JP2523207Y2 - 回転数検出装置 - Google Patents
回転数検出装置Info
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- JP2523207Y2 JP2523207Y2 JP49191U JP49191U JP2523207Y2 JP 2523207 Y2 JP2523207 Y2 JP 2523207Y2 JP 49191 U JP49191 U JP 49191U JP 49191 U JP49191 U JP 49191U JP 2523207 Y2 JP2523207 Y2 JP 2523207Y2
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- pulse
- data
- pulse width
- circuit
- rotation speed
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Description
【０００１】［考案の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本考案は、パルスピックアップセ
ンサーとパルスギアを用いた回転数検出装置で、特に回
転数の検出リップルの小さいディジタル回転数検出装置
に関する。
ンサーとパルスギアを用いた回転数検出装置で、特に回
転数の検出リップルの小さいディジタル回転数検出装置
に関する。
【０００３】
【従来の技術】回転機の回転数をディジタル信号として
検出する方式の一つとして、回転軸に取り付けたパルス
ギアの歯の動きをパルスピックアップセンサーにより検
出し、そのパルスの間隔を計測して回転機の回転数を演
算する方式が広く用いられている。
検出する方式の一つとして、回転軸に取り付けたパルス
ギアの歯の動きをパルスピックアップセンサーにより検
出し、そのパルスの間隔を計測して回転機の回転数を演
算する方式が広く用いられている。
【０００４】このような回転機の回転数検出装置の従来
例を図２に示す。図において、１は回転機、２はパルス
ギア、３はパルスピックアップセンサー、４はインバー
タ、５はクロック発生回路、６は第１カウンタ、７は第
２カウンタ、８はデータ切換回路、９は逆数演算回路、
10は計測タイミング発生回路である。
例を図２に示す。図において、１は回転機、２はパルス
ギア、３はパルスピックアップセンサー、４はインバー
タ、５はクロック発生回路、６は第１カウンタ、７は第
２カウンタ、８はデータ切換回路、９は逆数演算回路、
10は計測タイミング発生回路である。
【０００５】図３は図２で示す信号Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 の
信号波形を示す図であり、縦軸は信号レベル、横軸は時
間の経過を示す。
信号波形を示す図であり、縦軸は信号レベル、横軸は時
間の経過を示す。
【０００６】次に、図２及び図３についてその動作を説
明する。回転機１が回転すると、パルスピックアップセ
ンサー３からはパルスギア２の歯の動きに合わせ図３の
Ｓ1信号の様な矩形波が出力される。第１カウンタ６で
はＳ1 信号が１レベルのｔ1からｔ2 の時間にクロック
発生回路５からのクロック信号Ｓ3 をカウントしてパル
ス幅△ｔ1 を計測する。ディジタル値信号△ｔ1 はｔ3
において、データ切換回路８に読みとられ、さらに逆数
演算回路９により逆数をとられて回転数信号となる。同
様にＳ1 信号が０レベルのｔ2 からｔ4 までの△ｔ2 時
間はインバータ４により反転されたＳ2 信号と第２カウ
ンタ７により計測される。パルス幅△ｔ2 はｔ5 におい
てデータ切換回路８に読みとられ、さらに逆数演算回路
９により逆数をとられて回転数信号となる。データを読
みとった後のカウンタは次のカウントに備えてクリアさ
れる。データ読みとり、逆数演算、カウンタクリアのタ
イミングは計測タイミング発生回路10により制御され
る。
明する。回転機１が回転すると、パルスピックアップセ
ンサー３からはパルスギア２の歯の動きに合わせ図３の
Ｓ1信号の様な矩形波が出力される。第１カウンタ６で
はＳ1 信号が１レベルのｔ1からｔ2 の時間にクロック
発生回路５からのクロック信号Ｓ3 をカウントしてパル
ス幅△ｔ1 を計測する。ディジタル値信号△ｔ1 はｔ3
において、データ切換回路８に読みとられ、さらに逆数
演算回路９により逆数をとられて回転数信号となる。同
様にＳ1 信号が０レベルのｔ2 からｔ4 までの△ｔ2 時
間はインバータ４により反転されたＳ2 信号と第２カウ
ンタ７により計測される。パルス幅△ｔ2 はｔ5 におい
てデータ切換回路８に読みとられ、さらに逆数演算回路
９により逆数をとられて回転数信号となる。データを読
みとった後のカウンタは次のカウントに備えてクリアさ
れる。データ読みとり、逆数演算、カウンタクリアのタ
イミングは計測タイミング発生回路10により制御され
る。
【０００７】以上の動作をサイクリックに行えばＳ1 信
号の周期により回転数を検出できる。本方式によれば、
パルスギアが衝撃や振動に強く、取り外し再取付も簡単
などの多くの利点を有している。
号の周期により回転数を検出できる。本方式によれば、
パルスギアが衝撃や振動に強く、取り外し再取付も簡単
などの多くの利点を有している。
【０００８】
【考案が解決しようとする課題】しかし、上記のような
回転数検出器は、従来あまり精度を必要としない用途に
用いられてきた。それは回転数を計算するためのパルス
幅△ｔ1 、△ｔ2 の精度がパルスギアの加工精度によっ
て決まるからである。例えば良く使用される歯数60、ピ
ッチ円直径 200mmのものにおいて歯幅の加工精度はＪＩ
Ｓ０等級の最高グレードのものでも±５μｍである。Ｊ
ＩＳ８等級のものでは± 160μｍもある。これは例えば
△ｔ1 の精度に換算すると０級でも0.19％、８級では
6.1％になる。パルス幅の計測精度はクロックのＳ2 信
号の周波数を上げ、カウンタの桁数を大きくすれば 0.0
01％以上にも上げられる。パルスギアの加工精度は、大
きな誤差発生要因であった。パルス幅の誤差は回転数検
出値のリップル誤差となって現れる。
回転数検出器は、従来あまり精度を必要としない用途に
用いられてきた。それは回転数を計算するためのパルス
幅△ｔ1 、△ｔ2 の精度がパルスギアの加工精度によっ
て決まるからである。例えば良く使用される歯数60、ピ
ッチ円直径 200mmのものにおいて歯幅の加工精度はＪＩ
Ｓ０等級の最高グレードのものでも±５μｍである。Ｊ
ＩＳ８等級のものでは± 160μｍもある。これは例えば
△ｔ1 の精度に換算すると０級でも0.19％、８級では
6.1％になる。パルス幅の計測精度はクロックのＳ2 信
号の周波数を上げ、カウンタの桁数を大きくすれば 0.0
01％以上にも上げられる。パルスギアの加工精度は、大
きな誤差発生要因であった。パルス幅の誤差は回転数検
出値のリップル誤差となって現れる。
【０００９】最近は制御の高度化にともない回転数信号
だけではなく、回転数の加速度の信号を必要とする場合
も増えている。加速度の演算は回転数信号の微分をとる
ため、回転数信号にリップル誤差があると、それを増幅
して加速度にはさらに大きなリップル誤差を含んでしま
う。従来はフィルタでこのリップルを除去していたがフ
ィルタによる遅れで制御の応答が上げられないことや、
高加工精度のパルスギアが非常に高価であるなどの問題
があった。
だけではなく、回転数の加速度の信号を必要とする場合
も増えている。加速度の演算は回転数信号の微分をとる
ため、回転数信号にリップル誤差があると、それを増幅
して加速度にはさらに大きなリップル誤差を含んでしま
う。従来はフィルタでこのリップルを除去していたがフ
ィルタによる遅れで制御の応答が上げられないことや、
高加工精度のパルスギアが非常に高価であるなどの問題
があった。
【００１０】本考案は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的はパルスギアの加工精度によらずリップル
誤差の小さい高精度、高速応答の回転数検出の行なえる
回転数検出装置を提供することにある。 ［考案の構成］
で、その目的はパルスギアの加工精度によらずリップル
誤差の小さい高精度、高速応答の回転数検出の行なえる
回転数検出装置を提供することにある。 ［考案の構成］
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、回転機の回転軸に取り付けられたパルス
ギアと、前記パルスギアの歯の動きをディジタルのパル
ス信号として取り出すパルスピックアップセンサーと、
前記パルス信号のパルス幅の時間データを計測するカウ
ンタと、前記パルス幅データの逆数をとる逆数演算回路
とからなり，前記パルス幅の計測値から回転数を演算す
る回転数検出器において、所定の第１の数だけ最新の計
測したパルス幅データを蓄えるレジスタ回路と、前記蓄
えたパルス幅データのうち所定の第２の数のパルス幅デ
ータを用いて移動平均を計算する移動平均回路と、最新
のパルス幅データと同じパルスギアの歯の一回転前のデ
ータの比を求める比計算回路と、前記求めたデータの比
より移動平均データを補正する乗算回路とからなり，補
正後の移動平均データより回転数を演算するように構成
したことを特徴とするものである。
に、本考案は、回転機の回転軸に取り付けられたパルス
ギアと、前記パルスギアの歯の動きをディジタルのパル
ス信号として取り出すパルスピックアップセンサーと、
前記パルス信号のパルス幅の時間データを計測するカウ
ンタと、前記パルス幅データの逆数をとる逆数演算回路
とからなり，前記パルス幅の計測値から回転数を演算す
る回転数検出器において、所定の第１の数だけ最新の計
測したパルス幅データを蓄えるレジスタ回路と、前記蓄
えたパルス幅データのうち所定の第２の数のパルス幅デ
ータを用いて移動平均を計算する移動平均回路と、最新
のパルス幅データと同じパルスギアの歯の一回転前のデ
ータの比を求める比計算回路と、前記求めたデータの比
より移動平均データを補正する乗算回路とからなり，補
正後の移動平均データより回転数を演算するように構成
したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本考案の回転数検出装置は、回転数の変化を新
しく測定したパルス幅と１回転前に測定した同じ歯のパ
ルス幅の比から求めることにより、パルスギアの加工精
度によらず、リップル誤差の小さい高精度、高速応答の
回転数検出が行えるようにしたものである。
しく測定したパルス幅と１回転前に測定した同じ歯のパ
ルス幅の比から求めることにより、パルスギアの加工精
度によらず、リップル誤差の小さい高精度、高速応答の
回転数検出が行えるようにしたものである。
【００１３】
【実施例】以下、本考案の実施例を図１を参照して説明
するが、図２と同一部分は同一符号を付して説明する。
するが、図２と同一部分は同一符号を付して説明する。
【００１４】図１において、１は回転機、２はパルスギ
ア、３はパルスピックアップセンサー、４はインバー
タ、５はクロック発生回路、６は第１カウンタ、７は第
２カウンタ、８はデータ切換回路、９は逆数演算回路、
10は計測タイミング発生回路である。また11はレジスタ
回路、12は移動平均回路、13は比計算回路、14は乗算回
路である。データ切換回路８により読みとられたパルス
幅の計測値は読みとり順にレジスタ回路11に記憶され
る。このとき記憶される個数は次の移動平均のデータ数
の１／２と歯の数の２倍の数を合計した数である。この
個数だけ最新のデータを記憶する。比計算回路13は最新
のパルス幅とそれと同じ歯の一回転前のパルス幅の比を
計算する。計算式はｍ番目のパルスのｎ回目の計測値を
△ｔmnとすると、次式となる。 △ｔmn÷△ｔmn-1 …(1) 移動平均回路12は平均データ数をＡ個とすると、△ｔ
mn-1を中心として前後Ａ／２個のデータの移個平均をと
る。ただしＡはパルスギアの歯数以下の数で、パルスギ
アの加工誤差を考慮しても計測値が希望仕様の誤差にお
さまる数である。
ア、３はパルスピックアップセンサー、４はインバー
タ、５はクロック発生回路、６は第１カウンタ、７は第
２カウンタ、８はデータ切換回路、９は逆数演算回路、
10は計測タイミング発生回路である。また11はレジスタ
回路、12は移動平均回路、13は比計算回路、14は乗算回
路である。データ切換回路８により読みとられたパルス
幅の計測値は読みとり順にレジスタ回路11に記憶され
る。このとき記憶される個数は次の移動平均のデータ数
の１／２と歯の数の２倍の数を合計した数である。この
個数だけ最新のデータを記憶する。比計算回路13は最新
のパルス幅とそれと同じ歯の一回転前のパルス幅の比を
計算する。計算式はｍ番目のパルスのｎ回目の計測値を
△ｔmnとすると、次式となる。 △ｔmn÷△ｔmn-1 …(1) 移動平均回路12は平均データ数をＡ個とすると、△ｔ
mn-1を中心として前後Ａ／２個のデータの移個平均をと
る。ただしＡはパルスギアの歯数以下の数で、パルスギ
アの加工誤差を考慮しても計測値が希望仕様の誤差にお
さまる数である。
【００１５】一般にパルスギアの歯と歯の距離の精度
は、歯幅の加工精度と同じである。いくつか離れた歯同
士でも同じである。従って、パルス幅を平均化すること
により計測精度は向上する。データ個数Ａは次式で計算
される値以上で有れば良い。 Ａ＞（歯１個の加工誤差％）÷（希望仕様誤差） …(2) 平均化後のパルス幅を△Ｔm とすると乗算回路14、逆数
演算回路９により得られる回転数は次式となる。 １÷（△Ｔm ×△ｔmn÷△ｔmn-1） …(3) (3)式において１÷△Ｔは△ｔmn-1を計測した時点にお
ける高精度の平均回転数を現しており、パルスギアの歯
の加工精度の影響を無くしている。これを元に△ｔmnと
△ｔmn-1の比で補正を行うことにより、△ｔmn時の回転
数も高精度に求めることができる。これは△ｔmnも△ｔ
mn-1も同じ歯のパルスの幅を計測したものであり、歯の
加工の誤差が打ち消されるからである。
は、歯幅の加工精度と同じである。いくつか離れた歯同
士でも同じである。従って、パルス幅を平均化すること
により計測精度は向上する。データ個数Ａは次式で計算
される値以上で有れば良い。 Ａ＞（歯１個の加工誤差％）÷（希望仕様誤差） …(2) 平均化後のパルス幅を△Ｔm とすると乗算回路14、逆数
演算回路９により得られる回転数は次式となる。 １÷（△Ｔm ×△ｔmn÷△ｔmn-1） …(3) (3)式において１÷△Ｔは△ｔmn-1を計測した時点にお
ける高精度の平均回転数を現しており、パルスギアの歯
の加工精度の影響を無くしている。これを元に△ｔmnと
△ｔmn-1の比で補正を行うことにより、△ｔmn時の回転
数も高精度に求めることができる。これは△ｔmnも△ｔ
mn-1も同じ歯のパルスの幅を計測したものであり、歯の
加工の誤差が打ち消されるからである。
【００１６】次に、ｍ＋１番目のパルスの幅が計測でき
たら、データを更新して同様に移動平均と補正を行い、
△ｔ(m+1)n時の回転数を求める。このようにすれば連続
して高精度の回転数が求められる。また一般のフィルタ
のように検出に時間遅れを持つものではなく、△ｔmn計
測後すぐにその時点の回転数が求まる。
たら、データを更新して同様に移動平均と補正を行い、
△ｔ(m+1)n時の回転数を求める。このようにすれば連続
して高精度の回転数が求められる。また一般のフィルタ
のように検出に時間遅れを持つものではなく、△ｔmn計
測後すぐにその時点の回転数が求まる。
【００１７】なお、上記実施例ではレジスタ回路や逆数
回路のようなデジタル演算回路により構成する方法につ
いて述べたが、これに限定するものではなく、例えばタ
イマとデジタル信号入力を持ったワンチップマイコンで
はソフトウェアにより、各ブロックの処理を順次行うこ
とによっても実現できる。
回路のようなデジタル演算回路により構成する方法につ
いて述べたが、これに限定するものではなく、例えばタ
イマとデジタル信号入力を持ったワンチップマイコンで
はソフトウェアにより、各ブロックの処理を順次行うこ
とによっても実現できる。
【００１８】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
パルスピックアップセンサーとパルスギアを用いた回転
数検出装置において、回転数は仕様の精度を満たす様に
所定の数のパルス幅計測値の平均から高精度に求めるこ
とができ、回転数の変化は測定したパルス幅と一回転前
に測定した同じ歯のパルス幅の比で求めて補正するよう
にしたものであり、パルスギアの加工精度によらず、リ
ップル誤差の小さい高精度、高速応答の回転数検出が行
える。これにより回転数の微分をとって加速度を求める
用途でも誤差やリップルの無い加速度が高速に得られ
る。また、パルスギアの加工誤差の影響を受けないた
め、加工精度の悪い安価なパルスギアでも高精度の用途
に適用できる等の効果がある。
パルスピックアップセンサーとパルスギアを用いた回転
数検出装置において、回転数は仕様の精度を満たす様に
所定の数のパルス幅計測値の平均から高精度に求めるこ
とができ、回転数の変化は測定したパルス幅と一回転前
に測定した同じ歯のパルス幅の比で求めて補正するよう
にしたものであり、パルスギアの加工精度によらず、リ
ップル誤差の小さい高精度、高速応答の回転数検出が行
える。これにより回転数の微分をとって加速度を求める
用途でも誤差やリップルの無い加速度が高速に得られ
る。また、パルスギアの加工誤差の影響を受けないた
め、加工精度の悪い安価なパルスギアでも高精度の用途
に適用できる等の効果がある。
【図１】本考案の一実施例の構成図。
【図２】従来の回転機の回転数検出装置の構成図。
【図３】第２図で示す信号Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 の信号波形
図。
図。
１…回転機、２…パルスギア、３…パルスピックアップ
センサー、４…インバータ、５…クロック発生回路、６
…第１カウンタ、７…第２カウンタ、８…データ切換回
路、10…計測タイミング発生回路、11…レジスタ回路、
12…移動平均回路、13…比計算回路、14…乗算回路。
センサー、４…インバータ、５…クロック発生回路、６
…第１カウンタ、７…第２カウンタ、８…データ切換回
路、10…計測タイミング発生回路、11…レジスタ回路、
12…移動平均回路、13…比計算回路、14…乗算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 回転機の回転軸に取り付けられたパルス
ギアと、前記パルスギアの歯の動きをディジタルのパル
ス信号として取り出すパルスピックアップセンサーと、
前記パルス信号のパルス幅の時間データを計測するカウ
ンタと、前記パルス幅データの逆数をとる逆数演算回路
とからなり，前記パルス幅の計測値から回転数を演算す
る回転数検出器において、所定の第１の数だけ最新の計
測したパルス幅データを蓄えるレジスタ回路と、前記蓄
えたパルス幅データのうち所定の第２の数のパルス幅デ
ータを用いて移動平均を計算する移動平均回路と、最新
のパルス幅データと同じパルスギアの歯の一回転前のデ
ータの比を求める比計算回路と、前記求めたデータの比
より移動平均データを補正する乗算回路とからなり，補
正後の移動平均データより回転数を演算するように構成
したことを特徴とする回転数検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49191U JP2523207Y2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 回転数検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49191U JP2523207Y2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 回転数検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0496064U JPH0496064U (ja) | 1992-08-20 |
| JP2523207Y2 true JP2523207Y2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=31898526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49191U Expired - Fee Related JP2523207Y2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | 回転数検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523207Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4964112B2 (ja) | 2007-12-19 | 2012-06-27 | マブチモーター株式会社 | モータ特性取得装置 |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP49191U patent/JP2523207Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0496064U (ja) | 1992-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |