JP2784018B2

JP2784018B2 - 回転機械の性能をモニターするための装置及び方法

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Publication number: JP2784018B2
Application number: JP63305141A
Authority: JP
Inventors: ロナルド・ワイアット・ポッター
Original assignee: HP Inc
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1987-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: EP0323696B1; CA1325063C; DE3879451T2; EP0323696A3; DE3879451D1; US4912661A; EP0323696A2; JPH01195335A; DE3879451T3; EP0323696B2

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、機械の性能をモニターするための方法及び
装置、とりわけ、回転シャフト機械の性能をモニターす
るための方法及び装置に関連したものである。

（発明の技術的背景及びその問題点）回転機械の性能評価を向上させるため、均一な時間間
隔による代わりに、シャフト位置、またはシャフト位相
角によって回転機械の特性を表す性能を表示するのが望
ましいということが分かった。あいにく、回転機械に関
する性能データは、一般に、均一な時間間隔でつくり出
され、サンプリングが施される。シャフト位置または位
相角に基づくデータを生成するためには、時間に基づく
データを位相角に基づくデータに変換する仕方におい
て、均一な時間間隔のデータに処理を施さねばならな
い。

時間に基づく性能データは均一な時間位相データに変
換するため、先行技術に用いられた古典的手法では、そ
の変換を行うために多数のハードウェアコンポーネント
が利用されている。こうしたハードウェアには：シャフ
トの回転をモニターするセンサーと；シャフトの回転時
に発生するパルスを記録するカウンタと；データサンプ
リングに関連したエイリアシング・エラーを制限する１
つ以上のトラッキングアナログフィルター；及び、その
速度が時間に対し不定であるシャフトの回転と同期した
サンプリングパルスを発生するトラッキング比シンセサ
イザーが含まれる。トラッキング式アナログ・アンチエ
イリアシング・フィルターは、トラッキング比シンセサ
イザーと連絡をとってシャフト速度の変動に調整を加え
るため、複雑になり、従って、高価な設計になる。

トラッキング比シンセサイザーは、その固有の時間遅
れのため望ましくない。さらに詳述すると、トラッキン
グ比シンセサイザーには、同期化サンプリングパルスを
発生するオシレータと、位相ロック式ループ回路のよう
なオシレータ周波数を制御するフィードバック制御ルー
プが含まれている。フィードバック制御ループはシャフ
ト速度の変化を感知してからシャフトの速度変化に応答
するため、シャフト速度の変化とトラッキング比シンセ
サイザーの同期出力との間には時間遅れが生じることに
なる。この時間遅れの結果、先行技術によって用いられ
るモニター用ハードウェアは、実際の機械の状態に遅
れ、現在のシャフト速度に一致しない速度でデータサン
プリングを行っているという場合が起こり得る。オシレ
ータの周波数がドリフトして、所定のサンプリング周波
数から離れると、制御ループがエラーを補正することに
なる；しかしながら、この補正期間中に、システムにエ
ラーが入り込み、測定される入力データを汚し、ひずま
せることになる。同様に、フィードバック制御ループ
が、オシレータの周波数に補正を加えようとすると、目
標周波数をオーバシュートし、なおシステムのエラーが
生じる。このため、周波数が完全に補正されるまでに、
さらに時間遅れが生じることになる。

（発明の目的）本発明は、前述の欠点を克服することをめざしたもの
である。とりわけ、本発明は、多数の複雑で高価なハー
ドウェアコンポーネントを必要とせずに、シャフト位置
または位相角によって、回転機械の性能をモニターする
方法及び装置を提供するものである。本発明は、また、
こうしたハードウェアに関連した時間遅れを排除し、シ
ステムに入り込むエラー信号を減少させて、回転機械の
性能をモニターするための、費用有効性、応答性、及
び、精度がよりすぐれた方法が得られるようにするもの
である。

（発明の概要）本発明によれば、シャフト位相角に基づいて回転機械
の性能をモニターするためのトラッキング及び再サンプ
リング方法と、その方法を実施するための装置が得られ
る。１つ以上の測定装置が、高周波信号を除去する１つ
以上のアナログ・アンチエイリアシング・フィルターに
よってフィルターをかけられた、回転機械の性能データ
を送り出す。結果生じた回転機械の性能データは、アナ
ログ・デジタル（A/D）変換器で処理を施され、信号プ
ロセッサーがこれを受信する。信号プロセッサーは、均
一な時間インクリメントで、性能データのサンプリング
を行い、サンプル値（Sampled）性能データのデジタル
化波形を送り出す。サンプル値性能データは、信号プロ
セッサーによって補間され、実際の回転機械の性能デー
タに近似した、連続時間関数波形が発生する。さらに、
信号プロセッサーは、均一な回転シャフトの位相角のイ
ンクリメントに対応する時間に、連続時間関数波形の再
サンプリングを行う。

さらに、本発明によれば、連続時間関数波形の再サン
プリングは、第１と第２の速度限界の間の値を有する速
度トリガーによって開始する。速度トリガーの限界は:2
つ以上の順次同期パルスが既知の（できれば均一な）間
隔をあけたシャフト角度でトリガーされるセンサーによ
って発生する時間を測定することにより、回転機械のシ
ャフトの位相角と時間を関連づける多項式の係数を計算
することと；因数としての時間を伴わずに、速度を位相
角に関連づける式に、定数と、所定の限界位相角とを代
入することによって導き出される。この式は：時間につ
いて多項式の微分を行うことと；時間に関する微分式を
解くことと；その結果を位相角に関する多項式に代入す
ることとによって生成される。所定の限界位相角は、１
対の順次シャフト同期パルスに関連した、シャフト位相
角のセクターに等しく、その中心が中間同期パルスに関
連した位相角にくるのが望ましい、所定のシャフト位相
角のセクターに基づいて計算されるが、ただしこの制限
条件は、必要というわけではない。速度トリガー値は、
速度値が制限範囲内になるまで、所定の量ずつ速度値を
インクリメントすることによって導き出される。こうし
て導き出された速度トリガーは、あらかじめ導き出され
た、速度と位相角を関連づける式を用いて、位相角の解
を求めることによって、その関連位相角に変換される。
従って、補間連続時間関数の再サンプリングが施され
る。再サンプリング時間は、あらかじめ導き出された、
位相角と時間を関連づける多項式を用いて、時間の解を
求めることによって、決定される。最初の再サンプリン
グ時間は、速度トリガーに対応する位相角に基づくこと
も可能であるが、所望の場合には、再サンプリングは、
速度トリガーに対応しない時間に開始することが可能で
ある。後続の再サンプリング時間は、選択されたシャフ
ト位相角のセクターに関して生じたいくつかのデータポ
イントに基づく所定の回数だけ、所定の位相角増分で速
度トリガーの位相角をインクリメントすることに基づく
ものである。

本発明のもう１つの実施態様によれば、再サンプリン
グ時、速度トリガー位相角が所定の回数だけインクリメ
ントする前に、インクリメントされた速度トリガー位相
角が上限位相角に達する場合、１対の順次シャフト同期
パルスに関連したシャフト位相角のセクターだけ速度ト
リガー位相角を減少させることによって、速度トリガー
位相角を新しい値にリセットするのが望ましい。その
後、システムは、次のシャフト位相角同期パルスの発生
を待つ。次の同期パルスが発生すると、上記プロセス
は、速度トリガー値を求めるべきポイントまで反復され
る。新しい速度トリガーを計算するよりはむしろ、プロ
グラムは、リセット速度トリガーによって開始される再
サンプリングプロセスが継続する。前のセグメントのサ
ンプリングの済んでいない残りの部分について再サンプ
リングを施し、その関連データブロックが充填されるま
で、再サンプリングを継続する。リセット速度トリガー
に関連したデータブロックが充填されると、現在の速度
限界内における新しい速度トリガー値は：速度の増減を
判定し、チェックを行って、速度の増す場合には、イン
クリメントされたトリガー速度値が新しい上限を下まわ
るか否か、速度が低下する場合には、デクリメントされ
たトリガー速度値が新しい下限を上まわるか否かを確か
めることによって求められる。現在の限界内にあるデー
タサンプルは発生していないので、適合するチェックが
省かれる。結果として、新しい速度トリガーが発生し、
現在の限界間にあるデータサンプルが発生する。現在の
限界間にある所定数のデータサンプルが発生すると（す
なわち発生する時）、システムは、次のシャフト角同期
パルスを待つ。次のシャフト角同期パルスが生じると、
上記プロセスが繰り返される。

以上の説明からすぐ分かるように、本発明は回転機械
の性能をモニターするのに理想的に適している。信号プ
ロセッサーに利用されるソフトウェアによって、先行技
術のハードウェアでは容易に得られなかったパラメータ
の変化に対するフレキシビリティが得られる。さらに、
本発明によって、回転機械の性能をモニターする精度及
び応答性のよりすぐれた方法が得られる。これにより、
本発明は、先行技術によるモニター用ハードウェアの欠
点を克服し、同時に、工業及び商業における要求を満た
すことになる。

（発明の実施例）回転機械技術における熟練者には周知のように、その
設計を向上させるためには、回転機械の性能をモニター
する必要がある。回転機械の性能をモニターし、性能デ
ータを迅速に記録することによって、テストを受ける回
転機械のデータを設定された設計基準と比較することが
可能になる。この代わりに、テストデータを利用して、
同様の他の回転機械を設計するのに用いられるパラメー
タを設定することが可能である。回転機械のモニター技
術における熟練者は、回転シャフトの位相角（すなわ
ち、シャフト位置）によって、従って、時間と関係な
く、回転機械の性能データを分析したがるが、あいに
く、回転機械の性能データは、一般に、時間の関数とし
て送り出される。結果として、モニターされた性能デー
タは、時間領域の形から位相角の形に変換してから、分
析しなければならない。さらにあいにくなことには、位
相角と時間の関係は、回転速度が変動するシャフトの場
合、均一な時間増分でサンプリングされたデータが、不
均一な位相角増分でのデータサンプルと相関関係を有す
るようになっている。同様の条件で、逆の関係もまた真
である。均一な位相角増分は、不均一な時間増分と相関
関係をなす。

第１図に示す先行技術の場合、多数のハードウェアコ
ンポーネントとアナログ装置を利用することによって、
回転機械の性能データが時間領域から位相角領域に変換
される。さらに詳述すると、第１図は、従来、回転シャ
フト17を有する回転機械16の性能が１つ以上の測定装置
20によって測定されてきたことを示している。性能デー
タの生成時、シャフト17の回転をモニターするセンサー
18によって、シャフトの速度に関連した速度でパルスが
送り出される。センサー18に接続されたカウンタ19から
は、時間単位毎にセンサーから送り出されるパルス数を
カウントすることによって、シャフト速度のデータが送
り出される。測定装置20に接続された１つ以上のトラッ
キング式アナログ・アンチエイリアシング・フィルター
21が、高周波信号を除去することによって、測定装置20
から送り出された性能データを平滑化する。トラッキン
グ比シンセサイザー22が、センサーからシャフト速度の
パルスデータを受信し、シャフト17の回転と同期した一
連のサンプリングパルスを送り出す。トラッキング比パ
ルスは、アナログ・デジタル（A/D）変換器23に加えら
れる。トラッキング比シンセサイザー22は、また、トラ
ッキング式アナログ・アンチエイリアシング・フィルタ
ー21が、トラッキング比シンセサイザー22によって発生
するサンプリング周波数にそのフィルタリング帯域幅を
調整することができるようにする。トラッキング式アナ
ログ・アンチエイリアシング・フィルターの出力データ
は、A/D変換器23に加えられる。A/D変換器23は、トラッ
キング比シンセサイザー22によって確定した同期速度
で、トラッキング式アナログ・アンチエイリアシング・
フィルター21による平滑化を施された性能データのサン
プリングを行う。

トラッキング比シンセサイザー22は、同期パルスを発
生するオシレータと、位相ロックループ回路のような、
オシレータ周波数を制御するフィードバック制御ループ
を利用したものである。こうしたフィードバック制御ル
ープは、シャフト速度の変化を感知してから、シャフト
速度の変化に応答するため、シャフト速度の変化とトラ
ッキング比シンセサイザー22の同期出力との間に、時間
遅れが生じることになる。この時間遅れの結果として、
モニター用ハードウェア（第１図）は、実際の機械の性
能に遅れ、現在のシャフト速度と一致しない速度でのデ
ータサンプリングを行っている可能性がある。オシレー
タ周波数がドリフトして、あらかじめ選択されたサンプ
リング周波数から離れる場合には、制御ループがエラー
を補正する；ただし、このエラー期間中に、さらにエラ
ーがシステムに入り込むことになる。同様に、フィード
バック制御ループがオシレータ周波数の補正を行おうと
する時、目標周波数をオーバシュートし、さらにエラー
が生じて、このため、周波数の補正が完全にすむ前に、
さらに時間遅れが生じる可能がある。この時間遅れによ
って、テストデータにエラーが生じ、機械とオペレータ
がかなりの時間を要して、実際の回転機械の性能データ
にモニター用システムを調整できるようにすることが必
要になる。

本発明は、回転機械10の性能特性をモニターし、同様
に、多数の複雑かつ高価なハードウェアコンポーネント
の必要性を軽減させて、これにより、先行技術で用いら
れたハードウェア装置に関連する時間遅れ及びエラー信
号の原因を減少させることをめざしたものである。第２
図に示すように、本発明に従って形成される装置は：回
転機械10に関連したシャフト11の回転を感知するセンサ
ー12と；センサー12に接続されて、高周波信号を除去す
るアナログ・アンチエイリアシング・フィルター15と；
回転機械10の各種特性を測定する１つ以上の測定装置13
と；測定装置13に接続されて、高周波信号を除去する１
つ以上のアナログ・アンチエイリシング・フィルター15
と；フィルター15の出力をアナログ形式からデジタル形
式に変換するための１つ以上のA/D変換器24と；信号プ
ロセッサー14とから構成される。信号プロセッサー14
は、第３図及び第4A図〜第4E図に例示され、以下に解説
するような働きをするソフトウェアによって制御を受け
るデジタル信号プロセッサーが望ましい。本発明で用い
られるアナログ・アンチエイリアシング・フィルター15
は、先行技術で用いられるものほど複雑ではなく、従っ
て、それほどコストのかかる設計にはならない。先行技
術で用いられるフィルタとは異なり、本発明で用いられ
るアナログ・アンチエイリアシング・フィルター15は、
トラッキングタイプでなくてもかまわない。各種サンプ
リング速度に関する帯域幅の調整は、信号プロセッサー
14で行われる。

本発明による回転機械10の性能をモニターするための
トラッキング及び再サンプリング方法については、第３
図に示す機能ステップで概説する。各機能ステップは、
第4A図〜第4E図に例示し、以下で詳述する一連のサブス
テップにより実施される。第３図に示す最初のステップ
は、カウンタを所定の値にセットして、システムの初期
設定を行い、本発明の方法を実施するのに用いられる選
択された変数値を読み取り、記憶することである。第4A
図に関する下記説明からさらに明らかになるように、選
択される変数は、オペレータによって決められるか、あ
るいは、テストを受ける回転機械10とセンサー12の両方
または一方によって決まるかのいずれかである。

次の機能ステップは、時間に基づいて回転機械10の性
能データをサンプリングし、これを記憶し、同時に、回
転機械10のシャフトの回転時に、センサー12から送り出
される同期パルスを検出して、記憶することである。さ
らに詳述すると、A/D変換器24が、アナログ・アンチエ
イリアシング・フィルター15から送り出されるアナログ
信号を変換する。信号プロセッサー14は、A/D変換器24
の出力から送り出される回転機械の性能データに、均一
な時間間隔でサンプリングを施す。信号プロセッサー14
の内部クロックCLKがサンプリング時間を設定する。サ
ンプリングの結果、実際の回転機械の性能データに近似
したデジタル化波形が得られる。このデータは、後の再
サンプリングに備えて、信号プロセッサー14に記憶され
る。同時に、信号プロセッサーが、センサー12によって
送り出される同期パルスを求める。各同期パルスの到着
時間が測定を受け、記録される。同期パルスは、既知の
シャフト位相角で生じるため、その到着時間は、シャフ
トの位相角に関連している。使用環境に従って、シャフ
トの各回転毎にパルスが発生する。この場合、到着時間
は、シャフトの角度が０゜、360゜、720゜等の時点にな
る。代替案として、シャフトの各回転毎に、多数のパル
スが生じるようにすることも可能である。シャフトが回
転する毎に多数の同期パルスが生じるにもかかわらず、
ある最少数の同期パルスがセンサー12から送り出され
て、その到着時間が記憶されるまで、開始後、該方法
は、第３図に示す第２のステップにとどまることにな
る。本発明の本書に記載の実施例において選択された同
期パルスの最少数は、３つである。

第３図の次のブロックに示す、次の機能ステップは、
シャフトの位相角をテスト下の回転機械10に対応する時
間に関連づける多項式の係数を求め、また、その多項式
によって決まる曲線の特定のセグメントの限界を求める
ことである。この限界によって、再サンプリングを行う
範囲が決まる。さらに詳述すると、係数Ａ、Ｂ、及びＣ
がテストを受ける回転機械10の特定の多項式のセグメン
トにとって唯一のものとした場合に、 Φ＝At²＋Bt＋Ｃ（１）の形をとる二次多項式によって、回転シャフト11の位相
角Φを時間ｔに関連づけることが可能になる。本発明に
よれば、この係数の値は、３つの順次同期パルスの到着
時間と、関連する既知のシャフト位相角を用いて、３つ
の式を生成することにより求められる。３つの式は、周
知の数学的原理に従って同時に解かれ、係数Ａ、Ｂ、及
びＣの値が求められる。例えば、行列代数または代用代
数として知られる修正バージョンの行列代数を利用し
て、デジタル信号プロセッサー14により３つの式の解を
求めることが可能である。

さらに同期パルスの到着時間を利用して、回転機械10
のデータの精度を向上させることが可能である。必要以
上の同期パルスを用いる場合、もう１つの周知のプロセ
ス、すなわち、最小自乗推定を行列代数に関して用い、
多項式の係数について解を求めることができる、同様
に、より高次の多項式を利用して、テストを受ける回転
機械10の多項式のセグメントに関する精度を高めること
も可能である。こうした場合、反復処理を利用して、時
間に関する多項式を解くことができる。以上から明らか
なように、式（１）で既述の二次多項式は、回転機械10
の性能特性を求めるため、本発明の実施例で用いること
ができる多数の多項式のうちの一例にしかすぎない。

多項式の係数が決まると、信号プロセッサーが、デー
タの再サンプリングを行うことになる上限と下限を計算
する。この限界は、シャフトの速度に関して求められ、
二次多項式の場合、シャフトの速度が時間に対し線形に
変動するという仮定に基づいている。以下に述べるよう
に、この限界は：時間に関して式（１）を微分し；再整
理の結果を式（１）に代入して；その結果を簡単にする
ことによって求められる。結果得られる式は、位相角を
速度に関連づけるものであり、因数として時間を伴わな
い。速度限界は、その式に位相角の上限と下限を挿入し
て、その解を求めることによって決まる。位相角の上限
及び下限は、できれば、最初のパルスに関する位相角と
最後のパルスに関する位相角の間にくる、式（１）で決
まる曲線のセクターをカバーするように選択される。こ
のセクターは、その曲線の1/2をカバーし、その中心が
その曲線の中点にくるのが望ましいが、これは必須要件
ではない。

多項式の係数と速度限界が決まると、プログラムは次
のステップに進み、速度限界の間にある速度トリガーを
見つけることになる。（後述のように、速度トリガー
は、再サンプリングの開始に用いられる。）信号プロセ
ッサー14が、開始速度値をインクリメントし、その結果
をテストして、それが速度限界の間にあるか否かを確か
めることによって、速度トリガー値を求める。適正な速
度トリガーが見つかると、その速度トリガーは、因数と
して時間を伴わずに、速度と位相角を関連づける、再整
理によって位相角の解が求められる前述の式を利用し
て、速度の形式から位相の形式に変換される。

第３図に示す次の機能ステップでは、Ａ、Ｂ、及びＣ
の現在値に関連した式（１）の時間期間中に受信、記憶
されるサンプル値性能データの補間を行う。デジタル化
性能波形が、信号プロセッサー14で補間される。補間処
理は、実際には、デジタル化波形を平滑化して、連続時
間関数波形を生成するものである。

回転機械の性能データに関するデジタル化波形の補間
がすむと、信号プロセッサー14は、補間データの再サン
プリングを行う。再サンプリング処理を開始する時点
は、上述のようにして生じる速度トリガーの位相角によ
って決まる。さらに詳述すると、再整理によって時間に
関する解が求められる式（１）を利用して、速度トリガ
ーの位相角に関連した時間を求め、計算した時間につい
て、連続時間関数波形のサンプリングが行われる。その
後、速度トリガーの位相角を所定量ずつインクリメント
し、インクリメントした速度トリガーの位相角に関連し
た時間によって、時間についての解を求めるよう再整理
された式（１）を利用して、新しいサンプリング時間が
決められる。次に、この時間を利用して、もう１つのデ
ータサンプルが求められる。このプロセスは、あらかじ
め選択した数のデータサンプル（すなわち、データブロ
ック）を記憶するか、あるいはインクリメントした速度
トリガーの位相角が、該多項式のセグメントについて、
速度の上限に関連した位相角を超えるまで、繰り返され
る。最終結果は、均一な時間増分ではなく、均一な位相
角増分だけ間隔のあいた一連のデータサンプルが得られ
ることになる。

特定の速度トリガーについて、再サンプリング処理が
完了すると、プログラムは次の機能ステップにシフト
し、もう１つの速度トリガーを求めることになる。イン
クリメントしたトリガーの位相角が上限に関連した位相
角を超えることにより、再サンプリング処理が終了する
と、信号プロセッサー14は、もう１つのシャフト同期パ
ルスを求める。センサー12からもう１つの同期パルスが
送り出されると、デジタル信号プロセッサー14が、前述
のようにして、新しい１組の係数Ａ、Ｂ、及びＣと、新
しい上限及び下限を決める。その後、信号プロセッサー
は、新しい限界内にある速度トリガーを求めず、このス
テップをバイパスして、先行する限界の下方端から始ま
るデータの再サンプリングを開始する。再サンプリング
は、先行データブロックが満たされるまで、すなわち、
まだ充填されていない、１組のデータサンプルの残りの
部分が生成されるまで、前述のようにして継続して行わ
れる。この時点で、データサンプリングの制御を行うイ
ンクリメントした位相角は、先行する動作サイクルで、
データサンプリングを開始したポイントに位置すること
になる。これが生ずると、シャフトが加速するのか、あ
るいは、減速するのかによって、先行速度トリガー信号
のテストを行い、それが、新しい上限を下まわるか否
か、あるいは、新しい下限を上まわるか否かについて判
定を行う。テストが肯定の場合、新しい限界の間にくる
速度トリガーが求められ、該プロセスは反復される。

データブロックが満たされることによって、再サンプ
リングが終了すると、シャフトが加速するのか、あるい
は、減速するのかによって、現存の速度トリガーが同様
のテストを受け、それが現在の上限を下まわるか否か、
あるいは、現在の下限を上まわるか否かについて判定を
行う。この場合、限界は変化しないので、テストが否定
の場合には、デジタル信号プロセッサーは、新しい同期
パルスを求め、それから、前述のプロセスを繰り返す。

第4A図〜第4E図は、機能について第３図に例示し、以
上の解説を加えた本発明の方法を実施するため、デジタ
ル信号プロセッサー14が用いるのに適したプログラムに
ついて詳細を示す一連の流れ図である。第4A図に示すよ
うに、信号プロセッサー14が実施する最初のステップ
は、Ｑで表示の同期パルスカウンタと、CLKで表示のパ
ルス到着時間クロックをゼロにすることにより、システ
ムの初期設定を行うことである。Ｒで表示の速度トリガ
ーカウンターは、１に等しくなるようにセットする。さ
らに、初期設定処理の一部として、信号プロセッサー14
は、オペレータが適当な制御及び表示ユニットを介して
入力するデータを読み取り、記憶する。このデータに
は：センサー12が送り出す同期パルス間の位相角Φs;シ
ャフトの回転毎のパルス数P;再サンプリングのデータポ
イントの数を決めるデータブロックのサイズDBLK;及
び、データ記録されるシャフトの回転数Ｍが含まれてい
る。

初期設定後、第4A図に示すように、信号プロセッサー
14は、CLKのインクリメントによって制御される均一な
時間間隔で、アナログ・アンチエイリアシング・フィル
ター15の出力にサンプリングを施して、記憶する。同時
に、信号プロセッサーは、センサー12から送り出される
パルスの到着時間を求める。到着時間は、新しいパルス
が発生する毎にインクリメントする、すなわち、第２の
パルスの到着時間t₂が最初のパルスの到着時間t₁にな
り；第３のパルスの到着時t₃が第２のパルスの到着時間
t₂になり；新しいパルスの到着時間ｔが第３のパルスの
到着時間t₃になる、３数字表に記憶される。各パルスを
受信し、記憶すると、Ｑカウンタがインクリメントす
る。Ｑカウンタは、テストを受け、そのインクリメント
した値が２を超えるか（すなわち、Ｑ＞２）否かの判定
が行われる。このテストをパスすると、プログラムは、
第4B図に示す部分に進む。

第4B図に示すプログラムの一部の最初のステップは、
t₁、t₂、及びt₃とその関連シャフト位相角Φ_１、Φ_２、
及びΦ_３を用いて式（１）の係数Ａ、Ｂ、及びＣの値を
求めることである。さらに詳述すると、式（１）のよう
な二次多項式の係数の値を求めるには、３つの式を生成
するのに必要な変数の値を利用可能でなければならな
い。この場合、必要なデータの値は、既知のシャフト位
相角Φで生じる、センサー12から送り出されるパルスの
到着時間ｔによって得られる。例えば、シャフトの各回
転毎にパルスが発生する場合、Φ_０は０゜に等しくな
り、Φ_１は360゜に等しくなり、Φ_２は720゜に等しくな
り、Φ_３は1080゜に等しくなり、Φ_４は1440゜に等しく
なり、……t₁、t₂、及びt₃とその関連位相角を用いて、
３つの式の解を同時に求めると、Ａ、Ｂ、及びＣの値が
決まる。式（１）にこれらの値を代入すると、式（１）
を用いて、t₁とt₃の間にある任意の時間ｔに関連した位
相角Φを求めるのに用いることができる。

第4B図に示すプログラムの一部の次のステップでは、
求めたばかりの値Ａ、Ｂ、及びＣを利用して、再サンプ
リングが行われることになる、式（１）で決まる曲線の
セグメントの限界を求める。曲線全体を含め、曲線の任
意の部分は、その限界内におさまる可能性があるが、そ
の限界は、中心がt₂に関連した位相角のあたりにくる、
曲線の中央の半分を包含するのが望ましい。数学的に
は、これら限界は、下記の式で定義することが可能であ
る：ＬΦ＝0.5Φｓ（２）ＵΦ＝1.5Φｓ（３）ここで、Φｓは、同時パルス間の位相角であり、ＬΦ
は、t₁とt₂に関連した位相角の間における位相角の限界
であり、ＵΦは、t₂とt₃に関連した位相角の間における
位相角の限界である。既述目的のため、ＬΦは、本書で
は、下限位相角と呼び、ＵΦは、本書では、上限位相角
と呼ぶ。明らかに、ＵΦ及びＬΦは、相対位相角であ
り、一方、Φ_０、Φ_１、Φ_２、Φ_３、及びΦ_４等は、０
゜のような既知のポイントから連続して増大する絶対位
相角である。

第4B図に示すプログラムの次のステップでは、ＬΦ及
びＵΦを位相角の形式から相対速度の形式へRPMに関し
て変換する。この実施方法についてより明らかにするた
め、次に、変換公式の導出について述べる。

上述のように、二次多項式に基づく、本発明の本書に
記載の実施例、シャフト速度が時間に関して線形に変動
すると仮定したものである。この仮定により、式（１）
の最初の導関数をとると、同期周波数を導き出すことが
可能になる。結果生じる式は：ここで、Ａ及びＢは、あらかじめ導き出された多項式の
係数である。

回転毎の同期パルスＰとシャフト回転時に測定される
Φに関し、同期パルス周波数は、式（４）に因数60/Pを
かけることによって、毎分回転数（RPM）で表すことが
でき、下記の式が得られることになる：ｔについて式（５）の解を求め、ｔについての結果を
式（１）に代入すると、下記の式が得られることにな
る：すぐに分かるように、式（６）は、シャフトの速度（RP
Mに関し）とシャフトの位相角Φの間に、時間とは無関
係な関係を確立している。信号プロセッサー14は、式
（６）を利用し、第4B図の最後のステップに示すよう
に、ΦにＬΦとＵΦを代入して、その式を解くことによ
って、ＬΦとＵΦに関するトリガー速度の限界を設定す
る。

第4C図に示す、信号プロセッサー14が実施する次の一
連のステップは、速度の上限URPMと下限LRPMの間に位置
する、TRPMで表示の速度トリガーを求めることである。
このシーケンスにおける最初のステップは、妥当なTRPM
値が見つかると、下記方法でセットされ、データブロッ
ク（DBLK）が完全になると、クリアされる、TRIGで表示
のトリガーフラグをテストすることである。TRIGがセッ
トされる、すなわち、１に等しくなると、信号プロセッ
サー14は、第4C図に示すプログラムの一部をバイパス
し、第4D図に示すステップに進む。

第4C図に示すように、TRIGがクリアされると、速度ト
リガーTRPMの値が計算される。この計算には、ユーザー
が決める速度増分△RPM（すなわち、任意の値）だけ現
在のTRPM値を変化させることが含まれる。

第4C図に示すように、次のTRPM値は、式： TRPM＝Ｒ・△RPM （７）を用いて計算されるが、ここで、Ｒは、プログラムの初
期設定の部分で、１にセットされたＲカウンタの状態で
ある。後述するように、Ｒカウンタの状態は、プログラ
ムによって、現在の速度トリガーTRPMが速度の上限URPM
と下限LRPMの間にはないと判定される毎に、それぞれ、
インクリメントまたはデクリメントすることになる。変
化の方向は、計算した速度トリガーが、速度の上限と下
限の間にある領域に近づくようにするものである。従っ
て、TRPMは、上昇したり、低下したりする可能性があ
る。変化を生じさせる方法は、第4C図に示すプログラム
の一部に関する下記ステップによって決まる。

式（７）の計算がすむと、一連のテストによって新し
いTRPM値の評価が行われ、それがURPMとLRPMの間にある
か否かの判定が行われる。一連のテストの最初のステッ
プにおいて、回転機械10のシャフト11が加速するのか、
あるいは、減速するのか判定される。これは、URPMがLR
PM以上か否かを判定することによって行われる。URPMが
LRPM以上の場合、シャフト11の速度は上昇し、従って、
定義により加速することになる。これに反して、URPMが
LRPM以上にならない場合、シャフト11の速度が低下、す
なわち、減速する。シャフト11が加速する場合、信号プ
ロセッサー14は、次に、新しいTRPM値がLRPM以上か否か
について判定を行う。新しいTRPM値がLRPM以上にならな
い場合、TRPMはLRPM未満となり、従って、LRPMとURPMの
間にはないということになる。この場合、Ｒがインクリ
メントし、新しいTRPM値の計算が行われる。シャフトが
減速する場合、信号プロセッサーは、新しいTRPMの値が
LRPM以下か否かについての判定を行う。新しいTRPMの値
が、LRPM以下ではない場合には、TRPMは、LRPMを超え、
従って、LRPMとURPMの間にあることになる。この場合、
Ｒがデクリメントし、新しいTRPM値の計算が行われる。

シャフトが加速し、TRPMがIRPM以上という場合、TRPM
のテストが行われて、TRPMがURPM以下か否かについて判
定が下される。TRPMがURPM以下でなければ、TRPMは、LR
PMとURPMの間にないということになる。この場合、プロ
グラムは、次の同期パルスを求めるポイントへ移行する
（第4A図）。シャフトが減速し、TRPMがLRPM以下の場
合、TRPMをテストして、TRPMがURPM以上か否かについて
判定が行われる。TRPMがURPM以上でなければ、TRPMは、
LRPMとURPMの間にないということになる。この場合、プ
ログラムは、再び、次の同期パルスを求めるポイントに
移行する。

シャフトの加速または減速に関係なく、TRPMがLRPMと
URPMの間にあると分かれば、TRPMをテストして、それ
が、第4C図にTRPM′で表示の、すぐに実施するTRPMに等
しいか否かの判定が行われる。TRPMがTRPM′に等しけれ
ば、プログラムは、次の周期パルスを求めるポイントに
移行する。

TRPMがTRPM′に等しくないか、上記条件の他の全てが
満たされる場合、第4C図下方右側コーナ付近に示すよう
に、信号プロセッサー14は、TRPMに関連したトリガー位
相角ＴΦの計算を行う。この計算は、位相角Φについて
解を求めるように再整理された式（６）を利用し、RPM
にTRPMを代入して行われる。これを行うと、下記の式が
得られる：あらかじめ決められたＡ、Ｂ、Ｃ及びTRPMの値とＰの所
定の値を用いて、この式を解くと、TRPMに関連したトリ
ガー位相角ＴΦが求められる。

トリガー位相角ＴΦの計算後、現在の速度トリガーTR
PMは、TRPM′に等しくなるようにセットされ、再サンプ
リングカウンタに記憶されるカウント値は、１に等しく
なるようにセットされ、トリガーフラグTRIGが、セット
されることになる。

第4D図には、信号プロセッサーが実施する次のステッ
プのシーケンスが示されているが、これらは、補間及び
再サンプリングのステップである。最初のステップで
は、信号プロセッサー14が、再サンプリングを行うべき
ポイント数、すなわち、初期設定のステップにおいて、
オペレータが信号プロセッサー14に入力したデータブロ
ックDBLKのサイズの読取りを行う。信号プロセッサー14
によるDBLKの読み取り後、DBLKと、再サンプルカウンタ
に記憶されているカウント値CTRとの比較が行われる。C
TRがDBLK以下の場合、信号プロセッサー14は、第4D図に
示し、以下で解説を行う再サンプリングステップを続行
する。CTRがDBLK以上の場合には、再サンプリング処理
は完了する。この結果、トリガーフラグTRIGがクリアさ
れ、すなわち、０に等しくなるようにセットされ、プロ
グラムは、第4D図に示し、次に解説する再サンプリング
ステップをバイパスする。

CTRがDBLK以下の場合、現在のトリガー位相角ＴΦに
関連した、RTで表示の再サンプリング時間が、ｔの解が
得られるよう式（１）を再整理することによって得た式
を用いて計算される。第4D図に示すように、この式は、
次の形をとる：第4D図に示すシーケンスにおける次のステップでは、
サンプル値回転機械性能データの補間を行って、第5D図
に示す形の連続時間関数波形を発生する。さらに詳述す
ると、第5A図は、アナログ・アンチエイリアシング・フ
ィルター15のうちの１つの出力（第２図）から送り出さ
れるタイプのデータを表す波形である。第5B図は、第5A
図の波形のデータサンプルを抽出した均一な時間間隔を
表しており；第5C図は、データサンプルを表している。
第5D図は、第5C図に示したデジタル化波形の補間結果を
表すものである。この結果は、第5A図と第5D図との比較
からすぐに分かるように、実際の回転機械の性能データ
波形にほぼ従った連続波形が生じることになる。

補間技術の熟練者には周知の、多数のデジタル化波形
補間方法があるため、ここでは、特定の補間処理につい
ての説明は行わない。本発明の実際の実施例に用いられ
る特定の補間処理を他にもある中から選択するについて
は、経済的な側面と、必要とされる補間の精巧度に左右
されることになる。

サンプル値性能データの補間を行い、第5D図に示すタ
イプの連続時間関数波形が生じると、信号プロセッサー
14は、時間RTでこの連続時間関数波形の再サンプリング
を行い、再サンプリングの結果を記憶する。その後、第
4D図に示すように、TRPMに対応するＴΦがＰ・△Φｓず
つインクリメントするが、この場合、上述のように、Ｐ
は、シャフトの回転毎に生じるパルス数に等しく、△Φ
ｓは、記録データにおけるシャフトの回転数Ｍをデータ
ブロックのサイズDBLKで割ることによって求められる。
すなわち、新しいＴΦ値は、次の式に従って求められ
る：ＴΦ_new＝ＴΦ_old＋（Ｐ・△Φｓ）（10）次に、再サンプルカウンタに記憶されたカウント値CTR
がインクリメントする。

出力カウンタCTRがインクリメントすると、プログラ
ムは、インクリメントした位相角ＴΦ_newが現在の再サ
ンプリング範囲内にあるか否かの判定を行う。さらに、
詳述すると、ＴΦ_newのテストを行って、ＴΦ_newが、速
度の上限URPMに対応するＵΦ未満であるか否かについて
判定を行う。ＴΦ_newがＵΦを超えると、ＴΦ_newは、現
在の再サンプリング範囲内にないということになる。こ
の結果、プログラムは、第4D図に示す再サンプリング処
理を出て、第4E図に示され、以下に解説を行うステップ
の新しい速度トリガーのシーケンスを求めるサイクルに
進む。

ＴΦ_newがＵΦを超えなければ、信号プロセッサー14
は第4D図に示す再サンプリングを逆戻りする。さらに詳
述すると、DBLKを読み取り、インクリメントしたCTR値
のテストを行って、それがDBLK以下か否かについて判定
を下す。インクリメントしたCTR値がDBLK以下の場合、
ＴΦ_newに基づく新しいRT値が、式（９）を用いて求め
られる。次に、概略を示した手順を用いて、新しいRT時
間に新しいデータサンプルが生じ、この新しいデータサ
ンプルが記憶される。CTRが、まずDBLKを超える値に達
しない限り、新しいトリガー位相角ＴΦ_newがＵΦを超
えるまで、この一連のステップを反復し、超えた時点
で、信号プロセッサー14は、プログラムの再サンプリン
グ部分を出て、第4E図に示され、次に解説する。プログ
ラムの新しい速度トリガーのシーク（seak）部分に入
る。

プログラムの新しい速度トリガーのシーク部分におけ
る最初のステップは、ＴΦ_newのリセット、すなわち、
プログラムの再サンプリング部分の終了時に存在する再
サンプリングを制御する位相角のリセットである。ＴΦ
_newが、シャフト同期パルス間の位相角、すなわち、Φ
ｓに等しい位相角を引くことによってリセットされる。
従って、ＴΦ_newが、プログラムの再サンプリング部分
の終了時に、ＵΦを超えると、リセット値（ＴΦ）は、
ＴΦ_newがＵΦを超える同じ量だけ超えることになる
が、この量は、サンプルをインクリメントする位相角、
すなわち△Φｓにしかすぎない。

ＴΦのリッセト後、TRIGをテストして、ゼロに等しい
か否かについての判定を行う。TRIGがゼロに等しくな
い、すなわち、TRIGが１にセットされている場合、ＬΦ
の現在値とＵΦの現在値の間に位置する再サンプリング
セグメントに関連したデータブロック（DBLK）は、不完
全である。この場合、プログラムは、信号プロセッサー
14が次の同期パルスを求めるポイントに移行する（第4A
図）。次の同期パルスが発生するまで、プログラムはこ
の位置にとどまる。次の同期パルスが生じると、記憶さ
れたt₁、t₂、及びt₃の値が上述のようにして更新され
る。次に、新しい１組の係数Ａ、Ｂ、及びＣと、新しい
上限及び下限（URPM及びLRPM）が、やはり、上述の方法
で計算される。しかしながら、TRIGは、まだ、１にセッ
トされているため、速度トリガーを求めて、位相角に変
換するステップ（第4C図）が、バイパスされる。プログ
ラムは、サンプル値データを補間し、補間サンプルデー
タの再サンプリングを行うステップ（第4D図）に直接移
行する。従って、データの再サンプリングは、あらかじ
め計算されたＬΦの限界とＵΦの限界の間の、ＬΦの限
界の近くから開始される。カウンタ値CTRがDBLKを超え
るまで、再サンプリングが継続される。これが生じる
と、TRIGがゼロにセットされる。同一でない場合でも、
ＴΦ値（ＬΦプラス△Φｓの場合）は、まだ存在するTR
PMに関連したＴΦ値に近似する。この結果、ＬΦとＵΦ
の先行する値間の全範囲をカバーするデータサンプルが
発生し、記憶される。

TRIGが説明したばかりの方法でゼロにセットされる
と、プログラムは、再び、新しい速度トリガーのシーク
ステップに移行し（第4E図）、これにより、ＴΦ
_newは、前述の方法でリセットされる。（下記の解説か
らさらに明らかになるように、このリセッティングは、
この場合、無効である。）ＴΦ_newがリセットされる
と、TRIGのテストが行われる。TRIGは、この時点で１の
ため、プログラムは、信号プロセッサー14が次の同期パ
ルスを求めるポイントに移行しない。逆に、URPMとLRPM
の値を比較して、シャフト11が加速するのか、減速する
のか判定を行う。URPMがLRPMを超えると、シャフト11は
加速し、URPMがLRPM以下の場合には、シャフト11が減速
する。

シャフト11が加速する場合、テストを行って、TRPMの
現在値（すなわち、前のＬΦとＵΦの限界に関連したTR
PMの値）プラス△RPMがURPM（すなわち、現在のＵΦの
限界に関連したURPMの値）以下か否かについての判定を
行う。TRPM＋△RPMがURPM以下の場合、TRPMは、現在のU
RPM値未満になる。この場合、Ｒがインクリメントし、
プログラムは、減速トリガーを求めて、位相角に変換す
るプログラム部分に移行し（第4C図）、TRPMの計算が行
われて、さらに、テストを受け、LRPMとURPMの間に位置
するか否かの判定が下される。その後、上述のように、
TRPMは、LRPMとURPMの間になるまで、インクリメントし
て、ＴΦに変換され、ＴΦを用いて、再サンプリング処
理が開始される（第4D図）。

TRPM＋△RPMがURPM以下でなければ、TRPM＋△RPMは、
URPMを超えることになる。この場合、デジタル信号プロ
セッサー14は、次の同期パルスを求めるポイントに移行
する（第4A図）。

シャフト11が減速する場合、ほぼ同様の手順に従うこ
とになる。さらに詳述すると、テストを行って、TRPMの
現在の値（すなわち、前のＬΦとＵΦの限界に関連した
TRPM値）マイナス△RPMが、URPM（すなわち、現在のＵ
Φの限界に関連したURPM値）以上か否かについての判定
を行う。TRPM−△RPMがURPM以上の場合、TRPMは、現在
のURPM値を超える。この場合、Ｒがデクリメントして、
プログラムは、速度トリガーを求めて、位相角へ変換す
るプログラム部分に移行し（第4C図）、TRPMの計算が行
われて、さらにテストを受け、LRPMとURPMの間に位置す
るか否かの判定が行われる。その後、上述のように、TR
PMは、LRPMとURPMの間になるまでデクリメントして、Ｔ
Φに変換され、ＴΦを用いて、再サンプリング処理が開
始される（第4D図）。

TRPMがURPM以上でない場合、TRPM−△RPMは、URPM未
満になる。この場合、デジタル信号プロセッサー14は、
次の同期パルスを求めるポイント（第4A図）まで移行す
る。

第4E図に示す、新しい速度トリガーをシークするサブ
ステップについての前述の説明から分かるように、本質
的に、プログラムは、先行するＬΦとＵΦの限界の間に
おける不完全なサンプリングを終えると、新しい１組の
ＬΦとＵΦの限界の間で、再サンプリングを開始する。
現在の限界間における再サンプリングが完了すると、デ
ジタル信号プロセッサーは、次の同期パルスの検出まで
休止する。

要するに、本発明は、トラッキング及び再サンプリン
グ法と、位相角に基づき、機械の性能をモニターする装
置を提供するものである。第５図及び第６図は、本発明
の上述の実施例の動作を表す一連の波形である。第5A図
は、速度が変動する回転シャフト11を有する機械10の性
能データを示すものである。本発明によれば、均一な時
間にこのデータのサンプリングが行われ（第5B図）、デ
ジタル化波形が形成される（第5C図）。デジタル化波形
は補間され、連続時間関数波形（第5D図）を形成する。
速度が変動するシャフト11について、第5B図における均
一な時間増分は、不均一な位相角の増分と相関関係があ
る。第6A図〜第6D図に示すように、逆の関係もまた真で
ある。さらに詳述すると、時間領域とは対照的に、位相
領域の場合には、均一な位相角の増分（第6A図）によっ
て、デジタル化波形が発生し（第6B図）、これを補間す
ることで、速度の変動する回転シャフト11を備えた機械
10に関する性能データの連続時間関数波形が形成される
（第6C図）。均一な位相角の増分は、不均一な時間増分
に対応する（第6D図）。

以上の説明から分かるように、特定の多項式のセグメ
ントの再サンプリング時間RTは、リアルタイムの値では
ない。実際、RTの値は、特定の多項式のセグメントのt₁
に関連している。表示するためには、相対RT値は、その
RT値が属する多項式のセグメントに関連したt₁に加えな
ければならない。例えば、再サンプル値波形をリアルタ
イムで表示するには、本発明の上記方法で計算された相
対RT値は関連する多項式のセグメントの値ｔに加えられ
ることになる。このt₁の値は、本実施例に述べた方法の
開始時に、初期設定された（すなわち、ゼロにセットさ
れた）リアルタイムのクロック（CLK）によって利用可
能になる。RTに関するこれらリアルタイムの値が決まる
と、後続する多項式のセグメントに対応する次の１組の
RT値が、後続する多項式のセグメントに関連したt₁の値
に加えられる。このプロセスは、所望のリアルタイムの
曲線が得られるまで、反復される。

以上の説明から明らかなように、本発明は、回転機械
の性能をモニターするための、新しい、改良されたトラ
ッキング及び再サンプリング法を提供するものである。
本発明の望ましい実施例を示し、解説してきたが、もち
ろん、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各
種変更を加える（すなわち、ハードウェア及びソフトウ
ェアに）ことが可能である。さらに詳述すると、回転機
械10の特性を表す多項式は、本発明の望ましい実施例の
場合、二次多項式で表されているが（式１）、もちろ
ん、他の形式の多項式を利用して、テストを受ける回転
機械10を表すことができる。特定の次数の多項式は、特
定の状況に関する経済的側面と精度を前提条件として選
択され、従って、さらに明らかなように、開示の二次多
項式以外の多項式の利用は、本発明の精神及び範囲内に
あるものである。従って、本発明は、本書に詳述の方法
とは別の方法で実施することが可能である。

（発明の効果）以上説明したように、本発明を用いることにより、シ
ャフト位置または位相角に対する回転機械の性能を高精
度で測定することができると共に、複雑でなく、廉価に
装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転機械の性能をモニターするための従来装置
を示す簡略ブロック図、第２図は本発明による、回転機
械の性能をモニターするための装置の簡略ブロック図、
第３図は第２図に示すデジタル信号プロセッサの制御に
用いるのに適したトラッキング及び再サンプリング方法
を示すシステム流れ図、第4A図及至第4E図は第３図に示
す流れ図の形成に適したトラッキング及び再サンプリン
グ方法の詳細流れ図、第5A図及至第5E図は本発明のトラ
ッキング及び再サンプリング方法に従って処理されると
きの、各ステージにおける時間領域基軸信号波形を示す
図、第6A図及至第6D図は同じく、各ステージにおける位
相角基軸信号波形を示す図である。 10:回転機械、11:シャフト 12:センサー、13:測定装置 14:デジタル信号プロセッサー 15:アナログ・アンチエイリアシング・フィルター 24:A/D変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01M 1/00 G01M 13/00 G01M 19/00 G01H 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】次の（イ）〜（ハ）の各段階を備えて成
る、均一な位相角基準に対して回転シャフト機械の性能
に関するデータサンプルを発生する方法。（イ）回転機械へ結合された測定装置によって発生さ
れる前記回転シャフト機械の性能データを、既知の時間
基準上でサンプリングする段階。（ロ）前記既知の時間基準上でサンプルされた前記回
転機械の性能データを補間し、時間基軸連続波形を発生
する段階。（ハ）前記回転機械のシャフトの均一位相角に関連し
た時間基準上で前記時間基軸連続波形を再サンプリング
して、均一位相角基軸のデータサンプルを発生する段
階。
【請求項２】次の（ニ）〜（ヘ）の各段階を含む請求項
（１）記載の方法。（ニ）前記回転シャフト機械のシャフトに結合された
センサー手段によって発生される同期パルスを受けとっ
て、該同期パルスに前記回転シャフト機械のシャフトの
位相角と既知の関係を持たせる段階。（ホ）前記同期パルスの到着時間を決定する段階。（へ）前記同期パルス到着時間とシャフト位相角との
関係を用いて、前記同期パルス到着時間を前記シャフト
位相角に関係づける多項式の係数値を決定する段階。
【請求項３】次の（ト）〜（リ）を備えて成る、均一位
相角基準上で回転シャフト機械の性能に関係するデータ
を発生する装置。（ト）前記回転シャフト機械の選択されたパラメータ
を測定して関連するデータ信号を発生するための、少な
くとも１つの測定装置。（チ）前記回転シャフト機械のシャフトの回転率を検
知して、前記シャフトが既知の位相角位置にあるときに
同期パルスを発生するセンサー手段。（リ）前記少なくとも１つの測定装置に接続されて該
測定装置の出力を受け取り、前記センサー手段に接続さ
れて該センサー手段によって発生される同期パルスを受
け取る信号プロセッサーであって、前記信号プロセッサ
ーが、（ａ）前記少なくとも１つの測定装置によって発生さ
れた前記回転シャフト機械の性能データを既知の時間基
準上でサンプルし、（ｂ）前記同期パルス到着時間を決定し、（ｃ）前記同期パルス到着時間とシャフト位相角との
関係を用いて、前記到着時間を前記シャフト位相角に関
係づける多項式の係数値を決定し、（ｄ）前記サンプルされた回転機械性能データを補間
して時間基軸連続波形を発生し、（ｅ）前記時間基軸連続波形を前記回転機械のシャフ
トの均一位相角に関係する時間基準上で再サンプリング
して均一位相角基軸のデータサンプルを発生する、よう
にプログラムされた信号プロセッサー。