反転されている。ま
た、RS−Ｆ／F6は、ゲート信号ＤがＬレベルに
成つた時、ゲート４及び５の出力信号Ｅ及びＦの
状態を記憶する。
例えば、第３図ａに於いて、JK−Ｆ／F2の出
力信号ＢのＬレベル時にゲート信号ＤがＬレベル
に成つた時には、前記RS−Ｆ／F6の出力（換言
すると、カウンタ７の入力Ｃ−IN）はＨレベル
と成る。また、第３図ｂに於いて、JK−Ｆ／F2
の出力信号ＢのＨレベル時にゲート信号ＤがＬレ
ベルに成つた時には、前記RS−Ｆ／F6の出力
（換言すると、カウンタ７の入力Ｃ−IN）はＨレ
ベルと成る。
力信号ＢのＬレベル時にゲート信号ＤがＬレベル
に成つた時には、前記RS−Ｆ／F6の出力（換言
すると、カウンタ７の入力Ｃ−IN）はＨレベル
と成る。また、第３図ｂに於いて、JK−Ｆ／F2
の出力信号ＢのＨレベル時にゲート信号ＤがＬレ
ベルに成つた時には、前記RS−Ｆ／F6の出力
（換言すると、カウンタ７の入力Ｃ−IN）はＨレ
ベルと成る。
RS−Ｆ／F6の出力信号Ｇがカウンタ７の入力
Ｃ−INに入力され、ゲート信号ＤがＨレベルの
間、カウンタ７にてRS−Ｆ／F6の出力信号Ｇを
カウントし、単一行路の時間：T1に比例した計
数値を得る。
Ｃ−INに入力され、ゲート信号ＤがＨレベルの
間、カウンタ７にてRS−Ｆ／F6の出力信号Ｇを
カウントし、単一行路の時間：T1に比例した計
数値を得る。
タイマ８は、前記ゲート信号ＤがＬレベルに成
つた後、ｔ時間経過するとＨレベルに成り、μ−
COM１４に入力される。すると、前記μ−COM
１４は、カウンタ７の計数値を読み取ると共に後
述のようにＡ−Ｄ変換器１３の変換データを読み
取る。
つた後、ｔ時間経過するとＨレベルに成り、μ−
COM１４に入力される。すると、前記μ−COM
１４は、カウンタ７の計数値を読み取ると共に後
述のようにＡ−Ｄ変換器１３の変換データを読み
取る。
積分器１１は、前記ゲート信号ＤがＨレベルの
間、前記RS−Ｆ／F6の出力信号ＨがＬレベルの
間積分を行い、前記RS−Ｆ／F6の出力信号Ｈが
Ｈレベルに成ると瞬間放電を行い、その出力は鋸
止状波と成り、前記ゲート信号ＤがＬレベルに成
つた時の充電途中の電圧（換言すると、終了電
圧）を保持する。同様に、積分器１２も、前記ゲ
ート信号ＤがＨレベルの間で、前記RS−Ｆ／F6
の出力信号ＧがＬレベルの間積分を行い、前記
RS−Ｆ／F6の出力信号ＧがＨレベルに成ると瞬
間放電を行い、その出力は鋸止状波と成り、前記
ゲート信号ＤがＬレベルに成つた時の充電途中の
電圧（換言すると、終了電圧）を保持する。
間、前記RS−Ｆ／F6の出力信号ＨがＬレベルの
間積分を行い、前記RS−Ｆ／F6の出力信号Ｈが
Ｈレベルに成ると瞬間放電を行い、その出力は鋸
止状波と成り、前記ゲート信号ＤがＬレベルに成
つた時の充電途中の電圧（換言すると、終了電
圧）を保持する。同様に、積分器１２も、前記ゲ
ート信号ＤがＨレベルの間で、前記RS−Ｆ／F6
の出力信号ＧがＬレベルの間積分を行い、前記
RS−Ｆ／F6の出力信号ＧがＨレベルに成ると瞬
間放電を行い、その出力は鋸止状波と成り、前記
ゲート信号ＤがＬレベルに成つた時の充電途中の
電圧（換言すると、終了電圧）を保持する。
前記ゲート信号ＤがＬレベルに成つた後ｔ時間
経過すると、前記タイマ８はＨレベルに成り前記
μ−COM１４に出力する。すると、前記μ−
COM１４は、前記RS−Ｆ／F6の出力信号Ｇの状
態（換言すると、前記カウンタ７の入力信号Ｇ
［Ｃ−IN］の状態）を読み取り、積分器１１及び
１２のどちらが作動しているかを判別し、前記出
力信号ＧがＨレベルの時には前記積分器１１の出
力信号Ｉを選択し、又は、前記出力信号ＧがＬレ
ベルの時には前記積分器１２の出力信号Ｈを選択
する。その後、前記μ−COM１４は、終了電圧
を時間に対応したデジタル値（例えば、フルスケ
ールをｆ／４の時間として、変換値／フルスケー
ル値の時間）に変換する為、前記Ａ−Ｄ変換器１
３のアナログ−デジタル変換（Ａ−Ｄ変換）を開
始させ、変換が終了し前記Ａ−Ｄ変換器１３から
の変換終了信号を受け取つた後、変換値を読み取
ると共に、前記カウンタ７をリセツトする。
経過すると、前記タイマ８はＨレベルに成り前記
μ−COM１４に出力する。すると、前記μ−
COM１４は、前記RS−Ｆ／F6の出力信号Ｇの状
態（換言すると、前記カウンタ７の入力信号Ｇ
［Ｃ−IN］の状態）を読み取り、積分器１１及び
１２のどちらが作動しているかを判別し、前記出
力信号ＧがＨレベルの時には前記積分器１１の出
力信号Ｉを選択し、又は、前記出力信号ＧがＬレ
ベルの時には前記積分器１２の出力信号Ｈを選択
する。その後、前記μ−COM１４は、終了電圧
を時間に対応したデジタル値（例えば、フルスケ
ールをｆ／４の時間として、変換値／フルスケー
ル値の時間）に変換する為、前記Ａ−Ｄ変換器１
３のアナログ−デジタル変換（Ａ−Ｄ変換）を開
始させ、変換が終了し前記Ａ−Ｄ変換器１３から
の変換終了信号を受け取つた後、変換値を読み取
ると共に、前記カウンタ７をリセツトする。
前記μ−COM１４が前記Ａ−Ｄ変換器１３の
入力に前記積分器１１を選択し、その終止電圧Ｉ
をＡ−Ｄ変換器で変換して得られた変換値が時
間：T2に相応する。同様に、前記μ−COM１４
が前記Ａ−Ｄ変換器１３の入力に前記積分器１２
を選択し、その終止電圧ＪをＡ−Ｄ変換器で変換
して得られた変換値が時間：T3に相応する。
入力に前記積分器１１を選択し、その終止電圧Ｉ
をＡ−Ｄ変換器で変換して得られた変換値が時
間：T2に相応する。同様に、前記μ−COM１４
が前記Ａ−Ｄ変換器１３の入力に前記積分器１２
を選択し、その終止電圧ＪをＡ−Ｄ変換器で変換
して得られた変換値が時間：T3に相応する。
計測時間Ｔは、前記μ−COM１４が前記カウ
ンタ７の時間：T1とＡ−Ｄ変換器１３の時間：
T2又はT3及び前記RS−Ｆ／F6の出力信号Ｇの状
態を読み込み、前記出力信号Ｇの状態により前記
μ−COM１４が演算することにより得られる。
ンタ７の時間：T1とＡ−Ｄ変換器１３の時間：
T2又はT3及び前記RS−Ｆ／F6の出力信号Ｇの状
態を読み込み、前記出力信号Ｇの状態により前記
μ−COM１４が演算することにより得られる。
１ 前記出力信号ＧがＨレベルの時の計測時間：
Ｔは、 Ｔ＝T1＋T2 として計時される。
Ｔは、 Ｔ＝T1＋T2 として計時される。
２ 前記出力信号ＧがＬレベルの時の計測時間：
Ｔは、 Ｔ＝T1＋T2のフルスケールの時間＋T3とし
て計時される。但し、時間：T2のフルスケー
ルの時間は、前記出力信号Ｇの半周期の時間で
ある。
Ｔは、 Ｔ＝T1＋T2のフルスケールの時間＋T3とし
て計時される。但し、時間：T2のフルスケー
ルの時間は、前記出力信号Ｇの半周期の時間で
ある。
以上説明した様に、本発明の計時回路は特殊な
部品を使用することなく、8bitのＡ−Ｄ変換器を
使用した場合でもOSC１の周波数を1MHzとして
分解能が10nS得られ、12bitのＡ−Ｄ変換器を利
用すれば1nS以下の分解能を容易に得る事がで
き、簡単で安価な計時回路を提供することができ
る。
部品を使用することなく、8bitのＡ−Ｄ変換器を
使用した場合でもOSC１の周波数を1MHzとして
分解能が10nS得られ、12bitのＡ−Ｄ変換器を利
用すれば1nS以下の分解能を容易に得る事がで
き、簡単で安価な計時回路を提供することができ
る。
第４図は、本発明を超音波ボルト軸力（応力）
計に応用した応用例を示す図である。
計に応用した応用例を示す図である。
本装置は、本発明の計時回路にOSC１の周波
数を分周するための分周器２１と、前記分周器の
周期で方形衝撃波を形成するパルス幅調整器２２
と、超音波を励振するための探触子３０と、前記
探触子３０を駆動するための送信部２３と、前記
探触子３０からの信号を増巾するための受信部３
１と、前記受信部３１の出力信号からRTPを検
出するためのコンパレータ３２と、カウンタ７の
リセツトパルスを生成するためのリセツト回路２
４と、μ−COM１４にボルト等の定数を入力す
るためのテンキー４１と、入力データの種類を選
択するためのセレクトキー４２と計測した値を出
力するための表示器４３と、材料の温度又は周囲
温度を計測するための温度計とを付加して構成さ
れている。
数を分周するための分周器２１と、前記分周器の
周期で方形衝撃波を形成するパルス幅調整器２２
と、超音波を励振するための探触子３０と、前記
探触子３０を駆動するための送信部２３と、前記
探触子３０からの信号を増巾するための受信部３
１と、前記受信部３１の出力信号からRTPを検
出するためのコンパレータ３２と、カウンタ７の
リセツトパルスを生成するためのリセツト回路２
４と、μ−COM１４にボルト等の定数を入力す
るためのテンキー４１と、入力データの種類を選
択するためのセレクトキー４２と計測した値を出
力するための表示器４３と、材料の温度又は周囲
温度を計測するための温度計とを付加して構成さ
れている。
以下TTP及びRTPの生成と、軸力の計測手段
に付て説明し、計時回路の説明は省略する。
に付て説明し、計時回路の説明は省略する。
OSC１は例えば10MHz（周期0.1nS）のクロツ
クパルスを発生している。このクロツクパルスは
カウンタより成る分周器２１により、カウントダ
ウされ100Hz（10mS）に分周される。この分周さ
れたクロツクパルスがワンシヨツト回路または微
分回路より成るパルス幅調整回路２２により方形
衝撃波を生成され、これが送信部２３に伝送され
ると共にTTPと成る。探触子３０は、送信部２
３の出力により被検材（図示省略）中に超音波パ
ルスを入射すると共に、被検材底面からの反射波
に対応するエコー信号を増幅・検波器等を含む受
信部３１を介してコンパレータ３２に供給する。
コンパレータ３２は、受信部３１の出力と内部に
持つ基準電圧とを比較し、RTPを形成する。こ
のRTPとTTPとの時間を前記計時回路により測
定する。なおカウンタ７のリセツトが、分周器の
半周期となつた時にクロツクパルスとによりリセ
ツトパルスを発するリセツト回路に作られている
点が前実施例と異なつている。
クパルスを発生している。このクロツクパルスは
カウンタより成る分周器２１により、カウントダ
ウされ100Hz（10mS）に分周される。この分周さ
れたクロツクパルスがワンシヨツト回路または微
分回路より成るパルス幅調整回路２２により方形
衝撃波を生成され、これが送信部２３に伝送され
ると共にTTPと成る。探触子３０は、送信部２
３の出力により被検材（図示省略）中に超音波パ
ルスを入射すると共に、被検材底面からの反射波
に対応するエコー信号を増幅・検波器等を含む受
信部３１を介してコンパレータ３２に供給する。
コンパレータ３２は、受信部３１の出力と内部に
持つ基準電圧とを比較し、RTPを形成する。こ
のRTPとTTPとの時間を前記計時回路により測
定する。なおカウンタ７のリセツトが、分周器の
半周期となつた時にクロツクパルスとによりリセ
ツトパルスを発するリセツト回路に作られている
点が前実施例と異なつている。
本装置の使い方に付て、以下説明する。
探触子３０を被検材に取り付け、無負荷時と負
荷時の時間をＴおよびT′としてそれぞれ計測し、
μ−COM１４にセレクトキー４２を使用して入
力する。
荷時の時間をＴおよびT′としてそれぞれ計測し、
μ−COM１４にセレクトキー４２を使用して入
力する。
この時の応力：σは、よく知られた
△Ｔ／Ｔ＝（T′−Ｔ）／Ｔ
＝σ（１−Ek）／Ｅ（１＋kσ） ……(1)
(1)式を変形して得られる。
σ＝Ｅ△Ｔ／（Ｔ−kET′） ……(2)
但し、Ｅおよびｋをそれぞれ材料により定まる
ヤング率および超音波伝播速度依存係数として、
計路回路にて測定された時間ＴおよびT′により
(2)式を用いられる。
ヤング率および超音波伝播速度依存係数として、
計路回路にて測定された時間ＴおよびT′により
(2)式を用いられる。
また、軸力：Ｑは、前に計測された応力：σを
用いて、 Ｑ＝σS ……(3) 但し、Ｓを材料の実効断面積として、(3)式によ
り得られる。
用いて、 Ｑ＝σS ……(3) 但し、Ｓを材料の実効断面積として、(3)式によ
り得られる。
従つて、予じめ材料ごとにヤング率Ｅ、超音波
伝播依存係数ｋ及び実効断面積Ｓを、テンキー４
１とセレクトキー４２を使用し、μ−COM１４
内に入力しておくことにより、μ−COM１４内
に格納されたプログラムが時間Ｔ及びT′の計時
を行なうと共に軸力及び応力を演算し、セレクト
キー４２を操作する事により選択的に応力及び軸
力を表示器４３に表示する。なお温度計４４は、
超音波の伝幡速度が温度により変化をするため、
測定時の間隔が大きい場合に必要とし、速度の補
正に使用されている。
伝播依存係数ｋ及び実効断面積Ｓを、テンキー４
１とセレクトキー４２を使用し、μ−COM１４
内に入力しておくことにより、μ−COM１４内
に格納されたプログラムが時間Ｔ及びT′の計時
を行なうと共に軸力及び応力を演算し、セレクト
キー４２を操作する事により選択的に応力及び軸
力を表示器４３に表示する。なお温度計４４は、
超音波の伝幡速度が温度により変化をするため、
測定時の間隔が大きい場合に必要とし、速度の補
正に使用されている。
本応用例を使用することにより、10bitのＡ−
Ｄ変換器を使用し分解能が0.5nSec以上得られ、
高精度で安価な軸力計を提供することができる。
Ｄ変換器を使用し分解能が0.5nSec以上得られ、
高精度で安価な軸力計を提供することができる。
他の応用例として、送信部と受信部に別々の探
触子を利用して伝幡時間から未知の材質の選出、
送信部から光を発し受信部までの時間計測を用い
た距離の測定等各種有る。
触子を利用して伝幡時間から未知の材質の選出、
送信部から光を発し受信部までの時間計測を用い
た距離の測定等各種有る。
本発明の計時回路は、発振器から出力されるク
ロツクパルスＡを入力とし、位相が同じで互いに
反転された第１のクロツクパルス列Ｇ及び第２の
クロツクパルス列Ｈを作りだし、前記第１のクロ
ツクパルス列Ｇ及び第２のクロツクパルス列Ｈに
対応して時間−電圧変換し、周期的な波形Ｉ及び
Ｇを作りだし、前記変換した最終電圧をデジタル
値に変換することにより、特殊の部品を使用する
ことなく容易に1nS以下の分解能を得ることがで
き、簡単な構成で廉価に成ると共に、容易に精度
を高くするこしができる。
ロツクパルスＡを入力とし、位相が同じで互いに
反転された第１のクロツクパルス列Ｇ及び第２の
クロツクパルス列Ｈを作りだし、前記第１のクロ
ツクパルス列Ｇ及び第２のクロツクパルス列Ｈに
対応して時間−電圧変換し、周期的な波形Ｉ及び
Ｇを作りだし、前記変換した最終電圧をデジタル
値に変換することにより、特殊の部品を使用する
ことなく容易に1nS以下の分解能を得ることがで
き、簡単な構成で廉価に成ると共に、容易に精度
を高くするこしができる。
第１図は、本発明の計時回路のブロツクダイヤ
グラムである。第２図及び第３図は、それぞれ本
発明の計時回路のタイムチヤート及びその拡大図
である。第４図は、本発明の計時回路を超音波ボ
ルト軸力計に応用した応用例を示す図である。
グラムである。第２図及び第３図は、それぞれ本
発明の計時回路のタイムチヤート及びその拡大図
である。第４図は、本発明の計時回路を超音波ボ
ルト軸力計に応用した応用例を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スタートパルスとストツプパルスとの時間間
隔を計測する為の計時回路に於いて、 予め定められた周波数のクロツクパルスを発
生する為の発振器と、 前記スタートパルスと前記ストツプパルスとの
時間間隔に対応したゲート信号を作りだす為のゲ
ート回路と、 前記発振器から出力されるクロツクパルスを入
力とし、位相が同じで互いに反転された第１のク
ロツクパルス列及び第２のクロツクパルス列を、
前記ゲート信号が存在する間、作りだす為の第１
の手段と、 前記第１の手段から出力された前記第１のクロ
ツクパルス列を、前記ゲート信号が存在する間、
計数し計数時間ｔを得る為のカウンタと、 前記ゲート信号が存在する間、前記第１のクロ
ツクパルス列及び第２のクロツクパルス列に対応
して時間−電圧変換し、前記ゲート信号が無くな
つた時の前記時間−電圧変換した電圧を保持し、
前記第２のクロツクパルス列の最後のパルスとス
トツプパルスとの時間差に相当した前記保持電圧
をアナログ−デジタル変換して時間δtを得る為の
第２の手段と、 前記カウンタの計数時間ｔと前記第２の手段に
より得られた時間δtとを加算する為の加算器とか
ら構成された事を特徴とする計時回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17490881A JPS5876795A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 計時回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17490881A JPS5876795A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 計時回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876795A JPS5876795A (ja) | 1983-05-09 |
| JPS6324273B2 true JPS6324273B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=15986793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17490881A Granted JPS5876795A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 計時回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5876795A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62228191A (ja) * | 1986-03-29 | 1987-10-07 | Asia Electron Kk | 時間測定装置 |
| JPS62228189A (ja) * | 1986-03-29 | 1987-10-07 | Asia Electron Kk | 時間測定装置 |
| JPS62299786A (ja) * | 1986-06-20 | 1987-12-26 | Yokogawa Electric Corp | 時間計測装置 |
| JPH0516551Y2 (ja) * | 1987-12-30 | 1993-04-30 | ||
| JP4857466B2 (ja) * | 2001-01-18 | 2012-01-18 | 株式会社デンソー | 時間測定装置及び距離測定装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52135776A (en) * | 1976-05-08 | 1977-11-14 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Pulse width measuring device |
| JPS5548683A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-07 | Mitetsuku Moderune Ind Tech Gm | Method of measuring time with high accuracy |
| JPS5582935A (en) * | 1978-12-14 | 1980-06-23 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Indirect measuring method of bolt prestress |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17490881A patent/JPS5876795A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52135776A (en) * | 1976-05-08 | 1977-11-14 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Pulse width measuring device |
| JPS5548683A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-07 | Mitetsuku Moderune Ind Tech Gm | Method of measuring time with high accuracy |
| JPS5582935A (en) * | 1978-12-14 | 1980-06-23 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Indirect measuring method of bolt prestress |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5876795A (ja) | 1983-05-09 |
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