JPS638430B2 - - Google Patents
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- JPS638430B2 JPS638430B2 JP21685083A JP21685083A JPS638430B2 JP S638430 B2 JPS638430 B2 JP S638430B2 JP 21685083 A JP21685083 A JP 21685083A JP 21685083 A JP21685083 A JP 21685083A JP S638430 B2 JPS638430 B2 JP S638430B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は2つの信号の間の位相差を測定するた
めの位相差検出方式に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a phase difference detection method for measuring a phase difference between two signals.
従来から、検出器からの2つの信号の位相差を
測定することにより、目的の物理量を得る方式の
測定システムは種々ある。例えばコリオリ力を応
用した質量流量計においては、検出される2信号
の位相差が質量流量に比例する。この位相差を検
出する従来の方法例を第1図イ〜ニのタイムチヤ
ートに示す。第1図イのようなΔtなる位相差を
有する2つの検出信号e1,e2が入力されると、こ
れを2つの比較器において同一のスレツシユホー
ルドレベルで比較し、比較出力e3,e4を発生する
(第1図ロ)。この比較出力e3,e4をExclusive−
ORゲートなどを用いて第1図ハのような、パル
ス幅が位相差に比例する出力を得る。他の方法で
は、第1図ニに示すようにタイミング回路を使用
して信号e3の立ち上がりでコンデンサなどにチヤ
ージを開始し、e4の立ち上がりでチヤージを停止
し、その後再びe3の立ち下がりでデイスチヤージ
を開始する。この方法ではコンデンサのチヤージ
電圧が位相差に比例する。以上のようにして得ら
れた信号e5またはe6は積分回路などにより平滑さ
れ、位相差(すなわち質量流量)に比例する直流
電圧となる。
Conventionally, there are various measurement systems that obtain a target physical quantity by measuring the phase difference between two signals from a detector. For example, in a mass flowmeter that applies the Coriolis force, the phase difference between two detected signals is proportional to the mass flow rate. An example of a conventional method for detecting this phase difference is shown in the time charts of FIG. 1A to D. When two detection signals e 1 and e 2 having a phase difference of Δt as shown in FIG . e 4 is generated (Figure 1 B). These comparison outputs e 3 and e 4 are set as Exclusive−
Using an OR gate or the like, an output with a pulse width proportional to the phase difference as shown in Figure 1C is obtained. Another method, as shown in Figure 1D, uses a timing circuit to start charging a capacitor etc. at the rising edge of signal e3 , stop charging at the rising edge of e4 , and then start charging again at the falling edge of e3 . Start the death charge. In this method, the capacitor charge voltage is proportional to the phase difference. The signal e 5 or e 6 obtained as described above is smoothed by an integrating circuit or the like, and becomes a DC voltage proportional to the phase difference (ie, mass flow rate).
上記のような原理を用いた位相差検出装置の場
合、2つの信号に同相ノイズが重畳していると次
のような問題を生じる。すなわち2信号の比較器
における比較のタイミングが位相差分だけずれる
ので、同相ノイズが互いにキヤンセルされず、位
相差出力に誤差となつて現われる。この結果位相
差出力の安定性が分解能を悪化させるという問題
点を生じる。 In the case of a phase difference detection device using the above principle, the following problem occurs when in-phase noise is superimposed on two signals. That is, since the timing of comparison in the two-signal comparator is shifted by the phase difference, common-mode noises are not canceled and appear as errors in the phase difference output. As a result, a problem arises in that the stability of the phase difference output deteriorates the resolution.
本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たもので、入力信号に同相ノイズが存在しても安
定性、分解能の優れた位相差出力を発生する位相
差検出装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a phase difference detection device that generates a phase difference output with excellent stability and resolution even if there is common-mode noise in the input signal. It is said that
本発明は、2つの入力信号をそれぞれ2つの比
較器においてスレツシユホールド値と比較し、2
つの比較出力の立ち上がり同志または立ち下がり
同志の時間差に対応した時間一定値を積分し、こ
の積分出力を一方の前記比較器の前記スレツシユ
ホールド値とすることにより、同一時点において
比較を行なうようにした位相差検出装置を実現し
たものである。
The present invention compares two input signals with threshold values in two comparators respectively;
By integrating a constant time value corresponding to the time difference between the rising or falling edges of the two comparison outputs, and using this integrated output as the threshold value of one of the comparators, the comparison can be performed at the same point in time. This is the realization of a phase difference detection device.
以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
第2図は本発明に係る位相差検出装置の一実施
例を示す構成ブロツク図である。1はコリオリ力
を利用した質量流量計で、2はその中を流体が流
れる管、3,4はこの管2の歪を検出する圧電素
子などの歪検出素子である。5はこの歪検出素子
3,4からの出力信号e11,e12の間の位相差を求
める位相差検出装置で、6,7は前記信号e11,
e12を増幅する増幅器、8,9はここれらの増幅
器6,7からの出力e13,e14をそれぞれのスレツ
シユホールド値(電圧)と比較する比較手段、1
0はこれらの比較手段8,9からの出力e15,e16
の間の立ち上がりの時間差にそのパルス幅が対応
し、立ち上がりの順序がその極性に対応したパル
ス幅波形を発生する時間差測定手段、11はこの
時間差測定手段10からの出力e17を積分し、そ
の積分出力eOUTが前記比較手段8のスレツシユホ
ールド電圧となる積分回路、12はこの積分回路
11からの出力eOUTが加わる出力端子である。前
記比較手段9のスレツシユホールド値はコモンレ
ベルに設定してある。 FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a phase difference detection device according to the present invention. Reference numeral 1 designates a mass flowmeter that utilizes the Coriolis force, 2 a tube through which fluid flows, and 3 and 4 strain detection elements such as piezoelectric elements for detecting strain in the tube 2. 5 is a phase difference detection device for determining the phase difference between the output signals e 11 and e 12 from the distortion detection elements 3 and 4 ;
amplifiers 8 and 9 for amplifying e 12 ; comparison means for comparing the outputs e 13 and e 14 from these amplifiers 6 and 7 with respective threshold values (voltages); 1;
0 is the output e 15 , e 16 from these comparison means 8 and 9
A time difference measuring means 11 generates a pulse width waveform whose pulse width corresponds to the time difference between rises between the two and whose rising order corresponds to its polarity . An integrating circuit whose integral output e OUT becomes the threshold voltage of the comparing means 8, and 12 is an output terminal to which the output e OUT from the integrating circuit 11 is applied. The threshold value of the comparison means 9 is set to a common level.
第3図は上記のような構成の位相差検出装置の
動作を説明するためのタイムチヤートである。質
量流量計1において、自励振動している管2に流
体が流れると、歪検出素子3,4は質量流量に比
例した位相だけ互いにずれた信号e11,e12を発生
する。この信号e11,e12をそれぞれ増幅器6,7
で増幅した後出力e13,e14(第3図イ)が比較器
8,9にそれぞれ加えられると、両比較器のスレ
ツシユホールド電圧は最初は共にコモンレベルに
あるから、t1,t2の時点で出力e15,e16がそれぞ
れ立ち上がる。これを受けて時間差測定回路10
の出力e17は時間幅Δt1=t2−t1のパルス幅出力を
発生する(第3図ハ)。このパルス幅出力e17は積
分回路11によつて積分され、積分器8の新しい
スレツシユホールド値eOUT1となる(第3図ニ)。
そのまま信号e13,e14の位相差(時間差)が変わ
らないと、比較器8,9は同時点t3で立ち上が
り、出力e17がパルス幅を発生しないので、積分
回路11の出力eOUTはeOUT1のまま変化しない。次
に信号e13,e14の位相差が小さくなると、信号e15
が時点t5のタイミングで遅れて立ち上がり、信号
e17は負の極性でパルス幅Δt2のパルス幅出力を発
生する。積分回路11はこの結果減少方向に積分
し新たな平衡値eOUT2を得る。以上述べたように、
積分回路11は比較器8,9からの出力の間に位
相差があるとこれを打ち消す方向に比較器8のス
レツシユホールド電圧を変化させ、位相差がなく
なつた時点で平衡する。信号e11,e12はそれぞれ
増幅器6,7で増幅後、波形のリニアな部分で比
較されるので、平衡したときの出力eOUTは位相差
に比例したものとなる。さらに平衡状態では同時
点で波形が比較されるので、同相ノイズをキヤン
セルすることができる。実際の実験結果では約
1μsの位相差を読み取る場合、従来の方式では
60nsecあつた同相ノイズ誤差が本装置では3nsec
に減つた。 FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the phase difference detection device configured as described above. In the mass flowmeter 1, when fluid flows through the self-oscillating tube 2, the strain detection elements 3 and 4 generate signals e 11 and e 12 that are shifted from each other by a phase proportional to the mass flow rate. These signals e 11 and e 12 are sent to amplifiers 6 and 7, respectively.
When the outputs e 13 and e 14 (Fig. 3 A) are applied to comparators 8 and 9 , respectively, after being amplified by At point 2 , outputs e 15 and e 16 rise, respectively. In response to this, the time difference measuring circuit 10
The output e 17 generates a pulse width output with a time width Δt 1 =t 2 -t 1 (FIG. 3C). This pulse width output e 17 is integrated by the integrating circuit 11 and becomes a new threshold value e OUT1 of the integrator 8 (FIG. 3D).
If the phase difference (time difference) of the signals e 13 and e 14 remains unchanged, the comparators 8 and 9 will rise at the same time t 3 and the output e 17 will not generate a pulse width, so the output e OUT of the integrating circuit 11 will be e OUT1 remains unchanged. Next, when the phase difference between the signals e 13 and e 14 becomes smaller, the signal e 15
rises with a delay at time t5 , and the signal
e 17 generates a pulse width output with negative polarity and pulse width Δt 2 . As a result, the integrating circuit 11 integrates in a decreasing direction to obtain a new equilibrium value e OUT2 . As mentioned above,
If there is a phase difference between the outputs from the comparators 8 and 9, the integrating circuit 11 changes the threshold voltage of the comparator 8 in a direction to cancel this difference, and balance is reached when the phase difference disappears. The signals e 11 and e 12 are amplified by amplifiers 6 and 7, respectively, and then compared using the linear portions of their waveforms, so that the balanced output e OUT is proportional to the phase difference. Furthermore, since the waveforms are compared at the same time in the balanced state, common mode noise can be canceled. In actual experimental results, approximately
When reading a phase difference of 1 μs, the conventional method
The common mode noise error that was 60nsec is reduced to 3nsec with this device.
It decreased to
なお上記の実施例では比較器出力の立ち上がり
のみを利用しているが、これに限らず立ち下がり
同志の時間差を利用してもよい。 In the above embodiment, only the rising edge of the comparator output is used, but the time difference between the falling edges may also be used.
また上記の実施例では第2の比較手段9のスレ
ツシユホールド電圧としてコモンレベルを用いた
が、これに限らず適当な固定電圧を用いて、例え
ば1〜5Vのようなバイアス出力を発生すること
も可能である。 Further, in the above embodiment, the common level is used as the threshold voltage of the second comparing means 9, but the invention is not limited to this, and a bias output of, for example, 1 to 5 V can be generated using an appropriate fixed voltage. is also possible.
また上記の実施例ではコリオリの力を用いた質
量流量計の場合を示したが、これに限らず2つの
信号の位相差(時間差)を測定する必要がある他
の多くの場合にも応用できる。 In addition, although the above example shows the case of a mass flow meter that uses Coriolis force, it is not limited to this and can be applied to many other cases where it is necessary to measure the phase difference (time difference) between two signals. .
以上述べたように本発明によれば、入力信号に
同相ノイズが存在しても安定性、分解能の優れた
位相差出力を発生できる位相差検出装置を簡単な
構成で提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a phase difference detection device with a simple configuration that can generate a phase difference output with excellent stability and resolution even if common-mode noise is present in the input signal.
第1図は従来の位相差検出装置を説明するため
のタイムチヤート、第2図は本発明に係る位相差
検出装置の一実施例を示す構成ブロツク図、第3
図は第2図の装置の動作を説明するためのタイム
チヤートである。
5……位相差検出装置、8……第1の比較手
段、9……第2の比較出段、11……積分回路、
e13……第1の信号、e14……第2の信号、eOUT…
…第1のスレツシユホールド電圧、Δt1,Δt2…
…時間差。
FIG. 1 is a time chart for explaining a conventional phase difference detection device, FIG. 2 is a configuration block diagram showing an embodiment of the phase difference detection device according to the present invention, and FIG.
The figure is a time chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 5... Phase difference detection device, 8... First comparing means, 9... Second comparing stage, 11... Integrating circuit,
e 13 ...first signal, e 14 ...second signal, e OUT ...
...first threshold voltage, Δt 1 , Δt 2 ...
…Time lag.
Claims (1)
ルド値と比較する第1の比較手段と、第2の信号
を入力して第2のスレツシユホールド値と比較す
る第2の比較手段と、前記2つの比較手段からの
比較出力の立ち上がり同志または立ち下がり同志
の時間差に対応した時間一定値を積分する積分回
路とを有し、この積分回路出力を前記第1のスレ
ツシユホールド値としたことを特徴とする位相検
出装置。1. A first comparing means for inputting a first signal and comparing it with a first threshold value; and a second comparing means for inputting a second signal and comparing it with a second threshold value. , and an integrating circuit that integrates a constant time value corresponding to the time difference between rising or falling comparison outputs from the two comparing means, and the output of this integrating circuit is used as the first threshold value. A phase detection device characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21685083A JPS60108762A (en) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | Phase difference detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21685083A JPS60108762A (en) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | Phase difference detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60108762A JPS60108762A (en) | 1985-06-14 |
JPS638430B2 true JPS638430B2 (en) | 1988-02-23 |
Family
ID=16694879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21685083A Granted JPS60108762A (en) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | Phase difference detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60108762A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0812218B2 (en) * | 1986-03-20 | 1996-02-07 | 日本電気株式会社 | Display controller inspection device |
-
1983
- 1983-11-17 JP JP21685083A patent/JPS60108762A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60108762A (en) | 1985-06-14 |
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