JPS5888611A - 高速自動利得制御回路 - Google Patents

高速自動利得制御回路

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JPS5888611A
JPS5888611A JP18796581A JP18796581A JPS5888611A JP S5888611 A JPS5888611 A JP S5888611A JP 18796581 A JP18796581 A JP 18796581A JP 18796581 A JP18796581 A JP 18796581A JP S5888611 A JPS5888611 A JP S5888611A
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JP18796581A
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JPH0161162B2 (ja
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Ryoichi Oota
太田 良一
Yutaka Funiyu
船生 豊
Kiyoshi Okumura
奥村 精
Akira Watanabe
彰 渡辺
Michio Wake
和気 道男
Masaki Kobayashi
雅紀 小林
Takeji Kikuta
菊田 武治
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JFE Steel Corp
Tokyo Optical Co Ltd
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Tokyo Optical Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速自動利得制御回路に係り、竹に、鋼管等の
内径方向幅を測る幅測定装置βに適用するに最適な高速
自動利得mlJ側1側路回路する。
鋼管を製造する工程において、lhにシームレス鋼管を
製造する場合、鋼管の外径、肉厚、長さ寺が重要な品質
管理項目となっている1、このような情報を得るために
、主要ミルの出側に夕]径計および長さ酎が設置される
。かかる外径側および長さ計による測定信号1l−i、
ミル制御装置に読込まれ、オンライン制御に用いられて
いる。
第1図は外径側の検出部のノセイゾに対する設置例図で
ある。第1図ではノ々イゾ1のパスラインの左右45#
上方に検出器2A、2Bを設置し、移動中(管軸方向に
)のパイプ1から放射される赤外線を非躾触状態で検知
し、・々イノ1の外極を測定するものである。1奨出命
2h、2nの各々には、第2図に示す如く光学走査ヘッ
ド(OS 14 :0ptical  Scannin
g  Head )が2基設けられている。すなわち上
部08H(U−0811)と下部OS H(L −OS
 i−f )がDの間隔をもって並設配置されている。
上部O8Hは(2XAl)を走査範囲とし、下部OS 
Hは(2XA2 )を走査範囲とし、両端部位信号AH
,A2を測定し、パイプ1の外径Wを W=A夏十A2+D として求める 光学走丘ヘッドには、光電検出素子とし
てPbS 等が用いられ、この出力はQf定の増幅のの
ちA G O(Automatic  Ga1n Co
ntrol )回路と呼ばれる自動利得制御回路に入力
され、とのAGO回路で出力電圧を一定にする処理を行
っている。
第3図は従来の自動利得制御回路の構成を示すブロック
図である。
光学走査ヘッド(08H)の出力盆増幅する増幅器3の
出力は、篭界効米トランジスタ(FgT)等によって構
成される可変制御回路4を介して増(3) 幅器5に印加される。可変制御回路4は、アナログゲー
ト6、平均化回路7および比較回路8より成る制御信号
回路によって増幅器5の出力電圧が一定となるように制
御する。かかるtli制御は、ノ々イブの温度:A−動
により増幅器3の出力信号の電圧レベルが変動するのを
防止するiめに設けらルるものであり、かかる制御によ
り測定精度を尚めることかできる。グー1−信号SGの
ON時にアナログゲート6を開いて増幅器5の出力を平
均化回路7に出力する1平均化回路7はアナログゲート
6の出力を槓勺し、この積分値を比較器8で基準電圧V
sと比較し、その偏差で可変制御回路4を制御し、増幅
器50入力電圧を一定部に開側1する9、この場合、ゲ
ー) @刊Scの生成に、増幅器3の出力信号を再度増
幅器9で増幅し、この増幅出力を単安定マルチバイブレ
ータ10でワンショットノぐルスを発生し、このパルス
信号を遅延回路11によって遅延した遅延ノ々ルス信号
を発生し、この信号をゲート信号SGとしている。増幅
器5の出力はl−IJガー回路12に印加され、該増幅
器5の出(4) 力信号の立上り信号と同期信号SCとに基づいて測定ノ
ξルス幅信号SWが生成される。同期信号SCは走査ス
リットのスキャン速度に対応して出力され、1走査の測
に原点1H号となる。
かかる構成においては、平均化回路7で積分するに際し
、アナログゲート6の出力信号をコンデンサに充電し何
走査目かの入力信号の電荷を積分するため、この積分時
間だけ応答速度が遅くなる。
また、充電々荷が所定111までに充電される昔で、出
力48号が飽和17徐々に安定レベルに収束する。
このため、例えば鋼管の長手方向の外径値を測定する場
合、その被」11定物の移動速度が速いときに長手方向
先端部の外径を測定し、出力が安定になる迄に数メート
ルも移動するので、その期間は正確な測定値が得られな
い。
このように従来の自動利得制御回路では、フィートノセ
ック方式を採用しているため、応答速度は例えば0.2
秒程度を要し、第4図に示す如くAGO出力′…:圧は
測定の開始よりおよび0.2秒後に一定値に整定される
という応答性の悪いものであった。この応答時間に加え
、測定値の安定性を得るための測定時間に100m5e
cを要することから、総合応答速度に0.3秒を要して
いた。この結果、・々イブの先端部に測定不感帯(ライ
ンの搬送速度が約2 m / secの場合に約600
 ran )ができていた。
応答時間を速くする手段として、ザンゾリング時間を長
くシ、あるいは積分N路の(’]R時定数を小ざくする
ことが考えられるが、いずれも出力電圧にハンチング現
象が生じ、出力レベルの安定性が損われるという欠点が
ある。
本発明の目的は、応答時間の改善を図って測定不感帯を
短縮し、上り己した従来の欠点を解消1−だ高速自動利
得制御回路を提供するにある。
すなわち本発明は、フィートノセック系および比較手段
を除去し、フィードフォワード糸を形成して入力信号の
大きさに対応した制御信号にょシ可変制御回路で出力電
圧が一定となるように制御するものである。具体的には
、測定信号の立上り位置より一定時間後にサンプルノ々
ルスを出方し、このタイミングでA(30出力市1圧を
一定にするようにしている。ここでサンプル点の信号は
検出素子の応答性、測定信号の状態および測定信号の立
上り部から所定の遅延時間に関係し、変動し得るもので
あるが、測定信号の立上り部の傾斜部においてサンプル
信号を発生さぜるように構成することが望せしい。
第5図は本発明の実施例を示すブロック図である。第5
図においては第3 iJで示したと同一部材であるもの
には同一符号ケ付している。盪だ、第6図(A)、(i
J )、((J)、(1))、(E)、(ド)%((」
)、(■1)、(I)、(J)、(I〈)、(I、)、
(M)、(N)の夫々は本実施例の各部の動作波形図で
ある。図中、f )l lは論理1(ルベルを示し、士
は正電圧、−は負電圧を示す。増幅器3より出力される
信号波形は第6図(A)の如くであ)、この信号s1は
79277回路13およびスライス回路14に印加され
る。スライス回w514は、増幅器3の出力信号が有す
るサグ及び立上り時点の波形のな捷り等の影響を除去す
るために成るレベル以下をスラ(7) イスするものである。スライス回路14より出力される
スライスレベル以上の信号成分は増幅器15で増幅され
、第6図(B)の過飽和信号S2を出力する。この過飽
オロ信号は比較回路16で基準電圧発生回路17より出
力さ1する基準電圧VLと比較される。比較器16よシ
出力される4に号S3は第6図(0)の如くであり、こ
の信号S3の立上りのタイミングにより遅延回路18で
ノ方定の時間tだけ遅延した信号S4を第6図(1))
の如く出力する。この遅延信号の立下りのタイミングに
基づいてタイマー回路19によって、第6図(E)の正
極性のサンプリング信号S 5  (/ξルス+pB 
PW )及び第6図(F )の負極性のサンプリング信
号S6(ノクルス幅FW)を同時に発生さゼ−る。正極
性のサンプリング信号S5はタイマー回路20に送出さ
れ、負極性のサンプリング信号S6は後述するサンプル
ホールド回路21に送出される。
一方、バッファ回路13は入力信号を緩働増幅したのち
サンプルボール1回路21に第6図(G)の如き信号S
7を出力する。サンプルホールド同(8) 路21は、タイマー回路19より出力される負極性のサ
ンプリング信号によってサンプルコマンド後にホールド
、すなわち第6図(1f)の如くの電圧レベルを保持す
る1、このホールドは次走査のサンプリング信号が来る
葦で継続される。サンプルホールF′回路21の出力s
8は非線形回路22によって非線形出力電圧を出力する
。この非線形出力電圧S9は、第7図に示す可変制御回
路4を構成する電界効果トランジスタ(FET)Qの入
カ電圧e、−ゲート電圧CG%性に対応して第8図の如
き多点折点補正曲線(o+  AI  B+・・・・・
)で近似させた第6図(I)の電圧信号であp1加算回
路23に送出される。加算回路23には更に基準電圧発
生回路24より基準電圧■r(第8図の0−0’Ka 
”A f ルec = K 1eL?L十K 2 )’
RL圧)が入力されている。7JII巽回路23は両人
力信号に基づいて第8図に示すe、、、−co%性の(
0−A−B・・・・・)曲線の出力信号SIOを得、ア
ナログゲート6を介して可変制御回路4に送出する。ア
ナログゲート6は、タイマー回路2oの第6図(K)(
9) に示す信号S11が連続して発生している場合にゲート
は開く。
可変制御量wj4のF E’1’のゲートに入力電圧e
Lnに対応するゲート電圧”a (S+o )が入力さ
れることにより、抵抗RとFETの内部抵抗とにより分
圧された出力信号e、−スは一定レベルで且つ一定立上
シ波形(又は立下り波形)の第6図(L )に示す信号
812となる。この信号812は増幅器5で増幅し第6
図(M)に示す信号813  を得たのち、トリガー回
M、12によって立上り(又は立下り)位置が一定な方
形波の第6図(N)に示す出力信号814を得る。
一般に入力信号が無信号状態の期間においては、可変制
御回jif’54の利得は最大となり、ノイズレベルま
で増幅しようとするため、外米ノイズ等があった場合に
は容易に出力されてし盪い誤動作の原因となるものであ
る。しかし本発明によればHl」記入力信号が無信号状
態になれば、アナログゲート6が閉じられるので可変?
tjlJ 11141回路4のゲート′酸圧は0ポルト
になり、出力18号は一雉の低レベル以11八1 下に減殺され、外米ノイズ峠による誤動作は防止される
なお、図示を省略したが第5図において、増幅器3の前
段(−またij: ”J変制御回路の前段)に苓B生回
路を設けることにより、人力信号の半レベルを正確に決
めることができ、次段以神の補止回路のレベル設定を容
易かつ正確に行うことができる3、以上詳述したように
本発明によれば、検出信号の入力レベルお上ひ立上り時
間(又は立ドシ時間)が変動しても、出力1d号の1ケ
出位置は変動しないため、常に一定位置で速い応答速度
で検出16号を得ることができる。本開明により得られ
る効果を更に具体的に列挙すれは仄の夕日<である。
(1)入力1d号の走査繰返し冴度筺で尚速走査が可能
となり、最近の尚速測定に充分なスロ従性を持たせるこ
とができる。
(2)可変′訓側j回路に用いられる屯界効釆トフンジ
スタ(F E i” )等の非直線性を非線形回路の採
用により補正することができ、人力情+jV(対応する
出力信号のダイナミックレンジを拡大すること(11) ができる。
(3) ザンプリング・は号を利用してアナログゲート
を制御することにより口」゛変h1制御回路の利得を最
小にできるの″C1外米ノイズ件の影曽を除去すること
ができる。、
【図面の簡単な説明】
第1図は外径計の検出Hの・ゼイゾに対する設置図、第
2図は第1図の検出部を構J戊する検出器の設置d図、
第3図は従来の自動オD得制御回路の構成を示すブロッ
ク図、第4図は従来における出力′市圧特1タト図、第
5図は本発明の実施例をボすブロック図、第6図(A 
)、(13)、(0)、(1))、(1号)、ロバ)、
(0)、(IJ)、(1)、(J’)、(l()、(1
,)、(M)% (N)  の夫々は第5図の実施例の
谷部動作波形図、第7図は本発明に係る口」変制御回路
の回路図、第8図tゴ本発明に係る補正曲線図である8
゜2A、2B・・・検出器、3,5,135,15・・
増幅器、4・・・可変制御回路、6・・・ゲート、12
・トリガー回路、14・・スライス回路、16・・・比
軟回路、17.24・・・基準電圧発生凹陥、18・・
・遅処回路(12) 19.20・・タイマー回路、21−・・ザンプルホー
ルド(ロ)路、22・・非線形回路、23・加算回路。 代理人   鵜 沼 辰 之 (ほか2名) 第 1 図 1′ 第 2 テ 第6図 (N)514 m 第7図 + 第8図 第1頁の続き 0発 明 者 菊田武治 東京都板橋区蓮沼町75番1号東 京光学機械株式会社内 ■出 願 人 東京光学機械株式会社 東京都板橋区蓮沼町七五番−号 56一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11人力信号の立上りから一定時間だけ遅延させてサ
    ンプリング信号を生成する第1の信号処理部と、該回路
    より出力されるサンプリング信号のタイミングにより前
    記人力信号をホールトゝするサンプルホールド回路と、
    該サンプルホールド回路の出力信号に応じて非線形特性
    を有する補正信号を出力する第2のfg号処理部と、該
    第2の信号処理部の出力イg号を開側j信号として前記
    入力信号に基づく出力信号のレベルが一定値を保つよう
    に制御する可変制御回路とを具備することを特徴とする
    高速自動利得開側j(ロ)路。 (2)  前記入力信号が無信号状態の期間、前記第2
    の信号処理部の出力信号を前d己可変制御回路に入力さ
    せないアナログゲートを+IJ記第2の処理部の後段に
    設けることを特徴とする特1Ffasボの範囲第1項1
    己載の尚速自動利得副側I1g回路。 (3)  前記入力信号の入力端に苓1j]〕生回路を
    設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高
    速自動利得制御回路
JP18796581A 1981-11-24 1981-11-24 高速自動利得制御回路 Granted JPS5888611A (ja)

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JPS5888611A true JPS5888611A (ja) 1983-05-26
JPH0161162B2 JPH0161162B2 (ja) 1989-12-27

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006263796A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 管材の外面疵検出方法及び装置
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US7630151B2 (en) 2004-01-08 2009-12-08 Nidec Sankyo Corporation Lens drive unit
JP2013087039A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Ftb Research Institute Co Ltd 単結晶インゴット直径制御方法

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