KR100348597B1 - 계측 장치 및 이를 이용한 완구 - Google Patents

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KR100348597B1 KR1019970067154A KR19970067154A KR100348597B1 KR 100348597 B1 KR100348597 B1 KR 100348597B1 KR 1019970067154 A KR1019970067154 A KR 1019970067154A KR 19970067154 A KR19970067154 A KR 19970067154A KR 100348597 B1 KR100348597 B1 KR 100348597B1
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Abstract

수정 진동자는 저렴하며 발진 주파수가 낮은 것이고 온도와 습도에 대하여 높은 안정성을 가진다. 한편, CR 발진기는 저렴하며 발진 주파수가 높은 것을 구할 수 있다. 그러나, CR 발진기는 온도와 습도의 변화에 대하여 불안정하다는 문제가있었다. 따라서, 본 발명의 목적은 온도, 습도의 변화에 대하여 높은 안정성을 가지는 동시에 유효 자리수가 큰 각각의데이터를 측정할 수 있는 계측 장치를 제공하는 데 있다. 이동체의 속도 등을 포함한 각각의 데이터를 계측하기 위하여,CR 발진기(12)가 출력하는 클록 신호가 클록 계측부(14a)에서 계측된다. 동시에 비교 회로(13)와 보정 회로(15)에서 CR발진기(12)와 수정 발진기(11)의 발진 주파수를 비교하고, 양쪽의 발진 주파수의 비에 반응하여 보정 계수를 구하고, 이를 토대로 계측값 수정부(14b)가 클록 계측부(14a)의 계측값을 보정한다. 각각의 데이터는 클록 신호의 보정된 계측값에의거하여 산출되어 표시부(16)에 표시된다.

Description

계측 장치 및 이를 이용한 완구{Speed measuring apparatus and toy for measuring speed of moving member}
본 발명은 계측 장치 및 이를 이용한 완구에 관한 것이고, 특히, 계측의 기준으로 되는 발진 주파수의 변동을 보정하여, 이러한 것에 의하여 이동 물체의 속도 등을 고정도로 계측할 수 있는 계측 장치 및 이를 이용한 완구에 관한 것이다.
종래의 속도 측정용 계측 장치로서, 예를 들면 도 1에 도시된 것도 있다. 이러한 속도 측정용 계측 장치(1)는 제 1, 제 2적외선 광전관(2A,2B)을 도로(3)를 따라서 수m(예를 들면 7m)의 간격으로 도로변에 설치하고, 도로(3)를 사이에 두고 적외선 광전관(2A,2B)들과 쌍으로 반대편에 제 1, 제 2 적외선 투광기(4A,4B)를 설치하여 구성된다.
먼저, 자동차(6)가 도 1과 같이 주행하여 오는 경우, 제 1 적외선 투광기(4A)로부터 발광되어 제 1 적외선 광전관(2A)에서 수광되는 적외광(5a)을 차광한다. 계속적으로 또는 일정 시간 후에, 자동차(6)는 제 2 적외선 투광기(4B)로부터 발광되는 적외광(5b)을 차광한다. 적외광(5a)을 차광하는 것으로부터 적외광(5b)을 차광하기까지의 시간(t)을 계측하는 것에 의하여, 자동차(6)의 속도(v)를 v = L/t (m/sec)로 하여 계측할 수 있다.
상기의 시간(t)을 계측할 때에는, 수정 진동자 또는 CR 발진기를 가지는 발진 회로에 의하여 일정 주파수의 클록 신호를 발진하고, 적외광(5a)이 차광되는 시점(시계의 온 명령)으로부터 카운터 회로 등에서 클록 신호의 계수를 개시하고, 적외광(5b)이 차광되는 시점(시계의 오프 명령)에 계수를 종료시키며, 이러한 계수값에 기초하여 시간(t)을 산출하면 좋다.
그러나, 종래의 속도 측정용 계측 장치에 의하면, 수정 진동자를 이용한 계측 수단으로는 수정 진동자가 온도와 습도의 변화에 대하여 안정되고 정확한 계측이 행해지는 특징을 가지지만, 타당한 가격의 범용성이 높은 것은 예를 들면 1/100초까지 밖에 계측할 수 없으며, 희망하는 유효 자리수의 계측 결과를 얻을 수 없다. 한편, 발진 주파수가 높은 수정 진동자를 이용하여 유효 자리수가 큰 데이터를 얻으면, 수정 진동자의 가격이 높게 되어 비용이 상승된다. 또한 CR 발진기를 이용한 계측 수단으로는 저가로 예를 들면, 1/62,100초 단위까지 유효 자리수가 큰 데이터를 얻는 계측이 가능한 이점이 있으나, 온도와 습도의 변화에 대하여 안정하며 정확한 계측이 행해지지 못하는 단점이 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와같이, 계측 정도의 저하를 방지하기 위하여 계측용 광전관을 수m의 간격을 가지도록 배치하므로, 크기의 소형화에 한계가 있어, 완구로서 이용할 수 없다.
그러므로, 본 발명의 목적은 비용의 상승을 억제하면서, 온도, 습도 등의 측정 조건이 변동하여도 유효 자리수가 크고 정확한 계측이 행해지는 계측 장치 및 이를 이용한 완구를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 완구용의 크기로 소형화할 수 잇는 계측 장치 및 이를 이용한 완구를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 속도 측정 시스템을 도시한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계측 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 각 수단에 의한 일련의 처리를 CPU로 행한 경우의 처리를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 계측 장치를 이용한 속도 측정용 완구의 주요부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 속도 측정용 완구의 전단의 포토 센서부의 설치 위치로부터 후방으로 본 단면도이다.
도 6은 도 4의 속도 측정용 완구의 계측부의 제어 시스템을 도시한 블록도이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11 : 수정 발진기 12 : CR 발진기
13 : 비교 회로 14 : 계측부
15 : 보정 회로 16 : 표시부
20 : 계측부 21 : 연결부
22a,22b : 다리부 23 : 게이트 부재
24 : 액정 디스플레이 25 : 모드 절환 버튼
26A,26B : 포토 센서부 27 : 이동체
28 : 통과구 30 : CPU
31 : ROM 32 : RAM
33 : 시계·계측 회로 34 : LCD 디스플레이
35 : 전지 36 : 인터페이스
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 소정 이동체의 이동속도를 계측하는 장치에 있어서, 일정 조건하에서 온도, 습도 등의 변화에 대하여 발진 주파수가 불안정한 제 1 발진 수단 및 온도, 습도 등이 변화하여도 소정의 주파수에서 정확하게 발진하는 제 2 발진 수단과; 상기 제 1 발진 수단을 이용하여 상기 이동체의 속도, 이동체의 랩 타임, 계측시의 시간 온도 및 습도 중 적어도 1개의 데이터를 계측하는 계측 수단과; 상기 제 1, 제 2발진수단에 접속되며 상기 제 2발진수단의 발진주파수를 기준신호로 하여 제 1발진수단의 발진주파수 변동을 체크하는 비교 수단과; 상기 비교수단의 비교결과에 따라 상기 제 1 및 제 2 발진 수단의 비를 연산하여 보정 계수를 구하고, 이러한 보정 계수를 이용하여 상기 각각의 데이터를 보정하는 보정 수단을 구비하여 구성된다.
이러한 구성에 의하면, 제 1 발진 수단을 이용하여 각각의 데이터를 계측하는 동시에 제 1 발진 수단의 발진 주파수와 제2 발진 수단의 발진 주파수가 비교되고, 이러한 비에 의하여 정해진 보정 계수가 보정 수단에 의하여 구해지며, 이러한보정 계수에 의하여 제 1 발진 수단에 의한 계측 결과가 보정된다. 이러한 것에 의하여, 제 1 발진 수단에 의한 계측이 온도와 습도의 영향을 받아도, 정확한 계측이 가능하게 된다. 또한, 제 1 발진 수단에는 온도, 습도에 대하여 안정한 부품을 이용할 필요가 없게 되기 때문에, 계측 장치의 비용이 저렴하게 된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 이동체의 속도, 랩 타이머 등의 속도 정보를 측정하는 완구에 있어서, 1 쌍의 다리부, 및 상기 1 쌍의 다리부를 상부에서 연결하는 연결부로 구성되며, 상기 연결부의 상면에는 속도, 현재 시각 등을 표시하는 액정 디스플레이와, 「시계 표시 모드」,「속도 체크 모드」, 「랩 타임 모드」,「시계 맞춤 모드」등의 다양한 종류의 동작모드를 선택하기 위하여 설치되는 모드 절환 버튼과, 상기 이동체를 통과하는 통과구를 가지는 게이트 부재와; 상기 게이트 부재에 설치되며, 상기 통과구를 상기 이동체가 통과한 때에 검출 신호를 출력하는 검출 수단과; 온도, 습도 등의 변화에 대하여 발진 주파수가 불안정한 제 1 발진 수단과; 상기 검출 수단의 검출 신호를 토대로 상기 제 1 발진 수단을 이용하여 상기 속도 정보를 계측하는 계측 수단과; 온도, 습도 등이 변화하여도 소정의 주파수에서 정확하게 발진하는 제 2 발진 수단과; 상기 제 1 및 제 2 발진 수단의 발진 주파수의 비를 연산하여 보정 계수를 구하고, 이러한 보정 계수를 이용하여 상기 속도 정보를 보정하는 보정 수단과; 상기 게이트 부재에 설치되며, 상기 보정 수단에 의하여 보정된 후의 상기 계측 수단의 출력을 표시하는 표시 수단을 가지는 것에 의해 구성된다.
상기된 바와 같은 구성에 의하면, 이동체가 게이트 부재의 통과구로 진입할때, 검출 수단에 의한 검출 신호에 기초하여 제 1 발진 수단을 이용하는 계측 수단에 의하여 속도 정보의 계측이 개시된다. 이동체가 통과구를 빠져 나오는 시점에 계측 수단에 의한 측정이 종료된다. 이러한 계측 결과에 대하여, 제 2 발진 수단에 의한 발진 주파수와 제 1 발진 수단에 의한 발진 주파수의 비교가 행해지며, 양자의 비에 반응한 보정 계수가 보정 수단에 의하여 구해진다. 이러한 보정 계수를 토대로 계측 수단에 의한 계측 결과(속도 정보)가 보정되며, 이러한 보정 후의 속도 정보가 표시 수단에 의하여 표시된다. 그 결과, 완구의 속도 측정이 정확하게 행해질 수 있으며, 사용자의 고급 지향을 만족시킬 수 있다. 또한, 제 1 발진 수단에는 온도, 습도에 대하여 크게 안정한 부품을 이용할 필요가 없게 되기 때문에, 완구의 비용이 저렴하게 될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계측 장치의 블록도이다. 더욱이, 이하에 있어서는 이동체의 속도를 측정하는 경우를 예로서 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 계측 장치는 수정 발진기(11, 제 2 발진 수단)와 CR 발진기(12, 제 1 발진 수단)의 2개의 발진기를 이용한다. 수정 발진기(11)는 수정 진동자(11a)와 도시되지 않은 발진 회로를 이용하여 구성되는 제 2 발진 수단을 구비하며, 소정의 주파수의 클록 신호를 발생한다. 일반적으로, 수정 발진기(11)는 가격에 반응하여 발진 주파수가 크게 되지만, 온도, 습도에 대한 안정도에 차이는 없다. 그러므로, 여기에서는 수정 진동자(11a)가 가격이 저렴한 작은 발진 주파수의 것이 사용된다. 예를 들면, 그 속도 측정 단위는 1/100초이다.
또한, CR 발진기(12)는 콘덴서(12a)와 저항(12b)이 발진부의 구성 요소로 하는 발진 회로(회로는 상세하게 도시되지 않음)를 이용하여 구성되는 제 1 발진 수단을 구비하며, 수정 발진기(11)의 발진 주파수보다도 높은 주파수에서 클록 신호를 출력하는 것도 가격이 저렴한 것이다. 단, 발진 주파수가 온도와 습도에 의존하여 변동한다. 예를 들면, CR 발진기(12)의 속도 계측 단위는 기준의 환경 조건에 있어서 1/62,500 초이다.
수정 발진기(11) 및 CR 발진기(12)에는 비교 회로(13)가 접속되며, 수정 발진기(11)의 발진 주파수를 기준 신호로 하여 CR 발진기(12)의 발진 주파수의 변동을 체크한다.
CR 발진기(12)에는 계측부(14, 계측 수단)가 접속된다. 이 계측부(14)는 클록 계측부(14a), 계측값 수정부(14b), 속도 연산부(14c)를 구비한다. 클록 계측부(14a)는 계측 개시 명령(S1)이 발생되는 것을 조건으로 하여 CR 발진기(12)가 출력하는 클록 신호의 계측을 개시하며, 계측 종료 명령(S2)이 나온 시점에서 클록 신호의 계측을 종료한다. 계측값 수정부(14b)는 클록 계측부(14a)에 의한 계측값을 온도, 습도 등의 영향이 없게 되도록 보정한다. 속도 연산부(14c)는 계측 수단에 의하여 얻어진 계측값을 토대로 명령(S1,S2) 사이의 시간(t)을 연산하고, 이 시간(t)으로부터 속도(v)를 연산한다.
또한, 비교 회로(13)에는 보정 회로(15, 비교 회로(13)와의 조합에 의하여 보정 수단을 형성)가 접속되며, 비교 회로(13)의 비교 결과에 기초하여 보정 계수를 연산하고, 클록 계측부(14a)의 클록 계측값을 보정한다. 계측부(14)에는 이러한 측정 결과를 LCD 등의 표시기에 디지털 표시하기 위한 표시부(16)가 접속된다.
다음에, 도 2의 구성에 의한 계측 장치의 동작에 대하여 설명한다.
예를 들면, 어떠한 시점으로부터 어떠한 시점까지의 클록 계측을 행하는 경우, 계측부(14)에 센서 신호등에 의거한 계측개시 명령(S1)을 부여하면, 클록 계측부(14a)는 CR 발진기(12)의 클록 신호의 계측을 개시한다. 수정 발진기(11) 및 CR발진기(12)는 상시 발진 동작을 행하며, 비교 회로(13)는 수정 발진기(11)의 발진 주파수와 CR 발진기(12)의 발진 주파수를 비교한다. 수정 발진기(11)의 발진 주파수와 CR 발진기(12)의 발진 주파수의 기준 조건에 있어서의 비를 미리 파악하면, 이러한 비와 계측 조건이 변화하는 때의 비로부터 온도, 습도의 영향에 의한 오차를 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 기준 환경 조건에 있어서, 수정 발진기(11)의 1/100초의 주기 동안에 CR 발진기(12)는 12/62,500 개의클록 신호를 발생한다. 기준 환경 조건이 일시적으로 20℃, 60%일 때, 이러한 조건으로부터 온도 및 습도가 변화하는 동안, CR 발진기(12)에 의한 계측값의 변화는 크게 된다. 예를 들면, 표 1(설명을 간단히 하기 위하여 , 조건 설정을 5가지로 하고 있다)과 같이 변화한다. 즉, 기준값(62,500개)에 대하여, 온도가 상승하면, CR 발진기(12)의 단위 시간당마다의 클록 계측값은 증가하고, 온도가 내려가면 클록 계측값은 감소한다. 그러므로, 비교 회로(13)에서 구해진 비에 반응하여 보정 회로(15)에서 보정 계수를 연산하고, 이를 이용하여 계측값 수정을 행하면, CR 발진기(12)는 기준 환경 하에서 동작하는것과 동일한 동작 상황이라고 볼 수 없다. 한편, 클록 계측값을 보정하는 대신에, 클록 계측값으로부터 연산된 시간을 보정하여도 동일한 효과가 얻어진다.
즉, 기준 환경 조건(예를 들면, 20℃, 60%)에 있어서의 수정 발진기(11)의 1주기의 CR 발진기(12)에 의한 클록 계측값을 n으로 할 때, 보정 계수(δ)는 식(1)에서 구해진다.
δ = n/62,500‥‥‥‥‥‥(1)
표 1의 기준 환경 조건(a1)과 같이 n = 62,510으로 하면,
δ = 62,510/62,500 = 1.00016‥‥‥‥‥(2)
지금, 개시 명령(S1)과 종료 명령(S2) 사이에, Nm = 7,005,000의 클록 계측값이 얻어지면, 이를 기준 환경 조건의 클록 계측값(Nr)으로 환산하면, 식(3)의 결과가 얻어진다.
Nr = 7,005,000/1.00016 = 7,003,879‥‥‥(3)
식 (3)의 결과로부터 개시 명령(S1)과 종료 명령(S2) 사이의 소정 시간(t)은,
t = (7,003,879/62,500)×1/100 = 1.1206sec‥‥(4)
여기에서, 이동체의 이동 거리를 3m로 하면, 속도(v)는,
v = 3/t = 2.677(m/sec)‥‥‥‥‥‥(5)
로 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 온도와 습도에 대하여 작동의 안정한 수정 발진기(11)의 클록 신호를 기준으로 하여, 온도, 습도에서 변동하기 쉬운 CR 발진기(12)에 의거하여 클록 계수값을 보정하므로, CR 발진기(12)의 출력값이 온도와 습도에 의하여 영향을 받아도, 기준 환경 조건의 경우와 동일한 값을 얻을 수 있으며, 저렴한 가격에서도 발진 주파수가 큰 CR 발진기(12)의 특징을 계측에 활용할 수 있다.
계측 개시, 종료 명령(S1,S2)을 얻는 것에는, 예를 들면, 발광 소자와 수광 소자를 조합시킨 것에 의한 포토 센서부를 소정의 거리를 두고 2개의 장소에 설치한다. 각 센서부를 이동체가 통과할 때마다 검출 신호가 발생하므로, 이러한 검출 신호에 의거하여 클록 계측부(14a)에 있어서의 계측의 개시 및 종료를 행하도록 할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 각 수단에 의한 일련의 처리를 CPU에서 행한 경우의 처리를 도시한 것이다. 더욱이, 이하에 있어서는 차량 등의 이동체의 속도를 계측하는 경우에 대하여 설명한다.
먼저, 이동체에 대한 개시 명령(S1)이 발생되면, 클록 계측부(14)의 클록 계측부(14a)가 기동하고, CR 발진기(12)의 출력에 의거하여 클록 신호의 계측을 개시한다(S101). 이러한 시간 클록 계측부(14a)의 동작에 병행하여 비교 회로(13)에서는 수정 발진기(11)의 발진 주파수를 기준으로 하여 CR 발진기(12)의 발진 주파수의 변동을 산출한다(S102). 이러한 비교 회로(13)의 결과를 기초로 하여, 보정 계수(δ)를 산출한다(S103).
계속하여, 종료 명령(S2)이 발생되는지 아닌지, 즉 클록 신호의 계측이 종료되는지 아닌지를 판정하고(S104), 종료인 경우에 계측값을 보정한다(S105). 이러한보정된 계측값에 따라서 소요 시간을 산출하고, 이러한 산출 시간으로부터 속도(v)를 구한다(S106). 그 후, 속도(v)의 값이 표시부(16)에 의하여 표시기에 디지털 표시된다(S107).
다음에, 본 발명의 계측 장치의 적용예에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 계측 장치를 계측부에 이용한 속도 측정용 완구의 주요부를 도시한 사시도이다. 여기에서 설명되는 완구는 무한 또는 소정 길이의 주행로에 자동차 완구를 주행시키고, 이 주행 속도를 디지털 표시될 수 있는 것이다.
계측부(20)는 연결부(21)와, 이 연결부(21)에 일체 구조로 만들어진 한쌍의 다리부(22a,22b)를 가지는 게이트 부재(23)를 가진다.
연결부(21)의 상면(21a)에는 속도, 현재 시각 등을 표시하는 액정 디스플레이(24,LCD)와, 표시 또는 동작 모드를 절환하기 위한 모드 절환 버튼(25)이 설치된다. 그리고, 다리부(22a,22b)에는 2개의 투과형 제 1 및 제 2 포토 센서부(26A,26B)가 소정의 거리를 두고 배치된다. 이러한 포토 센서부(26A,26B)에 의한 출력 신호가 계측의 개시 명령(S1), 종료 명령(S2)으로 된다. 다리부(22a)와 다리부(22b)의 사이에는 이동체(27, 완구 자동차)의 통과구(28)가 형성된다.
모드 절환 버튼(25)은 「시계 표시 모드」,「속도 체크 모드」,「랩 타임 모드」,「시계 맞춤 모드」 등의 다양한 종류의 모드를 선택하기 위하여 이용된다. 「시계 표시 모드」는 현재 시각을 LCD(24)에 「시」,「분」으로 표시하는 모드이며, 「속도 체크 모드」는 통과구(28)를 통과하는 이동체(27)의 속도를 측정하고, 이러한 측정된 속도를 LCD(24)에 표시하는 모드이며, 도 3의 처리에 해당한다. 또한, 「랩 타임 모드」는 이동체(27)가 통과구(28)를 통과하거나 또는 순환코스를 통하여 다시 통과구(28)를 통과할 때까지의 랩 타임(경과 시간)을 측정하고, 이러한 측정된 시간을 LCD(24)에 표시하는 모드이다. 또한, 「시계 맞춤 모드」는 LCD(24)가 표시하는 현재 시각을 정확한 시각으로 수정하는 모드이다.
도 5a는 도 4의 포토 센서부(26A)로부터 포토 센서부(26B)측으로 본 단면도이다.
통과구(28)의 전후에 설치된 포토 센서부(26A,26B)는 동일한 구조이므로, 여기에서는 하나의 포토 센서부(26A)에 대하여 설명한다. 다리부(22a,22b)의 각 내벽면에 대향하는 부위에는 발광 소자(26a)와 수광 소자(26b)가 장착된다. 발광 소자(26a)로부터의 빛이 이동체(27)에서 차광되면, 수광 소자(26b)로부터 차광 신호가 출력된다. 또한 소자(26a,26b)의 전면에는 특정 주파수의 빛만을 통과시키기 위한 적색 필터(26c)가 설치된다. 적색 필터(26c)를 배치하는 것에 의하여, 외부 빛에 의한 오동작을 방지할 수 있다. 도 5b는 다른 구조를 도시하며, 다리부(22a)에 소자 취부용 개구(48)를 형성하고, 여기에 한 쌍의 리드선(49)을 통하여 IC 칩(20A)에 접속되는 LED(26a)가 배치된다. LED(26a)는 리드선(49)으로 지지되지만, 환상 부재(47)에 의하여 선단이 고정된다. 환상 부재(47)는 중앙에 광투과구를 가지므로, 투사광이 경사 방향으로 확대되는 것을 방지한다. 수광 소자(26b, 포토다이오드)도 동일한 구조로 되므로, LED(26a)에 의하여 투사된 빛만을 수광하고, 경사 방향으로부터 입사된 빛이 차단되므로 오검출이 방지된다.
도 6은 계측부(20)의 제어 시스템을 도시한 블럭도이다.
계측부(20)는 시스템 전체를 제어하는 CPU(30)을 중심으로 구성된다. CPU(30)에는 버스(30a)가 접속되며, 버스(30a)에는 도 3에 도시된 처리를 실행하기 위한 프로그램이 격납된 ROM(31, 리드 온리 메모리), 포토 센서부(26A)와 포토 센서부(26B) 사이의 거리(L)의 정보, 각 계측 수단에 의한 계측 결과와, 보정 결과 등을 포함하는 각종 정보가 기억되는RAM(32, 랜덤 억세스 메모리), 시계·계측 회로(33), LCD 디스플레이(34), 수광 소자(26b) 및 CR 발진기(12)를 접속하는 인터페이스(36)의 각각이 접속된다. LCD 디스플레이(34)는 LCD(24)가 접속된다. 또한, 시계·계측 회로(33)는 시 및 분으로 현재 시각을 출력하는 기능, 세트 신호가 입력되는 것으로부터 경과 시간을 계시하는 기능, 현재 시각을 수정하는 기능 등을 구비한다.
이상의 CPU(30), ROM(31), RAM(32), 시계·계측 회로(33), 및 인터페이스(36), 또는 수정 발진기(11), CR 발진기(12)는 1개의 IC 칩(20A)으로서 구성될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 연결부(21) 내에 실장될 수 있다.
또한, 버스(30a)에는 모드 절환 버튼(25), 포토 센서부(26A,26B)가 접속된다. 더욱이, 각 부분에 전원을 공급하기 위하여, 전지(35, 망간 전지, 니켈-카드뮴 전지 등)를 구비한다. 전지(35) 대신에, AC 어댑터 등의 외부 전원을 이용할 수 있다.
CPU(30)는 모드 절환 버튼(25)의 조작에 의하여 절환된 모드를 실행한다. 즉, 초기 상태의 모드인 「시계 표시 모드」의경우, 시계·계측 회로(33)가 출력하는 현재 시각을 LCD(24)에 표시하고, 「속도 체크 모드」로 절환되는 경우, 포토센서부(26A)가 차광될 때로부터 포토 센서부(26B)가 차광될 때까지의 시간(Tm)을 시계·계측 회로(33)를 이용하여 계측하고, 포토 센서부(26A,26B)들 사이의 거리(L)를 시간(Tm)으로 나누어 속도를 구하고, 이러한 속도를 LCD(24)에 표시한다. 또한, 「랩 타임 모드」로 절환된 경우, 포토 센서부(26A)로부터 두 번째로 포토 센서부(26A)가 차광될 때까지의 시간을 시계·계측 회로(33)로 계측하여, 이러한 계측 시간을 LCD(24)에 표시한다. 또한 「시계 맞춤 모드」로 절환된 경우, 작동자의 손에 의하여 포토 센서부(26A)가 차광될 때마다 시간을 표시하는 수자를 1개씩 전진시키고, 포토 센서부(26B)가 차광될 때마다 분을 표시하는 수를 1개씩 전진시킨다.
이상의 속도 계측용 완구에 있어서, 시계·계측 회로(33)로부터 출력된 시간 데이터는 수정 발진기(11)로부터 출력된 클록 신호에 의거하여 보정된 CR 발진기(12)의 클록 신호에 의하여 산출된다. 따라서, 온도, 습도 등의 영향을 배제한 정확한 측정 결과가 얻어진다.
이상의 실시예에서는 속도, 랩 타임, 시각을 표시하는 것으로서 설명하였지만, 역으로 CR 발진기의 발진 주파수로부터 온도와 습도를 계측하여 표시할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 계측 장치 및 이를 이용한 완구에 의하면, 높은 주파수로 발진하는 것은, 온도, 습도 등에 따라서 발진 주파수가 변동하는 발진기의 신호를 발진 주파수는 낮아도 온도, 습도 등에 의하여 발진 주파수가변동하지 않는 발진기의 신호로 보정하고, 이러한 보정된 신호로 각각의 데이터를 계측하도록 한 것이므로, 저렴한 가격을 실현하면서 유효 자리수가 큰 측정을 행할 수 있다. 따라서, 속도 측정용의 기준 거리(2개의 포토 센서부 사이의 거리)를 짧게 하여도 정확한 속도 측정을 행할 수 있으며, 사이즈의 소형화에 의하여 완구에 적용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 소정 이동체의 이동속도를 계측하는 장치에 있어서,
    일정 조건하에서 온도, 습도 등의 변화에 대하여 발진 주파수가 불안정한 제 1 발진 수단 및 온도, 습도 등이 변화하여도 소정의 주파수에서 정확하게 발진하는 제 2 발진 수단과;
    상기 제 1 발진 수단을 이용하여 상기 이동체의 속도, 이동체의 랩 타임, 계측시의 시간 온도 및 습도 중 적어도 1개의 데이터를 계측하는 계측 수단과;
    상기 제 1, 제 2발진수단에 접속되며 상기 제 2발진수단의 발진주파수를 기준신호로 하여 제 1발진수단의 발진주파수 변동을 체크하는 비교 수단과;
    상기 비교수단의 비교결과에 따라 상기 제 1 및 제 2 발진 수단의 비를 연산하여 보정 계수를 구하고, 이러한 보정 계수를 이용하여 상기 각각의 데이터를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발진 수단은 콘덴서 및 저항을 이용한 발진 회로를 구비하며, 상기 제 2 발진 수단은 수정 진동자를 이용한 발진 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  3. 이동체의 속도, 랩 타이머 등의 속도 정보를 측정하는 완구에 있어서,
    1 쌍의 다리부, 및 상기 1 쌍의 다리부를 상부에서 연결하는 연결부로 구성되며, 상기 연결부의 상면에는 속도, 현재 시각 등을 표시하는 액정 디스플레이와, 「시계 표시 모드」,「속도 체크 모드」,「랩 타임 모드」,「시계 맞춤 모드」 등의 다양한 종류의 동작모드를 선택하기 위하여 설치되는 모드 절환 버튼과,
    상기 이동체를 통과하는 통과구를 가지는 게이트 부재와;
    상기 게이트 부재에 설치되며, 상기 통과구를 상기 이동체가 통과한 때에 검출 신호를 출력하는 검출 수단과;
    온도, 습도 등의 변화에 대하여 발진 주파수가 불안정한 제 1 발진 수단과;
    상기 검출 수단의 검출 신호를 토대로 상기 제 1 발진 수단을 이용하여 상기 속도 정보를 계측하는 계측 수단과;
    온도, 습도 등이 변화하여도 소정의 주파수에서 정확하게 발진하는 제 2 발진 수단과;
    상기 제 1 및 제 2 발진 수단의 발진 주파수의 비를 연산하여 보정 계수를 구하고, 이러한 보정 계수를 이용하여 상기 속도 정보를 보정하는 보정 수단과;
    상기 게이트 부재에 설치되며, 상기 보정 수단에 의하여 보정된 후의 상기 계측 수단의 출력을 표시하는 표시 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 계측 장치를 이용한 완구.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 계측 수단으로부터 출력된 시간 데이터는 상기 제 2발진수단으로부터출력된 클록 신호에 의거하여 보정된 제 1발진수단의 클록 신호에 의하여 산출표시되는 것 이외에 상기 제 1발진수단의 발진 주파수로부터 온도와 습도를 계측하여 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 계측 장치를 이용한 완구.
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