JP3217749B2 - パルス伝搬時間法による電磁波を用いた距離測定方法および距離測定装置 - Google Patents
パルス伝搬時間法による電磁波を用いた距離測定方法および距離測定装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス伝搬時間法
による、電磁パルスを用いた距離測定に関する。このパ
ルス伝搬時間法では、周期的な送信時点でそれぞれ1つ
の短い電磁送信パルスが発射され、送信時点後の各送信
期間で得られる受信信号から有効エコーパルスが求めら
れる。このエコーパルスは対象物で反射されたものであ
り、この対象物の距離を測定する。有効エコー信号の伝
搬時間が測定すべき距離に対する尺度として検出され
る。
による、電磁パルスを用いた距離測定に関する。このパ
ルス伝搬時間法では、周期的な送信時点でそれぞれ1つ
の短い電磁送信パルスが発射され、送信時点後の各送信
期間で得られる受信信号から有効エコーパルスが求めら
れる。このエコーパルスは対象物で反射されたものであ
り、この対象物の距離を測定する。有効エコー信号の伝
搬時間が測定すべき距離に対する尺度として検出され
る。
【0002】
【従来の技術】PCT国際公開WO96/07928お
よびWO96/19737からとりわけ非常に短い距離
測定に対して、送信時点後の順次連続する送信期間で得
られる受信信号をストロボスコープで走査することが公
知である。これは各送信期間で、鋸歯関数により定めら
れたサンプリング時点でサンプリング値を取り出すこと
により行われ、このサンプリング時点は順次連続する送
信期間の送信時点に対して、鋸歯関数の線形上昇縁によ
り定められる次第に増加する遅延を有している。順次得
られるサンプリング値からサンプリングされた受信信号
の時間的に展開されたシミュレーションが得られる。こ
の公知の方法では、鋸歯関数が鋸歯発生器により形成さ
れた鋸歯信号によって定義される。従って鋸歯関数は鋸
歯発生器の構成によって定められる。従ってこの関数を
測定結果に依存して、種々異なる適用条件に適合した
り、または偏差を補正するために変化させることはでき
ない。同じように鋸歯関数の代わりに他のサンプリング
関数を用いることも不可能である。
よびWO96/19737からとりわけ非常に短い距離
測定に対して、送信時点後の順次連続する送信期間で得
られる受信信号をストロボスコープで走査することが公
知である。これは各送信期間で、鋸歯関数により定めら
れたサンプリング時点でサンプリング値を取り出すこと
により行われ、このサンプリング時点は順次連続する送
信期間の送信時点に対して、鋸歯関数の線形上昇縁によ
り定められる次第に増加する遅延を有している。順次得
られるサンプリング値からサンプリングされた受信信号
の時間的に展開されたシミュレーションが得られる。こ
の公知の方法では、鋸歯関数が鋸歯発生器により形成さ
れた鋸歯信号によって定義される。従って鋸歯関数は鋸
歯発生器の構成によって定められる。従ってこの関数を
測定結果に依存して、種々異なる適用条件に適合した
り、または偏差を補正するために変化させることはでき
ない。同じように鋸歯関数の代わりに他のサンプリング
関数を用いることも不可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の形式の方法において任意のサンプリング関数を適用す
ることができ、適用されるサンプリング関数の各所望の
変形が可能であるように構成することである。
の形式の方法において任意のサンプリング関数を適用す
ることができ、適用されるサンプリング関数の各所望の
変形が可能であるように構成することである。
【0004】本発明の別の課題は、本発明の方法を実施
するための装置を提供することである。
するための装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、パルス伝搬時間法による電磁波を用いた距離測定方
法において、周期的な送信時点でそれぞれ1つの短い電
磁送信パルスを送信し、選択された送信期間で送信時点
後に得られた受信信号をサンプリングし、当該サンプリ
ングは、前記送信期間の各々において、送信時点に対し
てサンプリング関数により定められた遅延時間を有する
サンプリング時点で、それぞれサンプリング間隔をおい
て行い、前記サンプリング時点は送信時点に対して種々
異なる遅延時間を有しており、遅延時間を定めるサンプ
リング関数は計算回路によって形成するように構成して
解決される。
り、パルス伝搬時間法による電磁波を用いた距離測定方
法において、周期的な送信時点でそれぞれ1つの短い電
磁送信パルスを送信し、選択された送信期間で送信時点
後に得られた受信信号をサンプリングし、当該サンプリ
ングは、前記送信期間の各々において、送信時点に対し
てサンプリング関数により定められた遅延時間を有する
サンプリング時点で、それぞれサンプリング間隔をおい
て行い、前記サンプリング時点は送信時点に対して種々
異なる遅延時間を有しており、遅延時間を定めるサンプ
リング関数は計算回路によって形成するように構成して
解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】サンプリング関数の形成を計算回
路、例えばマイクロプロセッサにより行うことによっ
て、各所望のサンプリング関数を使用することができ、
このことにより受信信号のサンプリングを任意に変化す
ることができる。サンプリングはまた測定結果に依存し
て変更することができる。これは例えば、対象領域での
サンプリング数を高め、他の領域では低減するためであ
る。さらに実際に得られた遅延時間を正確に前記の目標
値に制御することができる。
路、例えばマイクロプロセッサにより行うことによっ
て、各所望のサンプリング関数を使用することができ、
このことにより受信信号のサンプリングを任意に変化す
ることができる。サンプリングはまた測定結果に依存し
て変更することができる。これは例えば、対象領域での
サンプリング数を高め、他の領域では低減するためであ
る。さらに実際に得られた遅延時間を正確に前記の目標
値に制御することができる。
【0007】パルス伝搬時間法による電磁波を用いた本
発明の距離測定装置は、送受信装置と、送信パルス発生
器と、送信クロック発生器と、サンプリング回路と、サ
ンプリングパルス発生器と、遅延制御回路と、計算回路
とを有し、前記送受信装置は、短い電磁送信パルスを周
期的な送信時点で送信し、反射されたエコーパルスを含
む受信信号を送出し、前記送信パルス発生器は、送信パ
ルスを形成し、前記送信クロック発生器は、周期的な送
信クロック信号を形成し、該送信クロック信号は送信パ
ルス発生器に供給され、送信時点を定め、前記サンプリ
ング回路では、受信信号が順次連続する送信期間におい
てサンプリングパルスによる制御の下でサンプリングさ
れ、前記サンプリングパルス発生器は、すべてのまたは
選択された送信期間でそれぞれ1つのサンプリングパル
スをサンプリング時点で形成し、該サンプリング時点は
サンプリング関数によって定められた遅延時間を送信時
点に対して有しており、前記遅延制御回路は、送信クロ
ック信号およびサンプリング関数を表す関数信号を受信
し、サンプリングパルス発生器にサンプリング時点を定
めるサンプリング制御信号を送出し、前記計算回路は、
測定すべき距離の検出のためにサンプリング値を評価
し、かつ関数信号を計算回路にファイルされたサンプリ
ング関数に基づき、サンプリング値の評価に依存して形
成する、ように構成される。
発明の距離測定装置は、送受信装置と、送信パルス発生
器と、送信クロック発生器と、サンプリング回路と、サ
ンプリングパルス発生器と、遅延制御回路と、計算回路
とを有し、前記送受信装置は、短い電磁送信パルスを周
期的な送信時点で送信し、反射されたエコーパルスを含
む受信信号を送出し、前記送信パルス発生器は、送信パ
ルスを形成し、前記送信クロック発生器は、周期的な送
信クロック信号を形成し、該送信クロック信号は送信パ
ルス発生器に供給され、送信時点を定め、前記サンプリ
ング回路では、受信信号が順次連続する送信期間におい
てサンプリングパルスによる制御の下でサンプリングさ
れ、前記サンプリングパルス発生器は、すべてのまたは
選択された送信期間でそれぞれ1つのサンプリングパル
スをサンプリング時点で形成し、該サンプリング時点は
サンプリング関数によって定められた遅延時間を送信時
点に対して有しており、前記遅延制御回路は、送信クロ
ック信号およびサンプリング関数を表す関数信号を受信
し、サンプリングパルス発生器にサンプリング時点を定
めるサンプリング制御信号を送出し、前記計算回路は、
測定すべき距離の検出のためにサンプリング値を評価
し、かつ関数信号を計算回路にファイルされたサンプリ
ング関数に基づき、サンプリング値の評価に依存して形
成する、ように構成される。
【0008】
【実施例】図1は概略的に、パルス伝搬時間法により動
作する距離測定装置のブロック回路図を示す。この距離
測定装置は送信クロック発生器10を有し、このクロッ
ク発生器は有利には水晶制御され、出力側に送信クロッ
ク信号STを送出する。このクロック信号は送信パルス
発生器12の制御入力側12aに供給される。送信パル
ス発生器12は、送信クロック信号STにより定められ
た時間間隔でそれぞれ1つの非常に短い送信パルスIS
を形成する。この送信パルスはその出力側12bから送
受信スイッチ14を介してアンテナ26に供給される。
アンテナ16は同時に、送信アンテナとしても受信アン
テナとしても用いる。アンテナは順次連続する送信期間
で、送信パルス発生器12から送出された送信パルスI
Tを短いマイクロ波パルスの形態で発射する。前記の送
信期間の持続時間は送信クロック信号STにより定めら
れる。アンテナはまた、各送信パルスに続く各送信期間
の一部で、アンテナ16に到来したマイクロ波信号を受
信する。このマイクロ波信号にはとりわけ、対象物で反
射された有効エコー信号が含まれており、この対象物の
距離が測定装置によって測定されるのである。さらに受
信されたマイクロ波信号は、他の物体により反射された
ノイズエコーパルスや別のノイズ信号を含んでいること
がある。アンテナ16により受信されたこのマイクロ波
信号全体が受信信号SEを形成し、この受信信号は送受
信スイッチ14を介して測定装置の受信部に供給され
る。距離測定は、マイクロ波パルスがアンテナ16から
反射箇所へ、そしてまたアンテナへ戻るまでの伝搬時間
の検出によって行われる。この伝搬時間は同時にまた、
送信パルスの送信と有効エコー信号の受信との間の時間
である。測定された伝搬時間と既知の電磁波伝播速度と
の積は同時に、測定装置と反射箇所との間隔の2倍であ
る。
作する距離測定装置のブロック回路図を示す。この距離
測定装置は送信クロック発生器10を有し、このクロッ
ク発生器は有利には水晶制御され、出力側に送信クロッ
ク信号STを送出する。このクロック信号は送信パルス
発生器12の制御入力側12aに供給される。送信パル
ス発生器12は、送信クロック信号STにより定められ
た時間間隔でそれぞれ1つの非常に短い送信パルスIS
を形成する。この送信パルスはその出力側12bから送
受信スイッチ14を介してアンテナ26に供給される。
アンテナ16は同時に、送信アンテナとしても受信アン
テナとしても用いる。アンテナは順次連続する送信期間
で、送信パルス発生器12から送出された送信パルスI
Tを短いマイクロ波パルスの形態で発射する。前記の送
信期間の持続時間は送信クロック信号STにより定めら
れる。アンテナはまた、各送信パルスに続く各送信期間
の一部で、アンテナ16に到来したマイクロ波信号を受
信する。このマイクロ波信号にはとりわけ、対象物で反
射された有効エコー信号が含まれており、この対象物の
距離が測定装置によって測定されるのである。さらに受
信されたマイクロ波信号は、他の物体により反射された
ノイズエコーパルスや別のノイズ信号を含んでいること
がある。アンテナ16により受信されたこのマイクロ波
信号全体が受信信号SEを形成し、この受信信号は送受
信スイッチ14を介して測定装置の受信部に供給され
る。距離測定は、マイクロ波パルスがアンテナ16から
反射箇所へ、そしてまたアンテナへ戻るまでの伝搬時間
の検出によって行われる。この伝搬時間は同時にまた、
送信パルスの送信と有効エコー信号の受信との間の時間
である。測定された伝搬時間と既知の電磁波伝播速度と
の積は同時に、測定装置と反射箇所との間隔の2倍であ
る。
【0009】この形式の測定装置に対する公知の適用分
野は容器内の充填状態の測定である。この測定はレーダ
ー原理に従って次のように行われる。すなわち、アンテ
ナ16が容器内の最高の充填状態よりも上側に配置さ
れ、マイクロ波パルスが下方に向かって発射され、マイ
クロ波パルスは自由空間を通って充填物表面に達し、こ
れに続いて充填物表面で反射されたエコーパルスが再び
自由空間を通ってアンテナに戻るのである。これは図1
に示された実施例の場合である。欧州特許公開EP01
62821A1から、アンテナと管状導波体の一方の端
部を接続し、他方の端部を充填物に漬け、マイクロ波を
アンテナから管状導波体の内部空間に放射し、ここから
中空導波体の形式に従って導くことが公知である。充填
物表面は管状導波体の内部空間で外側と同じレベルにあ
り、充填物表面で反射されたエコーはは管状導波体を通
ってアンテナに戻る。
野は容器内の充填状態の測定である。この測定はレーダ
ー原理に従って次のように行われる。すなわち、アンテ
ナ16が容器内の最高の充填状態よりも上側に配置さ
れ、マイクロ波パルスが下方に向かって発射され、マイ
クロ波パルスは自由空間を通って充填物表面に達し、こ
れに続いて充填物表面で反射されたエコーパルスが再び
自由空間を通ってアンテナに戻るのである。これは図1
に示された実施例の場合である。欧州特許公開EP01
62821A1から、アンテナと管状導波体の一方の端
部を接続し、他方の端部を充填物に漬け、マイクロ波を
アンテナから管状導波体の内部空間に放射し、ここから
中空導波体の形式に従って導くことが公知である。充填
物表面は管状導波体の内部空間で外側と同じレベルにあ
り、充填物表面で反射されたエコーはは管状導波体を通
ってアンテナに戻る。
【0010】ドイツ特許出願DE4404745C2に
は、別の充填状態測定装置が記載されている。この測定
装置はマイクロ波の放射および受信用のアンテナを有し
ていない。この装置ではマイクロ波は導波体に沿って充
填物表面まで導かれる。このような導波体は“Goubau-L
eitung”の商標で知られている。Goubau-Leitungはダブ
ル管の形式の2つの平行な管路または同軸管路を有する
ことができる。またこの管路はシングル管によっても構
成することができる。いずれの場合でもマイクロ波はGo
ubau-Leitungから充填物表面へ達し、マイクロ波はそこ
で発生するインピーダンス変化によって少なくとも一部
反射され、マイクロ波の反射成分はGoubau-Leitung 上
を入力結合箇所まで戻る。レーダー原理による測定で
は、マイクロ波送信パルスが固定の搬送波周波数で送信
されるが、これとは異なりGoubau-Leitung を使用する
場合は各送信パルスは有利には周波数帯域の広い短い針
状パルスである。
は、別の充填状態測定装置が記載されている。この測定
装置はマイクロ波の放射および受信用のアンテナを有し
ていない。この装置ではマイクロ波は導波体に沿って充
填物表面まで導かれる。このような導波体は“Goubau-L
eitung”の商標で知られている。Goubau-Leitungはダブ
ル管の形式の2つの平行な管路または同軸管路を有する
ことができる。またこの管路はシングル管によっても構
成することができる。いずれの場合でもマイクロ波はGo
ubau-Leitungから充填物表面へ達し、マイクロ波はそこ
で発生するインピーダンス変化によって少なくとも一部
反射され、マイクロ波の反射成分はGoubau-Leitung 上
を入力結合箇所まで戻る。レーダー原理による測定で
は、マイクロ波送信パルスが固定の搬送波周波数で送信
されるが、これとは異なりGoubau-Leitung を使用する
場合は各送信パルスは有利には周波数帯域の広い短い針
状パルスである。
【0011】レーダー原理による充填物測定の際にも、
Goubau-Leitung を使用する際にも、マイクロ波パルス
の伝搬時間、すなわち送信パルスの送信と充填物表面で
反射されたエコーパルスの受信との間の時間から、アン
テナないしはGoubau-Leitungの入力結合箇所と充填物表
面との距離が得られる。そして測定すべき充填状態はこ
の距離と入力結合箇所の既知の取付レベルから容易に算
出される。
Goubau-Leitung を使用する際にも、マイクロ波パルス
の伝搬時間、すなわち送信パルスの送信と充填物表面で
反射されたエコーパルスの受信との間の時間から、アン
テナないしはGoubau-Leitungの入力結合箇所と充填物表
面との距離が得られる。そして測定すべき充填状態はこ
の距離と入力結合箇所の既知の取付レベルから容易に算
出される。
【0012】図1に示された測定装置はレーダー原理に
よる距離測定に対しても、Goubau-Leitung を使用した
間隔測定に対しても適用することができる。なぜならど
のようにしてマイクロ波パルスが伝送されるかは重要で
はないからである。
よる距離測定に対しても、Goubau-Leitung を使用した
間隔測定に対しても適用することができる。なぜならど
のようにしてマイクロ波パルスが伝送されるかは重要で
はないからである。
【0013】例として以下の説明では、送信クロック信
号STが2MHzの周波数を有していると仮定する。従
って送信クロック信号により定められる送信期間の持続
時間は0.5μsである。送信パルス発生器12により
形成された送信パルスISは、Goubau-Leitung を使用
する場合には短い針状パルスであり、このパルスは例え
ば100psの持続時間と約1MHzから4GHzまで
の周波数帯域をとる。
号STが2MHzの周波数を有していると仮定する。従
って送信クロック信号により定められる送信期間の持続
時間は0.5μsである。送信パルス発生器12により
形成された送信パルスISは、Goubau-Leitung を使用
する場合には短い針状パルスであり、このパルスは例え
ば100psの持続時間と約1MHzから4GHzまで
の周波数帯域をとる。
【0014】例えば充填状態測定の場合のように距離が
非常に短い場合、測定される時間は非常に短い。例えば
15mの測定距離は100nsのパルス伝搬時間に相当
する。短い時間の測定を所要の精度で行うことは非常に
コストがかかるから、この測定装置では時間伸長をスト
ロボスコープサンプリングによって行う。このようなサ
ンプリングは、TDR(Time Domain Reflectometry)
として公知である。このストロボスコープサンプリング
は、選択された送信期間内でそれぞれ1つのサンプリン
グ値を受信信号から取り出し、サンプリング時点を送信
期間の開始に対して次第に増加的にずらしていく。サン
プリングは送信期間の時間領域にわたって行われ、この
時間領域は最小到達距離から最大到達距離までの被検出
距離領域に相当する。受信信号はサンプリング期間全体
で、実質的に変化しないと仮定すれば、合成されたサン
プリング値は受信信号のシミュレーションである。しか
しその時間尺度はリアルタイム受信信号の時間尺度に対
して係数分だけ伸長されている。直接順次連続する送信
期間でそれぞれ1回のサンプリングが行われるなら、時
間伸長の係数は受信信号の期間を完全に検出するための
サンプリング数と同じであり、サンプリング間隔、すな
わち2つの順次連続するサンプリング間の時間間隔は、
送信時点に対する僅かな時間シフトの変化を無視すれ
ば、送信期間の持続時間と同じである。さらに大きな時
間伸長は次のようにして達成される。すなわちサンプリ
ング値を各送信期間で取り出すのではなく、各n番目の
送信期間でだけ取り出すのである。この場合サンプリン
グ間隔はn個の順次連続する送信期間の持続時間と同じ
である。また時間伸長の係数は、受信信号の期間の完全
な検出に対するサンプリング数と各サンプリング間隔に
置ける送信区間の数nとの積と同じである。
非常に短い場合、測定される時間は非常に短い。例えば
15mの測定距離は100nsのパルス伝搬時間に相当
する。短い時間の測定を所要の精度で行うことは非常に
コストがかかるから、この測定装置では時間伸長をスト
ロボスコープサンプリングによって行う。このようなサ
ンプリングは、TDR(Time Domain Reflectometry)
として公知である。このストロボスコープサンプリング
は、選択された送信期間内でそれぞれ1つのサンプリン
グ値を受信信号から取り出し、サンプリング時点を送信
期間の開始に対して次第に増加的にずらしていく。サン
プリングは送信期間の時間領域にわたって行われ、この
時間領域は最小到達距離から最大到達距離までの被検出
距離領域に相当する。受信信号はサンプリング期間全体
で、実質的に変化しないと仮定すれば、合成されたサン
プリング値は受信信号のシミュレーションである。しか
しその時間尺度はリアルタイム受信信号の時間尺度に対
して係数分だけ伸長されている。直接順次連続する送信
期間でそれぞれ1回のサンプリングが行われるなら、時
間伸長の係数は受信信号の期間を完全に検出するための
サンプリング数と同じであり、サンプリング間隔、すな
わち2つの順次連続するサンプリング間の時間間隔は、
送信時点に対する僅かな時間シフトの変化を無視すれ
ば、送信期間の持続時間と同じである。さらに大きな時
間伸長は次のようにして達成される。すなわちサンプリ
ング値を各送信期間で取り出すのではなく、各n番目の
送信期間でだけ取り出すのである。この場合サンプリン
グ間隔はn個の順次連続する送信期間の持続時間と同じ
である。また時間伸長の係数は、受信信号の期間の完全
な検出に対するサンプリング数と各サンプリング間隔に
置ける送信区間の数nとの積と同じである。
【0015】図示の測定装置では、ストロボスコープサ
ンプリングがサンプルアンドホールド回路20によって
行われる。この回路は受信信号SEを信号入力側20a
で受信する。サンプリングアンドホールド回路20の制
御入力側20bはサンプリングパルス発生器22の出力
側と接続されている。サンプリングパルス発生器22か
ら制御入力側20bに送出される各サンプリングパルス
IAごとに、サンプリングアンドホールド回路20は受
信信号SEの瞬時値をサンプリングする。得られたサン
プリング値は保持され、次のサンプリングまでサンプリ
ングアンドホールド回路20の出力側20cで使用され
る。
ンプリングがサンプルアンドホールド回路20によって
行われる。この回路は受信信号SEを信号入力側20a
で受信する。サンプリングアンドホールド回路20の制
御入力側20bはサンプリングパルス発生器22の出力
側と接続されている。サンプリングパルス発生器22か
ら制御入力側20bに送出される各サンプリングパルス
IAごとに、サンプリングアンドホールド回路20は受
信信号SEの瞬時値をサンプリングする。得られたサン
プリング値は保持され、次のサンプリングまでサンプリ
ングアンドホールド回路20の出力側20cで使用され
る。
【0016】サンプリングを前に説明したように、送信
期間の開始に対して増加的な遅延時間Δtをもって実行
されるようにするため、サンプリングパルス発生器22
からのサンプリングパルスは遅延制御回路24による制
御で形成される。遅延制御回路24は入力側24aに送
信クロック信号STを受信し、入力側24bに関数信号
STを受信する。この関数信号が遅延時間Δtの所望の
時間経過を定める。この遅延時間は順次連続するサンプ
リングパルスIAの各々が、サンプリングが行われる送
信期間の開始に対して有しているものである。最も簡単
な場合この遅延時間Δtはサンプリングパルスごとに線
形に増加する。関数信号SFは周期的な鋸歯信号とする
ことができ、これは図2に示されている。鋸歯信号SF
の瞬時値は、該当するサンプリング時点に対する遅延時
間Δtを表す。このサンプリング時点は例えば0から5
00nsの検出領域にある。また期間持続時間TFは送
信期間全体の持続時間に相当する。この送信期間にわた
って受信信号の期間の完全な検出が伸長している。例え
ばサンプリングが2msごとにのみ行われるならば、す
なわちこの実施例では各4000番目の送信期間で行わ
れるなら、受信信号SEの1期間の完全な検出は100
0回のサンプリングによって行われることになり、関数
信号SFは2sの期間持続時間TFを有する。
期間の開始に対して増加的な遅延時間Δtをもって実行
されるようにするため、サンプリングパルス発生器22
からのサンプリングパルスは遅延制御回路24による制
御で形成される。遅延制御回路24は入力側24aに送
信クロック信号STを受信し、入力側24bに関数信号
STを受信する。この関数信号が遅延時間Δtの所望の
時間経過を定める。この遅延時間は順次連続するサンプ
リングパルスIAの各々が、サンプリングが行われる送
信期間の開始に対して有しているものである。最も簡単
な場合この遅延時間Δtはサンプリングパルスごとに線
形に増加する。関数信号SFは周期的な鋸歯信号とする
ことができ、これは図2に示されている。鋸歯信号SF
の瞬時値は、該当するサンプリング時点に対する遅延時
間Δtを表す。このサンプリング時点は例えば0から5
00nsの検出領域にある。また期間持続時間TFは送
信期間全体の持続時間に相当する。この送信期間にわた
って受信信号の期間の完全な検出が伸長している。例え
ばサンプリングが2msごとにのみ行われるならば、す
なわちこの実施例では各4000番目の送信期間で行わ
れるなら、受信信号SEの1期間の完全な検出は100
0回のサンプリングによって行われることになり、関数
信号SFは2sの期間持続時間TFを有する。
【0017】遅延制御回路24は出力側24cにサンプ
リング制御信号SAを出力する。このサンプリング制御
信号は入力側24aに供給される送信クロック信号ST
と同じ周波数を有するが、この送信クロック信号STに
対して遅延時間Δtを有している。この遅延時間は関数
信号SFの瞬時値によって定められた値を有する。この
サンプリング制御信号SAは、サンプリングパルス発生
器22の制御入力側22aに供給される。従ってサンプ
リングパルス発生器22は送信クロック信号STの各期
間で出力側にサンプリングパルスIAを形成する。この
サンプリングパルスは、同じ送信期間で送信パルス発生
器12により形成された送信パルスISに対してこの遅
延時間Δtだけ遅れている。後続の各サンプリングパル
スIAに対して遅延時間Δtは、関数信号SFの上昇に
相応して、期間持続時間TFの終了に達するまで増大す
る。次に遅延時間は再び初期値にジャンプし、新たに増
大を始める。鋸歯信号の各期間に含まれるサンプリング
値は、受信信号SEの走査領域期間のシミュレーション
である。
リング制御信号SAを出力する。このサンプリング制御
信号は入力側24aに供給される送信クロック信号ST
と同じ周波数を有するが、この送信クロック信号STに
対して遅延時間Δtを有している。この遅延時間は関数
信号SFの瞬時値によって定められた値を有する。この
サンプリング制御信号SAは、サンプリングパルス発生
器22の制御入力側22aに供給される。従ってサンプ
リングパルス発生器22は送信クロック信号STの各期
間で出力側にサンプリングパルスIAを形成する。この
サンプリングパルスは、同じ送信期間で送信パルス発生
器12により形成された送信パルスISに対してこの遅
延時間Δtだけ遅れている。後続の各サンプリングパル
スIAに対して遅延時間Δtは、関数信号SFの上昇に
相応して、期間持続時間TFの終了に達するまで増大す
る。次に遅延時間は再び初期値にジャンプし、新たに増
大を始める。鋸歯信号の各期間に含まれるサンプリング
値は、受信信号SEの走査領域期間のシミュレーション
である。
【0018】図1の測定装置の特徴は、関数信号が計算
回路によって形成されることである。計算回路は図示の
実施例ではマイクロコンピュータ30により形成され、
マイクロコンピュータには関数信号の時間経過を定める
サンプリング関数が記憶されている。マイクロコンピュ
ータ30は出力側30aにデジタル信号を出力する。こ
のデジタル信号は関数信号の時間経過を表し、D/A変
換器26によってアナログ関数信号SFに変換される。
変換されたアナログ関数信号SFは遅延制御回路24に
供給される。サンプリング関数は、マイクロコンピュー
タ30に記憶された計算規則によって形成される。この
ことは例として図2に示された線形鋸歯関数では容易に
可能である。または関数が複雑な経過をする場合、マイ
クロコンピュータ30にテーブルの形態でファイルする
こともできる。
回路によって形成されることである。計算回路は図示の
実施例ではマイクロコンピュータ30により形成され、
マイクロコンピュータには関数信号の時間経過を定める
サンプリング関数が記憶されている。マイクロコンピュ
ータ30は出力側30aにデジタル信号を出力する。こ
のデジタル信号は関数信号の時間経過を表し、D/A変
換器26によってアナログ関数信号SFに変換される。
変換されたアナログ関数信号SFは遅延制御回路24に
供給される。サンプリング関数は、マイクロコンピュー
タ30に記憶された計算規則によって形成される。この
ことは例として図2に示された線形鋸歯関数では容易に
可能である。または関数が複雑な経過をする場合、マイ
クロコンピュータ30にテーブルの形態でファイルする
こともできる。
【0019】関数信号SFをマイクロコンピュータ30
により形成することの大きな利点は、サンプリング制御
信号SAが送信クロック信号STに対して与えられた遅
延時間Δtが正確に被検サンプリング時点に相当してい
るか否かを簡単に監視できることであり、これにより検
出された偏差を除去することができる。この目的のため
に時間差測定回路32が設けられており、この時間差測
定回路は一方の入力側に送信クロック信号STを、他方
の入力側にサンプリング制御信号SAを受信し、出力側
に時間差信号SDを出力する。この時間差信号は信号S
AとSTとの間の時間差Δtを表す。アナログ時間差信
号SDはA/D変換器34でデジタル信号に変換され、
変換されたデジタル信号はマイクロコンピュータ30の
入力側30bに供給される。マイクロコンピュータ30
は測定された時間差Δtを瞬時のサンプリング時点に対
して設定された目標値と比較し、偏差する場合には出力
側30aに出力された関数値に補正を施し、この補正に
よって偏差は除去される。種々異なるサンプリング時点
に対して検出された補正値はマイクロコンピュータ30
に記憶され、後でのサンプリングの際に使用される。
により形成することの大きな利点は、サンプリング制御
信号SAが送信クロック信号STに対して与えられた遅
延時間Δtが正確に被検サンプリング時点に相当してい
るか否かを簡単に監視できることであり、これにより検
出された偏差を除去することができる。この目的のため
に時間差測定回路32が設けられており、この時間差測
定回路は一方の入力側に送信クロック信号STを、他方
の入力側にサンプリング制御信号SAを受信し、出力側
に時間差信号SDを出力する。この時間差信号は信号S
AとSTとの間の時間差Δtを表す。アナログ時間差信
号SDはA/D変換器34でデジタル信号に変換され、
変換されたデジタル信号はマイクロコンピュータ30の
入力側30bに供給される。マイクロコンピュータ30
は測定された時間差Δtを瞬時のサンプリング時点に対
して設定された目標値と比較し、偏差する場合には出力
側30aに出力された関数値に補正を施し、この補正に
よって偏差は除去される。種々異なるサンプリング時点
に対して検出された補正値はマイクロコンピュータ30
に記憶され、後でのサンプリングの際に使用される。
【0020】補正は種々異なる仕方で実行することがで
きる。エラーの原因は、温度変化、電圧変動、構成素子
の老化等であり、通常は緩慢に変化するので、比較的に
大きな時間間隔で、例えば5分おきに補正を行えば普通
は十分である。図2に示した鋸歯関数のような線形関数
の場合は、エラーの検出と補正を2点で行い、関数全体
を補正するので十分である。
きる。エラーの原因は、温度変化、電圧変動、構成素子
の老化等であり、通常は緩慢に変化するので、比較的に
大きな時間間隔で、例えば5分おきに補正を行えば普通
は十分である。図2に示した鋸歯関数のような線形関数
の場合は、エラーの検出と補正を2点で行い、関数全体
を補正するので十分である。
【0021】関数信号SFをマイクロコンピュータ30
により形成することの別の利点は、図2に示したよな線
形鋸歯関数の代わりに任意の他の関数を受信信号SEの
サンプリングに使用できることである。例として図3に
は階段関数が示されている。この関数では段が複数のサ
ンプリング間閣の長さを有している。わかりやすくする
ため図3には階段関数の期間の開始領域と終了領域だけ
が時間尺度で示されている。この時間尺度は図3の鋸歯
関数の時間尺度よりも格段に大きい。この階段関数を使
用することによって受信信号SEを複数の選択された送
信期間で順次、同じ遅延時間Δtにより、すなわち同じ
測定距離に相当するサンプリング時点で、遅延時間Δt
の次の値に移行するまで複数回サンプリングすることが
できる。同じ遅延時間Δtに対して得られたサンプリン
グ値は評価の前に積分することができる。このことによ
って測定精度が高まり、ノイズの影響が低減される。さ
らに種々異なる階段持続時間および/または階段レベル
を使用することによって、受信信号のサンプリングを種
々異なる条件に適合させ、最適化することができる。サ
ンプリングの数は、比較的に長い階段によって所定の距
離領域で高められ、比較的に短い階段によって別の距離
領域で低減される。階段を比較的に低くすることによ
り、サンプリングされる距離点をさらに相互に密におく
ことができ、これによりこの領域での分解能が高められ
る。一方、階段を比較的に高くすることにより、他の領
域での分解能を低減することができる。このことにより
使用者は、種々の要求にサンプリングを非常に柔軟に適
合させることができる。
により形成することの別の利点は、図2に示したよな線
形鋸歯関数の代わりに任意の他の関数を受信信号SEの
サンプリングに使用できることである。例として図3に
は階段関数が示されている。この関数では段が複数のサ
ンプリング間閣の長さを有している。わかりやすくする
ため図3には階段関数の期間の開始領域と終了領域だけ
が時間尺度で示されている。この時間尺度は図3の鋸歯
関数の時間尺度よりも格段に大きい。この階段関数を使
用することによって受信信号SEを複数の選択された送
信期間で順次、同じ遅延時間Δtにより、すなわち同じ
測定距離に相当するサンプリング時点で、遅延時間Δt
の次の値に移行するまで複数回サンプリングすることが
できる。同じ遅延時間Δtに対して得られたサンプリン
グ値は評価の前に積分することができる。このことによ
って測定精度が高まり、ノイズの影響が低減される。さ
らに種々異なる階段持続時間および/または階段レベル
を使用することによって、受信信号のサンプリングを種
々異なる条件に適合させ、最適化することができる。サ
ンプリングの数は、比較的に長い階段によって所定の距
離領域で高められ、比較的に短い階段によって別の距離
領域で低減される。階段を比較的に低くすることによ
り、サンプリングされる距離点をさらに相互に密におく
ことができ、これによりこの領域での分解能が高められ
る。一方、階段を比較的に高くすることにより、他の領
域での分解能を低減することができる。このことにより
使用者は、種々の要求にサンプリングを非常に柔軟に適
合させることができる。
【0022】有利には関数信号の形成に対して、ストロ
ボスコープサンプリングにより得られる時間伸長受信信
号の評価を行うのと同じマイクロコンピュータを使用す
る。従って図1に示された測定装置では、サンプリング
アンドホールド回路20の出力信号は、増幅器36での
増幅後、A/D変換器38によりデジタル信号に変換さ
れ、このデジタル信号がマイクロコンピュータ30の入
力側30cに供給される。マイクロコンピュータ30は
デジタル化されたサンプリング信号から受信信号の中で
有効エコーパルスの位置を検出し、さらにこのエコーパ
ルスの伝搬時間を検出し、そこから測定すべき距離を求
める。ここでは有利には、時間差測定回路32から送出
された時間差信号SDが基準信号として用いられる。時
間差信号SDは各サンプリング時点ごとに正確に送信時
点からの時間間隔を表す。これによりマイクロコンピュ
ータ30は有効エコーパルスが検出されたサンプリング
時点に対して送信時点からの正確な時間間隔、およびひ
いてはマイクロ波パルスの伝搬時間を時間差信号SDか
ら求めることができる。
ボスコープサンプリングにより得られる時間伸長受信信
号の評価を行うのと同じマイクロコンピュータを使用す
る。従って図1に示された測定装置では、サンプリング
アンドホールド回路20の出力信号は、増幅器36での
増幅後、A/D変換器38によりデジタル信号に変換さ
れ、このデジタル信号がマイクロコンピュータ30の入
力側30cに供給される。マイクロコンピュータ30は
デジタル化されたサンプリング信号から受信信号の中で
有効エコーパルスの位置を検出し、さらにこのエコーパ
ルスの伝搬時間を検出し、そこから測定すべき距離を求
める。ここでは有利には、時間差測定回路32から送出
された時間差信号SDが基準信号として用いられる。時
間差信号SDは各サンプリング時点ごとに正確に送信時
点からの時間間隔を表す。これによりマイクロコンピュ
ータ30は有効エコーパルスが検出されたサンプリング
時点に対して送信時点からの正確な時間間隔、およびひ
いてはマイクロ波パルスの伝搬時間を時間差信号SDか
ら求めることができる。
【0023】さらにマイクロコンピュータ30は評価結
果に依存してサンプリングを変形することができる。例
えばマイクロコンピュータはサンプリング数を、有効エ
コーパルスの周辺では増大させ、そこから離れた領域で
は低減することができる。またはマイクロコンピュータ
はサンプリングを有効エコーパルスのある時間的評価窓
に制限することができる。また測定すべき距離が変化す
る場合には、この評価窓を有効エコーパルスの位置に追
従させる。図3に示された階段関数を使用する場合に
は、マイクロコンピュータは種々異なる階段の長さを用
いることにより、同じ測定時点の順次連続するサンプリ
ングの数を有効エコーパルスの領域で増大させ、他の領
域で低減させることができる。
果に依存してサンプリングを変形することができる。例
えばマイクロコンピュータはサンプリング数を、有効エ
コーパルスの周辺では増大させ、そこから離れた領域で
は低減することができる。またはマイクロコンピュータ
はサンプリングを有効エコーパルスのある時間的評価窓
に制限することができる。また測定すべき距離が変化す
る場合には、この評価窓を有効エコーパルスの位置に追
従させる。図3に示された階段関数を使用する場合に
は、マイクロコンピュータは種々異なる階段の長さを用
いることにより、同じ測定時点の順次連続するサンプリ
ングの数を有効エコーパルスの領域で増大させ、他の領
域で低減させることができる。
【0024】前記の実施例において各送信期間毎に1つ
のサンプリング値が形成される場合、このサンプリング
値は2MHzの送信クロック信号STの周波数で、すな
わち0.5μsの間隔で順次連続することになる。しか
し通常用いられるマイクロコンピュータは格段に低い連
続周波数、例えば500Hz、すなわち2msの時間間
隔でしかサンプリング値を記録することができない。こ
のことは、サンプリングを各送信期間で行うのではな
く、各n番目の送信期間、例えば各4000番目の送信
期間で行う重要な理由である。しかし送信クロック発生
器10は送信信号STを相変わらず2MHzの周波数で
送出し、従って遅延制御回路24も同じ周波数のサンプ
リング制御信号SAを出力するから、時間差測定回路3
2はこれら信号間の時間差Δtを同じ周波数で測定する
ことができる。すなわち例えば、4000回の時間差測
定が2つのサンプリング間のサンプリング間隔で行われ
る。図3に示した階段曲線を使用する場合には、時間差
Δtはこの時間間隔では変化しない。従って4000個
の同じ測定値が得られる。従って有利には、このサンプ
リング間隔で得られた時間差Δtに対する測定値を時間
差測定回路32で積分し、積分値を時間差信号SDとし
て出力する。このことによって時間差測定に対する測定
精度が高まり、ノイズの影響が低減され、信号振幅が増
大される。
のサンプリング値が形成される場合、このサンプリング
値は2MHzの送信クロック信号STの周波数で、すな
わち0.5μsの間隔で順次連続することになる。しか
し通常用いられるマイクロコンピュータは格段に低い連
続周波数、例えば500Hz、すなわち2msの時間間
隔でしかサンプリング値を記録することができない。こ
のことは、サンプリングを各送信期間で行うのではな
く、各n番目の送信期間、例えば各4000番目の送信
期間で行う重要な理由である。しかし送信クロック発生
器10は送信信号STを相変わらず2MHzの周波数で
送出し、従って遅延制御回路24も同じ周波数のサンプ
リング制御信号SAを出力するから、時間差測定回路3
2はこれら信号間の時間差Δtを同じ周波数で測定する
ことができる。すなわち例えば、4000回の時間差測
定が2つのサンプリング間のサンプリング間隔で行われ
る。図3に示した階段曲線を使用する場合には、時間差
Δtはこの時間間隔では変化しない。従って4000個
の同じ測定値が得られる。従って有利には、このサンプ
リング間隔で得られた時間差Δtに対する測定値を時間
差測定回路32で積分し、積分値を時間差信号SDとし
て出力する。このことによって時間差測定に対する測定
精度が高まり、ノイズの影響が低減され、信号振幅が増
大される。
【0025】しかし同じ積分を、図2の鋸歯信号を使用
する場合に適用することもできる。すなわちこの場合、
時間差Δtはサンプリング間隔内で常時変化するが、こ
の変化は非常に小さく(なぜならこの変化はわずか1つ
サンプリング段である)、また変化は線形である。従っ
て積分によって平均値を得ることができ、この平均値は
正確に、先行するサンプリング時点の時間差Δtと後続
のサンプリング時点の時間差Δtとの中央にある。この
平均値は従ってマイクロコンピュータ30で、時間差補
正のためのサンプリング時点の正確な時間差Δtと同じ
良いように、パルス伝搬時間の検出の際に基準として用
いることができる。同じことが他の任意のサンプリング
関数に対しても当てはまる。サンプリング関数はマイク
ロコンピュータには既知であるから、マイクロコンピュ
ータは積分値と測定すべき時間差との関係を計算し、時
間差補正の際とパルス伝搬時間検出の際に考慮すること
ができる。
する場合に適用することもできる。すなわちこの場合、
時間差Δtはサンプリング間隔内で常時変化するが、こ
の変化は非常に小さく(なぜならこの変化はわずか1つ
サンプリング段である)、また変化は線形である。従っ
て積分によって平均値を得ることができ、この平均値は
正確に、先行するサンプリング時点の時間差Δtと後続
のサンプリング時点の時間差Δtとの中央にある。この
平均値は従ってマイクロコンピュータ30で、時間差補
正のためのサンプリング時点の正確な時間差Δtと同じ
良いように、パルス伝搬時間の検出の際に基準として用
いることができる。同じことが他の任意のサンプリング
関数に対しても当てはまる。サンプリング関数はマイク
ロコンピュータには既知であるから、マイクロコンピュ
ータは積分値と測定すべき時間差との関係を計算し、時
間差補正の際とパルス伝搬時間検出の際に考慮すること
ができる。
【0026】サンプリングが各送信期間では行われず、
各n番目の送信期間でだけ行われる場合に対して、図1
にさらに別の手段が示されている。この手段はサンプリ
ング関数の形成に基づいてマイクロコンピュータ30に
より可能であり、電力を節約する目的を有する。前に述
べた実施例で各送信区間で1つの送信パルスが形成され
るなら、各4000番目の送信パルスだけが評価に使用
され、他の送信パルスは使用されないままである。しか
し測定装置が消費する電力の大部分は送信パルスの形成
に対して用いられる。
各n番目の送信期間でだけ行われる場合に対して、図1
にさらに別の手段が示されている。この手段はサンプリ
ング関数の形成に基づいてマイクロコンピュータ30に
より可能であり、電力を節約する目的を有する。前に述
べた実施例で各送信区間で1つの送信パルスが形成され
るなら、各4000番目の送信パルスだけが評価に使用
され、他の送信パルスは使用されないままである。しか
し測定装置が消費する電力の大部分は送信パルスの形成
に対して用いられる。
【0027】従って図1の構成ではマイクロコンピュー
タ30は出力側30dに阻止信号を出力し、この阻止信
号は送信パルス発生器12の制御入力側12cとサンプ
リングパルス発生器22の制御入力側22cに供給され
る。これにより、送信パルスISとサンプリングパルス
IAの形成がすべての送信期間で阻止され、不要のサン
プリングが行われなくなる。このようにして大きな電力
節約が達成され、しかも測定装置の機能が損なわれるこ
とはない。電力節約はとりわけ2線給電の測定装置にお
いて重要である。この装置では測定装置のエネルギー供
給が中央から2線線路を介して行われ、この2線線路を
介して反対方向に測定信号が4から20mAの可変電流
の形態で伝送される。このような測定装置では、測定装
置のエネルギー供給に使用できる電流が4mAに制限さ
れており、従って電力節約のあらゆる手段を利用すべき
である。
タ30は出力側30dに阻止信号を出力し、この阻止信
号は送信パルス発生器12の制御入力側12cとサンプ
リングパルス発生器22の制御入力側22cに供給され
る。これにより、送信パルスISとサンプリングパルス
IAの形成がすべての送信期間で阻止され、不要のサン
プリングが行われなくなる。このようにして大きな電力
節約が達成され、しかも測定装置の機能が損なわれるこ
とはない。電力節約はとりわけ2線給電の測定装置にお
いて重要である。この装置では測定装置のエネルギー供
給が中央から2線線路を介して行われ、この2線線路を
介して反対方向に測定信号が4から20mAの可変電流
の形態で伝送される。このような測定装置では、測定装
置のエネルギー供給に使用できる電流が4mAに制限さ
れており、従って電力節約のあらゆる手段を利用すべき
である。
【0028】図1の測定装置の種々の変形が当業者には
容易である。とりわけマイクロコンピュータ30の代わ
りに他のいずれの計算回路でも、これが関数信号SFを
サンプリング関数に基づいて形成することができれば使
用することができる。これは例えばアナログ計算回路の
場合である。
容易である。とりわけマイクロコンピュータ30の代わ
りに他のいずれの計算回路でも、これが関数信号SFを
サンプリング関数に基づいて形成することができれば使
用することができる。これは例えばアナログ計算回路の
場合である。
【図1】本発明の方法を実施するための装置のブロック
回路図である。
回路図である。
【図2】本発明の方法で適用することのできるサンプリ
ング関数のタイムチャートである。
ング関数のタイムチャートである。
【図3】本発明の方法で適用することのできる別のサン
プリング関数のタイムチャートである。
プリング関数のタイムチャートである。
10 送信クロック発生器 12 送信パルス発生器 14 送受信スイッチ 16 アンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト ミヒャルスキー ドイツ連邦共和国 マオルブルク フェ リックス−プラッターヴェーク 5 (56)参考文献 特開 平8−194062(JP,A) 国際公開96/7928(WO,A1)
Claims (18)
- 【請求項1】 パルス伝搬時間法による電磁波を用いた
距離測定方法において、 周期的な送信時点でそれぞれ1つの短い電磁送信パルス
を送信し、選択された送信期間で送信時点後に得られた
受信信号をサンプリングし、 当該サンプリングは、前記送信期間の各々において、送
信時点に対してサンプリング関数により定められた遅延
時間を有するサンプリング時点で、それぞれサンプリン
グ間隔をおいて行い、 前記サンプリング時点は送信時点に対して種々異なる遅
延時間を有しており、 測定すべき距離を検出するのためのサンプリング値の評
価を計算回路で行い、サンプリング関数は同じ前記計算
回路によってサンプリング値の評価と関連して形成され
る、 ことを特徴とする距離測定方法。 - 【請求項2】 サンプリング値の評価とサンプリング関
数の形成をマイクロコンピュータにより行う、請求項1
記載の方法。 - 【請求項3】 サンプリング関数をマイクロコンピュー
タに記憶された計算規則によって形成する、請求項2記
載の方法。 - 【請求項4】 サンプリング関数をマイクロコンピュー
タにテーブルの形態でファイルする、請求項2記載の方
法。 - 【請求項5】 サンプリング関数は線形鋸歯関数であ
る、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 サンプリング関数は階段関数であり、該
階段関数の段は複数のサンプリング間隔の長さを有して
おり、サンプリング時点は複数の順次連続するサンプリ
ング間隔において、送信時点に対して同じ遅延時間を有
している、請求項1から4までのいずれか1項記載の方
法。 - 【請求項7】 階段関数の1つの段の持続時間中に得ら
れたサンプリング値を積分する、請求項6記載の方法。 - 【請求項8】 同じ送信期間におけるサンプリング時点
と送信時点との遅延時間を測定し、 当該測定値を、瞬時のサンプリング時点に対してサンプ
リング関数によって定められた目標値と計算回路にて比
較し 、 偏差する場合にはサンプリング関数を、偏差を除去する
ために補正する、請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 サンプリング関数を補正するために得ら
れた補正値を計算回路に記憶し、後でのサンプリングの
際に使用する、請求項8記載の方法。 - 【請求項10】 遅延時間の測定値を、測定すべき距離
を検出するための基準値として計算回路にて用いる、請
求項8または9記載の方法。 - 【請求項11】 計算回路はサンプリング関数をサンプ
リング値の評価に依存して変形する、請求項10記載の
方法。 - 【請求項12】 各サンプリング間隔は、複数の送信期
間からなる持続時間を有しており、 サンプリングを、順次連続する当該複数の送信期間中に
それぞれ1回だけ行い、 ただし 遅延時間の測定は、サンプリングが行われない送
信期間でも行い、順次連続する2つの サンプリング間で得られた遅延時間
の測定値を積分する、請求項8から11までのいずれか
1項記載の方法。 - 【請求項13】 計算回路は送信パルスの送信と受信信
号のサンプリングを、サンプリングが行われる送信期間
でだけ実行する、請求項12記載の方法。 - 【請求項14】 パルス伝搬時間法による電磁波を用い
た距離測定装置において、 送受信装置と、送信パルス発生器と、送信クロック発生
器と、サンプリング回路と、サンプリングパルス発生器
と、遅延制御回路と、計算回路とを有し、 前記送受信装置は、短い電磁送信パルスを周期的な送信
時点で送信し、反射されたエコーパルスを含む受信信号
を送出し、 前記送信パルス発生器は、送信パルスを形成し、 前記送信クロック発生器は、周期的な送信クロック信号
を形成し、該送信クロック信号は送信パルス発生器に供
給され、送信時点を定め、 前記サンプリング回路では、受信信号が順次連続する送
信期間においてサンプリングパルスによる制御の下でサ
ンプリングされ、 前記サンプリングパルス発生器は、すべてのまたは選択
された送信期間でそれぞれ1つのサンプリングパルスを
サンプリング時点で形成し、該サンプリング時点はサン
プリング関数によって定められた遅延時間を送信時点に
対して有しており、 前記遅延制御回路は、送信クロック信号およびサンプリ
ング関数を表す関数信号を受信し、サンプリングパルス
発生器にサンプリング時点を定めるサンプリング制御信
号を送出し、 前記計算回路は、測定すべき距離の検出のためにサンプ
リング値を評価し、かつ関数信号を計算回路にファイル
されたサンプリング関数に基づき、サンプリング値の評
価に依存して形成する、 ことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項15】 計算回路はマイクロコンピュータであ
る、請求項14記載の装置。 - 【請求項16】 時間差測定回路を有し、該時間差測定
回路は第1の入力側に送信クロック信号を受信し、第2
の入力側にサンプリング制御信号を受信し、出力側に前
記2つの信号間の時間差を表す時間差信号を出力し、 該時間差信号は計算回路に供給される、請求項14また
は15記載の装置。 - 【請求項17】 計算回路では、時間差信号によって表
された時間差がサンプリング関数によって定められた遅
延時間と比較され、偏差する場合には関数信号が偏差を
除去するために変更される、請求項16記載の装置。 - 【請求項18】 計算回路では、時間差信号によって表
された時間差が基準値として測定すべき距離の検出に用
いられる、請求項16または17記載の装置。
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