JP3473438B2 - Speed measuring device and its abnormality monitoring circuit - Google Patents

Speed measuring device and its abnormality monitoring circuit

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JP3473438B2
JP3473438B2 JP26490198A JP26490198A JP3473438B2 JP 3473438 B2 JP3473438 B2 JP 3473438B2 JP 26490198 A JP26490198 A JP 26490198A JP 26490198 A JP26490198 A JP 26490198A JP 3473438 B2 JP3473438 B2 JP 3473438B2
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acceleration
signal
circuit
abnormality
speed
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隆真 坂本
靖樹 岡嶋
啓志 青木
成悟 門田
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は発電機などの回転
体の回転速度、あるいは工作機械などの移動体の速度の
測定装置の異常を監視する回路の改良に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】発電機その他の回転機械あるいは移動体
において、その回転速度又は速度を検出する検出器と、
この検出信号を変換する変換回路(両方合わせて速度測
定装置という)は広く使用されている。以下、ここでは
回転機械を例として説明を行うが、移動体についても同
様である。回転速度の速度信号は、回転機械の速度のフ
ィードバック制御に使用されることが多いので、その検
出の異常はきわめて影響が大きく危険であるから、従来
から回転速度測定装置の動作を監視する回路が種々提案
されている。 【0003】図9は特公平7−69196号公報に開示
されているものと類似の従来の回転速度測定装置と、そ
の装置の異常の有無を監視する異常監視回路を示す構成
図である。図に於て、1は回転速度を検出する対象とな
る回転体で、例えば車両の走行速度を測定するための強
磁性体から構成されたギヤなどである。2は回転速度検
出器(検出器ともいう)でインダクタンス(L)成分を
有する電磁ピックアップ式センサを用いてギヤの変位に
伴う磁束密度変化を感知し、例えば回転速度に比例する
交流周波数またはパルス列を生じるものである。3は回
転速度検出器2からの出力を演算(アナログ信号または
ディジタル信号に変換)して速度信号60を出力する信
号処理回路である。 【0004】信号処理回路3は、検出器2に直流電流を
供給/遮断するためのスイッチング手段Sを含む電流印
加回路6、ノイズフィルタ13を有するコンパレータ4
1とそのしきい値設定手段44とを含み、検出器2から
の信号を前記しきい値に対するレベルの高低に応じて処
理する検出器信号変換回路4、検出器信号変換回路4の
出力を監視して信号処理回路3の全体としての作動状態
の正否を判別する異常判別処理回路5から構成されてい
る。スイッチング手段Sと検出器2とは、スイッチング
手段Sによって検出器2への電流供給を停止したとき
に、検出器2のインダクタンス成分の作用によって電流
供給時とは逆極性の電圧を発生させる逆電圧発生回路を
構成している。 【0005】次に動作について説明する。回転速度の検
出中は、回転速度検出器2が出力する交流又はパルス信
号はノイズフィルタ13を経由した後、コンパレータ4
1で整形される。整形されたパルス信号は図示しないf
/v変換回路(アナログ処理のとき)で回転速度に比例
する電圧信号に変換されるとか、あるいは図示しないカ
ウンタ回路(ディジタル処理のとき)によって回転速度
に応じた数値データに変換される。 【0006】回転速度検出器2は大きなインダクタンス
(L)を有しているため、インダクタンス(L)成分に
電流印加回路6から直流電流を流し、その後電流を遮断
するとインダクタンスの両端に極性が反転した電圧が発
生するという性質を有している。そこで、回転速度の検
出をしていないときに、あるいは回転速度の検出を行っ
ているときには一旦これを中止して、電流印加回路6の
スイッチング手段Sにより電源を一旦接続した後、遮断
し、このとき、コンパレータ41の出力値が極性反転す
れば(検出器2のコイルの両端に発生する信号があらか
じめ設定されている正否判別用のしきい値を超えれ
ば)、異常判別処理回路5で正常と判別し、スイッチン
グ手段Sにより電流を遮断したとき極性が反転しないと
きには異常(コイル又は配線の断線、短絡、あるいはコ
ンパレータの動作不良)と判別する。正常と判別した後
は再び回転速度の検出を行う。この判別を行っている間
は当然のことながら回転速度の検出は実施する事ができ
ない。検出器信号変換回路4はコンピュータやコントロ
ーラなどでも構成できるので、これら他の方法を総称し
て検出器信号処理手段と言う。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】従来の速度測定装置の
異常監視回路は以上のように構成され、検出器信号処理
手段が、速度の検出処理を行うときと、検出器及び信号
処理回路の異常判別を行うときとを時間的に使い分けて
いる(バッチ処理している)為、速度の測定と異常の判
別処理とを同時に実施する事ができない、そのため異常
の判別処理を常時行うという事ができないという問題が
あった。又、異常判別を常時行えるわけではないので、
異常が生じてから異常を検出するまでの時間が長くかか
る場合があるという問題があった。 【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、速度測定を実施しながら同時に
検出器及び信号処理回路の異常判別を実施できる、即
ち、異常の監視を常時行うことができる速度測定装置及
びその異常監視回路を得る事を目的とする。又、異常が
生じてから検出までの時間が短い異常監視回路を得るこ
とを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】この発明に係る速度測定
装置の異常監視回路は、移動体の移動によって交流周波
数信号又はパルス列信号を発生するコイルを有する検出
器と、前記交流又はパルス列信号をアナログ又はディジ
タルの速度信号に変換する速度演算手段とを有する速度
測定装置の異常を監視する異常監視回路であって、前記
速度測定装置の出力する前記速度信号から加速度信号を
算出する加速度演算手段と、この加速度信号をあらかじ
め定めた前記移動体の最大加速度と比較する加速度異常
判別手段とを有し、前記移動体の最大加速度が前記移動
体の速度の函数であるものである。 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1による移動体の速度測定装置、およびその
異常監視回路を図により説明する。本発明の対象とする
機械装置は回転体に限らず、移動体全般を対象とするも
のであるが、説明の都合上、実施の形態としては回転体
の回転速度計測を例として説明する。図1は回転速度測
定装置とその異常監視回路の構成図で、1は回転速度を
検出する対象となる回転体で、例えば車両の走行速度を
測定するための強磁性体から構成されたギヤなどであ
る。2は回転速度検出器(速度検出器)でインダクタン
ス(L)成分を有する電磁ピックアップ式センサを用い
てギヤの変位に伴う磁束密度変化を感知し、例えば回転
速度に応じて変化する交流周波数またはパルス列を生じ
るものである。 【0016】41は検出器2からの上記交流周波数また
はパルス列信号を波形整形するコンパレータ、42はコ
ンパレータ41の出力する整形された信号をアナログ又
はディジタル処理して速度信号60を出力する回転速度
演算回路(回転速度演算手段)である。9は回転速度測
定装置(速度測定装置)で回転速度検出器2とコンパレ
ータ41と回転速度演算回路42を含んでいる。ただ
し、コンパレータ41は回転速度演算回路42の動作を
確実にし、低い速度まで安定した信号出力を得るために
必要なものであり、測定すべき回転速度範囲の仕様によ
っては必ずしも必要ではない。 【0017】50は異常監視回路であり、回転速度測定
装置9の速度信号60(回転速度演算回路42の出力と
同じ)を時間微分処理して回転加速度(以下、この発明
でいう加速度には減速度も含んでいる)の演算を行う回
転加速度演算回路51(加速度演算手段)と、この加速
度信号の正否を判別する加速度異常判別回路52(加速
度異常判別手段)から構成されている。61は加速度異
常判別回路52が出力する異常告知信号である。加速度
異常判別回路52は加速度信号の絶対値があらかじめ定
めた範囲(Amax)以内のものか否かを比較判別する
比較回路である。 【0018】次に動作について説明する。回転体1が回
転して回転速度検出器2から回転速度に比例した周波数
の交流またはパルス信号が出力される。そしてコンパレ
ータ42により、より完全な(パルス波高値が回転速度
によって変動しない)パルス波形に整形される。 【0019】回転速度演算回路42は単位時間当たりの
パルス数を計数し、回転体1の回転速度を演算してアナ
ログ電圧信号(またはディジタルデータ信号)60とし
て出力する。回転加速度演算回路51は単位時間当りの
速度信号の変化である加速度の絶対値A(前述の通り減
速度も含む)を算出する。 【0020】ところで、すべての回転機械(移動機械も
同様)はその重量、あるいは駆動装置の最大仕事率、外
部から加わるトルク、などにより加速度(減速度)の最
大値Amaxをあらかじめ知る事ができる。速度信号6
0が出力されているとき、検出器2、検出器2の信号ラ
イン、コンパレータ41、回転速度演算回路42のいず
れか、即ち回転速度測定装置9の構成要素のいずれかが
断線、短絡、故障などになった場合、たいていの場合は
加速度信号の絶対値AがAmaxを超えるので、加速度
異常判別回路52は回転速度測定装置9の異常を判別す
る事ができる。 【0021】図1の回転速度測定装置9とその異常監視
回路50は、回転速度の測定を行いつつ、回転速度検出
器2を含めた回転速度測定装置9の正常/異常の判定を
行う事ができる。しかも、速度信号60が出力されてい
る間は常に監視しているので異常が発生したときに検出
が遅れるということがない。 【0022】実施の形態2.実施の形態1の図1の説明
における、あらかじめ定めた加速度の上限値Amaxと
は、必ずしも一定の値でなければならぬという事ではな
い。図2に回転機械の正常な状態における最大加速度の
一例を示し、正回転+N、逆回転−Nの範囲において、
最大加速度と最大減速度とを示すもので、一般的に低速
時ほど加減速度が大きい。このような曲線をAmaxと
して加速度異常判別手段52を動作させるための回路構
成を図3に示す。ただし図3は一部分のみを記載したも
ので、図示しない部分は図1と同じである。図3におい
て40は速度信号60によって図2に示す函数Amax
を出力する函数発生回路で、この種の回路技術はよく知
られているので詳細な説明を省略する。 【0023】函数発生回路40により、最大加速度をよ
り実際の機械に正確に合わせたものにする事によって、
正常/異常の判別をより正確に行う事ができる。 【0024】実施の形態3.加減速度を監視する他の方
法の構成を図4に、図4の動作を説明するためのタイム
チャートを図5に示す。図において54はコンパレータ
41の出力パルス列の各パルスの時間間隔tn(周期)
を常時計測し、この時間間隔の変化から加減速度を直接
算出する周期時間変化算出回路である。この動作を図5
によりさらに詳しく説明する。図5はコンパレータ41
の出力パルス列を示しており、各パルスが出力された瞬
間の瞬時回転速度をN1,N2,……Nnで表す(もち
ろんNはその瞬間には計測できない)。そして各パルス
間の時間間隔を、図中に示すt1,t2,……tnで表
す。このときNとtとの間には、1つのパルス発生位置
と次のパルス発生位置の間の物理的距離が、どのパルス
についても同一であるという前提の下に、tn≒1/N
nなる関係が成立している。 【0025】回転速度がN(n-1)からN(n)へと変化す
る瞬間の加速度は 加速度={(N(n)−N(n-1))}/(tn)となる。
これを変形して 加速度={t(n-1)−t(n)}/{(t(n)2・t(n-1)} 即ち、パルス時間間隔を計測すれば加速度を算出する事
ができる。周期時間変化算出回路54は上式の計算を各
パルス毎に実行し、各パルス毎に瞬時加速度を算出でき
る。そして加速度異常判別回路52はこの加速度を常時
監視し、Amaxと比較する。 【0026】上記の説明では各パルス間の時間を計測す
ると説明したが、使用する計算機の能力によってはパル
ス2個毎とか、10個毎に行ってもよい事は当然であ
る。図4の方法によれば加速度の計測を回転速度演算回
路42を経由することなく実行するので、回転速度演算
回路42の異常を検出できない代わりに、検出器2に異
常が生じたときの異常の検出がそれだけ早くなるという
効果が得られる。 【0027】実施の形態4.図6はこの発明の実施の形
態4の回転速度計測装置とその異常検出回路を示す図で
ある。図において1は回転体、2は回転速度検出器、9
は回転速度計測装置、59は異常監視回路である。図1
と同符号のものは同一又は類似のものを示すので詳細な
説明は省略する。回転速度計測装置9は検出器2の信号
中から直流成分をカットするDCカットフィルタ43
(コンデンサc1と抵抗R2)を有している。 【0028】異常監視回路59は検出器断線検出用電源
Vfに接続された抵抗R1、この抵抗R1に接続された
定電流ダイオード16からなる電流印加回路6と、この
電流印加回路6の出力を検出器2のコイルに印加するフ
ォトカプラ71とを有し、又、フォトカプラ71の出力
と電源Vpに接続されたプルアップ抵抗R3からなる電
流監視回路7と、この電流監視回路7の出力を常時監視
して異常があれば異常告知信号61を出力する検出器断
線判別回路55(検出器断線判別手段)とを有してい
る。 【0029】図6のものの動作について図7により説明
する。図7は図6の回転計測装置9内のa点、b点の波
形、及び異常監視回路59のc点における波形、ならび
にDCフィルタ43の出力部の波形を示したものであ
り、図7aは図6のa点の電圧波形、図7bは同じくb
点のコンパレータ41の出力波形、図7cは同じくc点
の電流監視回路7の出力波形を示している。またフィル
タ波形はDCフィルタ43の出力波形である。 【0030】回転体1の回転により回転速度検出器2か
ら図7aの検出器出力が出力される。検出器2には電流
印加回路6から常時微弱な直流電流が供給されていて、
検出器2の出力にはこの直流が重畳されているが、DC
フイルタ43により直流分がカットされて(微分されて
位相が90度進む)コンパレータ41に入力される。b
点の電圧はDCフィルタ43の後の電圧がゼロを上回る
ときコンパレータ41の出力の最大値となり、下回ると
きは最小値となる。図示していないがコンパレータ41
にはしきい値設定手段を設ける事が望ましい。回転速度
演算回路42は単位時間当たりのコンパレータ出力パル
ス数を計数し回転速度を算出する。 【0031】c点の電圧は、検出器2の出力電圧が検出
器断線検出用電源の電圧Vfと抵抗R1、定電流ダイオ
ード16、フォトカプラ71などのドロップ電圧により
決定される監視電圧Vw(図7a中に記載)を下回ると
き、フォトカプラ71の電流が十分なレベルとなってフ
ォトカプラ71がオンし、c点電圧がグランドレベルと
なる。検出器出力電圧が上記電圧Vwを上回るとフォト
カプラ71はオフし、c点の電圧はプルアップ電圧Vp
となる。なお、検出器2が図示するような構成の電磁ピ
ックアップ方式の場合、回転体1の回転数が低くなるに
つれ出力電圧も小さくなるので、回転速度があるレベル
以下ではc点の電圧は連続的にグランドレベルを保持す
る。 【0032】ここで検出器2が図7の時刻Tに断線した
とすると、電流印加回路6からDCフィルタ43のコン
デンサc1へ充電されて、a点電圧が上昇しVwに達し
たときフォトカプラ71がオフしてc点電圧はプルアッ
プ電圧に上昇する。コンパレータ41の出力b点の波形
は時刻Tの直後は最大となるが、やがてコンパレータ4
1への入力がなくなるのでこれに対応したレベルとな
る。(コンパレータは一般的に出力が反転する入力レベ
ルに近いレベルの入力に対しては、温度ドリフトなどの
影響によって出力が高低いずれになるかは不明確であ
る。) 【0033】検出器断線判別回路55はc点の電圧がグ
ランドレベルとプルアップ電圧Vpを最小、最大とする
パルス波である間は検出器2が正常であると判断し、V
pレベルとなる時間があらかじめ設定する時間以上長く
続くときは断線と判断する。ここで所定の時間とはもっ
とも遅い回転速度においてc点の電圧が検出器2の出力
によってプルアップレベルに保持される最長の時間より
少し長い時間である。回転停止中にはc点電圧はグラン
ドレベルになっているから誤警報が出る事はない。そし
て回転停止中でも断線すれば検出できる。 【0034】以上のように、図6の異常判別回路59は
検出器2に常時電流を流す電流印加回路6と、その電流
を監視する電流監視回路7及び検出器断線判別回路55
を設けたので、回転速度の測定と検出器異常判別を同時
に実行可能であり、又、回転速度の大小に関係なく検出
器の異常が監視できるという点で信頼性が高い。なお、
定電流ダイオード16は抵抗や定電流制御回路、もしく
はチョークコイルに置換可能であり、又、フォトカプラ
71は公知の電流検出回路と置換する事が可能である。 【0035】実施の形態5.図8は実施の形態1(図
1)の信号の加速度を監視するものと、実施の形態4
(図6)の検出器に流す直流電流を監視するものとを同
時に実施したものである。図6のものはその時の速度レ
ベルに関係なく監視ができるものの、断線と判別するま
でにあらかじめ定めた所定の時間待つ必要がある。一
方、図1のものは加速度信号が図2の範囲を逸脱すれば
直ちに異常と判断できるので判別が早いけれども低速領
域では回転信号が得られない場合がある(前述の電磁ピ
ックアップ)ので監視できないという点で、それぞれ一
長一短があるが、図8のように両者を併設する事でこの
欠点をカバーしあう事ができる。 【0036】以上の説明において、対象となる機械は回
転体で、速度とは回転速度であるとして説明を行った
が、例えば工作機械のラックギャや、リニアモータカー
などの地上コイルから得られる直線動作パルスをもとに
直線速度を測定するものに応用可能である事は自明であ
る。この場合、各実施の形態において説明した回転速度
検出器2は速度検出器、回転速度測定装置9は速度測定
装置、回転速度演算回路42は速度演算回路(速度演算
手段)、回転加速度演算回路51は加速度演算回路(加
速度演算手段)、と読み替えるのが適切である。また、
以上に説明した各実施の形態に図示したすべてのハード
ワイアード回路はコンピュータやコントローラを用いた
インテリジェントシステムに置換する事ができることは
明らかである。 【0037】 【0038】【発明の効果】 この発明の異常監視回路は速度信号出力
の加速度を監視しているので、検出器の異常だけでなく
回転速度演算手段の異常をも監視する事ができるという
効果が得られる。 【0039】又、加速度の監視には比較する最大加速度
を、速度の函数として扱っているので、異常の監視を正
確に行う事ができる。 【0040】 【0041】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a circuit for monitoring a rotational speed of a rotating body such as a generator or an abnormality of a measuring device of a moving body such as a machine tool. It is about. 2. Description of the Related Art In a generator or other rotating machine or a moving body, a detector for detecting the rotating speed or speed of the generator,
A conversion circuit for converting this detection signal (both are referred to as a speed measuring device) is widely used. Hereinafter, a description will be given of a rotating machine as an example, but the same applies to a moving body. Since the speed signal of the rotation speed is often used for feedback control of the speed of the rotating machine, an abnormality in its detection is extremely significant and dangerous, so a circuit that monitors the operation of the rotation speed measurement device has conventionally been used. Various proposals have been made. FIG. 9 is a configuration diagram showing a conventional rotation speed measuring device similar to that disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-69196 and an abnormality monitoring circuit for monitoring the device for abnormalities. In the figure, reference numeral 1 denotes a rotating body whose rotation speed is to be detected, such as a gear made of a ferromagnetic material for measuring a running speed of a vehicle. Reference numeral 2 denotes a rotational speed detector (also referred to as a detector) that detects a change in magnetic flux density due to gear displacement by using an electromagnetic pickup type sensor having an inductance (L) component, and detects, for example, an AC frequency or a pulse train proportional to the rotational speed. Is what happens. Reference numeral 3 denotes a signal processing circuit for calculating (converting to an analog signal or a digital signal) an output from the rotation speed detector 2 and outputting a speed signal 60. The signal processing circuit 3 includes a current application circuit 6 including switching means S for supplying / cutting a DC current to the detector 2 and a comparator 4 having a noise filter 13.
1 and a threshold value setting means 44 for processing the signal from the detector 2 according to the level of the threshold value, and monitoring the output of the detector signal conversion circuit 4 The signal processing circuit 3 includes an abnormality determination processing circuit 5 that determines whether the operating state of the entire signal processing circuit 3 is correct or not. The switching means S and the detector 2 are configured such that when the current supply to the detector 2 is stopped by the switching means S, a reverse voltage that generates a voltage having a polarity opposite to that at the time of the current supply due to the action of the inductance component of the detector 2. It constitutes a generating circuit. Next, the operation will be described. During the detection of the rotation speed, the AC or pulse signal output from the rotation speed detector 2 passes through the noise filter 13 and then is output from the comparator 4.
Formatted as 1. The shaped pulse signal is represented by f (not shown).
The signal is converted into a voltage signal proportional to the rotation speed by a / v conversion circuit (at the time of analog processing), or is converted into numerical data corresponding to the rotation speed by a counter circuit (at the time of digital processing) not shown. Since the rotation speed detector 2 has a large inductance (L), when a DC current is supplied from the current application circuit 6 to the inductance (L) component, and then the current is cut off, the polarity is inverted at both ends of the inductance. It has the property of generating a voltage. Therefore, when the rotation speed is not detected or when the rotation speed is detected, the operation is temporarily stopped, the power supply is once connected by the switching means S of the current application circuit 6, and then the power supply is cut off. At this time, if the output value of the comparator 41 is inverted (if the signal generated at both ends of the coil of the detector 2 exceeds a preset threshold value for validity determination), the abnormality determination processing circuit 5 determines that the abnormality is normal. If the polarity is not reversed when the current is cut off by the switching means S, it is determined that an abnormality has occurred (disconnection of the coil or wiring, short circuit, or malfunction of the comparator). After determining that the rotation speed is normal, the rotation speed is detected again. Naturally, the rotation speed cannot be detected during this determination. Since the detector signal conversion circuit 4 can be constituted by a computer, a controller, or the like, these other methods are collectively called detector signal processing means. The abnormality monitoring circuit of the conventional speed measuring apparatus is constituted as described above. The detector signal processing means performs the speed detection processing and the detector and signal processing means. Since the time when the abnormality of the circuit is determined is differently used in time (batch processing), the speed measurement and the abnormality determination process cannot be performed simultaneously. Therefore, the abnormality determination process is always performed. There was a problem that I could not do things. Also, since it is not always possible to determine the abnormality,
There has been a problem that it may take a long time from the occurrence of the abnormality to the detection of the abnormality. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is possible to simultaneously determine the abnormality of the detector and the signal processing circuit while measuring the speed, that is, always monitor the abnormality. It is an object of the present invention to obtain a speed measuring device and an abnormality monitoring circuit thereof. It is another object of the present invention to provide an abnormality monitoring circuit in which the time from occurrence of an abnormality to detection is short. An abnormality monitoring circuit for a speed measuring apparatus according to the present invention comprises: a detector having a coil for generating an AC frequency signal or a pulse train signal by moving a moving body; speed and a speed calculation means for converting the signal to an analog or digital speed signal
An abnormality monitoring circuit that monitors an abnormality of the measuring device, comprising: acceleration calculating means for calculating an acceleration signal from the speed signal output by the speed measuring device; and comparing the acceleration signal with a predetermined maximum acceleration of the moving body. possess an acceleration abnormality determination means for, the maximum acceleration is the movement of the movable body
It is a function of the speed of the body . DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a moving body speed measuring apparatus and an abnormality monitoring circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The mechanical device to which the present invention is applied is not limited to a rotating body but is intended for a moving body in general. However, for convenience of explanation, the embodiment will be described by measuring the rotating speed of the rotating body as an example. FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation speed measuring device and its abnormality monitoring circuit. Reference numeral 1 denotes a rotating body whose rotation speed is to be detected, such as a gear made of a ferromagnetic material for measuring a running speed of a vehicle. It is. Reference numeral 2 denotes a rotation speed detector (speed detector) that detects a change in magnetic flux density due to gear displacement using an electromagnetic pickup type sensor having an inductance (L) component, and for example, an AC frequency or a pulse train that changes according to the rotation speed. Is caused. Reference numeral 41 denotes a comparator for shaping the waveform of the AC frequency or pulse train signal from the detector 2. Reference numeral 42 denotes a rotational speed calculating circuit for analog or digitally processing the shaped signal output from the comparator 41 and outputting a speed signal 60. (Rotation speed calculation means). Reference numeral 9 denotes a rotation speed measurement device (speed measurement device) including the rotation speed detector 2, a comparator 41, and a rotation speed calculation circuit. However, the comparator 41 is necessary for ensuring the operation of the rotation speed calculation circuit 42 and obtaining a stable signal output up to a low speed, and is not always necessary depending on the specification of the rotation speed range to be measured. Reference numeral 50 denotes an abnormality monitoring circuit, which performs time differentiation processing on the speed signal 60 (same as the output of the rotation speed calculation circuit 42) of the rotation speed measuring device 9 to reduce the rotation acceleration (hereinafter referred to as acceleration in the present invention). A rotation acceleration calculation circuit 51 (acceleration calculation means) for calculating the acceleration signal (including speed) and an acceleration abnormality determination circuit 52 (acceleration abnormality determination means) for determining whether or not the acceleration signal is correct. Reference numeral 61 denotes an abnormality notification signal output from the acceleration abnormality determination circuit 52. The acceleration abnormality determination circuit 52 is a comparison circuit that determines whether the absolute value of the acceleration signal is within a predetermined range (Amax). Next, the operation will be described. The rotating body 1 rotates, and an alternating current or a pulse signal having a frequency proportional to the rotation speed is output from the rotation speed detector 2. The comparator 42 shapes the pulse waveform into a more complete pulse waveform (the pulse peak value does not fluctuate with the rotation speed). The rotation speed calculation circuit 42 counts the number of pulses per unit time, calculates the rotation speed of the rotating body 1 and outputs it as an analog voltage signal (or digital data signal) 60. The rotation acceleration calculation circuit 51 calculates the absolute value A of acceleration (including the deceleration as described above), which is a change in the speed signal per unit time. By the way, the maximum value Amax of the acceleration (deceleration) of all the rotating machines (the same applies to the moving machines) can be known in advance by the weight, the maximum power of the driving device, the torque applied from the outside, and the like. Speed signal 6
When 0 is output, one of the detector 2, the signal line of the detector 2, the comparator 41, and the rotation speed calculation circuit 42, that is, any one of the components of the rotation speed measurement device 9 is disconnected, short-circuited, failed, or the like. In most cases, since the absolute value A of the acceleration signal exceeds Amax, the acceleration abnormality determination circuit 52 can determine the abnormality of the rotation speed measuring device 9. The rotation speed measuring device 9 and its abnormality monitoring circuit 50 shown in FIG. 1 can determine whether the rotation speed measuring device 9 including the rotation speed detector 2 is normal or abnormal while measuring the rotation speed. it can. In addition, since the monitoring is always performed while the speed signal 60 is being output, the detection is not delayed when an abnormality occurs. Embodiment 2 FIG. In the description of FIG. 1 of the first embodiment, the predetermined upper limit value Amax of the acceleration does not necessarily have to be a constant value. FIG. 2 shows an example of the maximum acceleration in a normal state of the rotating machine. In the range of forward rotation + N and reverse rotation -N,
It indicates the maximum acceleration and the maximum deceleration. Generally, the acceleration / deceleration increases as the speed decreases. FIG. 3 shows a circuit configuration for operating the acceleration abnormality determination means 52 using such a curve as Amax. However, FIG. 3 shows only a part, and parts not shown are the same as those in FIG. In FIG. 3, reference numeral 40 denotes a function Amax shown in FIG.
Since this type of circuit technology is well known, a detailed description thereof will be omitted. By making the maximum acceleration more accurately matched to the actual machine by the function generating circuit 40,
Normal / abnormal discrimination can be performed more accurately. Embodiment 3 FIG. FIG. 4 shows the configuration of another method for monitoring the acceleration / deceleration, and FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of FIG. In the figure, reference numeral 54 denotes a time interval tn (period) of each pulse of the output pulse train of the comparator 41
Is a cycle time change calculation circuit that constantly measures the acceleration and deceleration from the change in the time interval. This operation is shown in FIG.
This will be described in more detail. FIG.
, And the instantaneous rotation speed at the moment when each pulse is output is represented by N1, N2,... Nn (of course, N cannot be measured at that moment). The time interval between each pulse is represented by t1, t2,... Tn shown in the figure. At this time, between n and t, tn ≒ 1 / N, on the assumption that the physical distance between one pulse generation position and the next pulse generation position is the same for all pulses.
The relationship n is established. The acceleration at the moment when the rotation speed changes from N (n-1) to N (n) is acceleration = {(N (n) -N (n-1))} / (tn).
By transforming this, acceleration = {t (n-1)-t (n)} / {(t (n) 2 · t (n-1)} That is, if the pulse time interval is measured, the acceleration can be calculated. The cycle time change calculation circuit 54 executes the calculation of the above equation for each pulse, and can calculate the instantaneous acceleration for each pulse, and the acceleration abnormality determination circuit 52 constantly monitors this acceleration and compares it with Amax. In the above description, the time between each pulse is measured, but it is obvious that the measurement may be performed every two pulses or every ten pulses depending on the capability of the computer used. According to the method, the acceleration is measured without passing through the rotation speed calculation circuit 42. Therefore, the abnormality of the rotation speed calculation circuit 42 cannot be detected. The effect of speeding up is obtained. The embodiment 4. Figure 6 is a diagram showing a rotational speed measuring device and the abnormality detecting circuit of the fourth embodiment of the present invention. 1 rotator in FIG, 2 is the rotational speed detector, 9
Is a rotation speed measuring device, and 59 is an abnormality monitoring circuit. FIG.
The same reference numerals denote the same or similar components, and a detailed description thereof will be omitted. The rotation speed measuring device 9 includes a DC cut filter 43 for cutting a DC component from a signal of the detector 2.
(A capacitor c1 and a resistor R2). An abnormality monitoring circuit 59 detects a current application circuit 6 including a resistor R1 connected to a detector disconnection detection power supply Vf, a constant current diode 16 connected to the resistor R1, and an output of the current application circuit 6. A current monitoring circuit 7 having a photocoupler 71 applied to a coil of the photocoupler 2 and comprising an output of the photocoupler 71 and a pull-up resistor R3 connected to a power supply Vp; A detector disconnection determination circuit 55 (detector disconnection determination means) that outputs an abnormality notification signal 61 if there is an abnormality upon monitoring. The operation of FIG. 6 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the waveforms at points a and b in the rotation measuring device 9 of FIG. 6, the waveform at point c of the abnormality monitoring circuit 59, and the waveform at the output of the DC filter 43. FIG. The voltage waveform at point a in FIG. 6 and b in FIG.
7C shows the output waveform of the comparator 41 at the point, and FIG. 7C shows the output waveform of the current monitoring circuit 7 at the point c. The filter waveform is the output waveform of the DC filter 43. The rotation speed of the rotating body 1 causes the rotation speed detector 2 to output the detector output shown in FIG. 7A. The detector 2 is always supplied with a weak DC current from the current application circuit 6,
This direct current is superimposed on the output of the detector 2,
The DC component is cut by the filter 43 (differentiated and the phase advances by 90 degrees) and input to the comparator 41. b
The voltage at the point becomes the maximum value of the output of the comparator 41 when the voltage after the DC filter 43 exceeds zero, and becomes the minimum value when it falls below zero. Although not shown, the comparator 41
Is desirably provided with a threshold setting means. The rotation speed calculation circuit 42 calculates the rotation speed by counting the number of comparator output pulses per unit time. The voltage at the point c is a monitoring voltage Vw (see FIG. 5) in which the output voltage of the detector 2 is determined by the voltage Vf of the power supply for detecting detector disconnection and the drop voltage of the resistor R1, the constant current diode 16, the photocoupler 71 and the like. 7a), the current of the photocoupler 71 becomes a sufficient level to turn on the photocoupler 71, and the voltage at the point c becomes the ground level. When the detector output voltage exceeds the voltage Vw, the photocoupler 71 turns off, and the voltage at the point c becomes the pull-up voltage Vp.
Becomes In the case where the detector 2 is of an electromagnetic pickup type having a configuration as shown in the figure, the output voltage decreases as the rotation speed of the rotating body 1 decreases. Maintain the ground level. If the detector 2 is disconnected at time T in FIG. 7, the current applying circuit 6 charges the capacitor c1 of the DC filter 43, and when the voltage at point a rises and reaches Vw, the photocoupler 71 Is turned off, and the voltage at the point c rises to the pull-up voltage. The waveform at the output point b of the comparator 41 becomes maximum immediately after the time T, but soon the comparator 4
Since there is no input to 1, the level is corresponding to this. (In general, it is unclear whether the output of the comparator becomes high or low due to the influence of temperature drift or the like for an input whose level is close to the input level at which the output is inverted.) 55 indicates that the detector 2 is normal while the voltage at the point c is a pulse wave that minimizes and maximizes the ground level and the pull-up voltage Vp.
If the time to reach the p level is longer than the preset time, it is determined that the wire is broken. Here, the predetermined time is a time slightly longer than the longest time in which the voltage at the point c is held at the pull-up level by the output of the detector 2 at the slowest rotational speed. Since the voltage at the point c is at the ground level during the rotation stop, no erroneous alarm is issued. Then, even if the rotation is stopped, it can be detected if a disconnection occurs. As described above, the abnormality determination circuit 59 shown in FIG. 6 includes the current application circuit 6 which constantly supplies a current to the detector 2, the current monitoring circuit 7 which monitors the current, and the detector disconnection determination circuit 55.
Is provided, the measurement of the rotational speed and the determination of the detector abnormality can be executed simultaneously, and the abnormality of the detector can be monitored regardless of the magnitude of the rotational speed, so that the reliability is high. In addition,
The constant current diode 16 can be replaced with a resistor, a constant current control circuit, or a choke coil, and the photocoupler 71 can be replaced with a known current detection circuit. Embodiment 5 FIG. FIG. 8 shows a case where the acceleration of the signal in the first embodiment (FIG. 1) is monitored, and a case where the acceleration in the fourth embodiment is used.
The monitoring of the direct current flowing to the detector shown in FIG. 6 was performed at the same time. 6 can be monitored irrespective of the speed level at that time, but it is necessary to wait for a predetermined time before determining that the wire is broken. On the other hand, in the case of FIG. 1, if the acceleration signal deviates from the range of FIG. 2, it can be immediately determined that there is an abnormality. In this respect, each has advantages and disadvantages, but by providing both as shown in FIG. 8, it is possible to cover these disadvantages. In the above description, the target machine is a rotating body, and the speed is the rotation speed. However, for example, a linear motion pulse obtained from a ground gear such as a rack gear of a machine tool or a linear motor car is used. It is obvious that the present invention can be applied to a device for measuring a linear velocity based on the above. In this case, the rotation speed detector 2 described in each embodiment is a speed detector, the rotation speed measurement device 9 is a speed measurement device, the rotation speed calculation circuit 42 is a speed calculation circuit (speed calculation means), and the rotation acceleration calculation circuit 51. Is appropriately read as an acceleration calculation circuit (acceleration calculation means). Also,
It is clear that all the hardwired circuits shown in the embodiments described above can be replaced with intelligent systems using computers and controllers. [0037] [0038] [Effect of the Invention] Since the abnormality monitoring circuit monitors the acceleration of the speed signal output to the invention, can also monitor an abnormality in the rotational speed calculating means well anomaly detector The effect is obtained. Further, in monitoring the acceleration, the maximum acceleration to be compared is treated as a function of the speed, so that the abnormality can be monitored accurately. [0040]

【図面の簡単な説明】 【図1】 この発明の実施の形態1による回転計測装置
とその異常監視回路の構成図である。 【図2】 実施の形態2の函数発生回路の動作を説明す
る図である。 【図3】 実施の形態2による異常監視回路の構成図で
ある。 【図4】 実施の形態3の異常監視回路の構成図であ
る。 【図5】 図4の動作を説明するタイミングチャートで
ある。 【図6】 実施の形態4の回転速度計測装置とその異常
監視回路の構成図である。 【図7】 図6の動作を説明するタイミングチャートで
ある。 【図8】 実施の形態5の回転速度計測装置とその異常
監視回路構成図である。 【図9】 従来の回転速度計測装置とその異常監視回路
の構成図である。 【符号の説明】 1 回転体、 2 回転速度検出器
(速度検出器)、6 電流印加回路(電流印加手段)、
7 電流監視回路(電流監視手段)、9 回転速度測定
装置、 16 定電流ダイオード、40 函数発
生回路、 41 コンパレータ、42 回転速
度演算回路(速度演算手段)、43 DCフィルタ、5
0 異常監視回路、51 回転加速度演算回路(加速度
演算手段)、52 加速度異常判別回路(加速度異常判
別手段)、54 周期時間変化算出回路(周期時間変化
算出手段)、55 検出器断線判別回路(検出器断線判
別手段)、60 速度信号、 61
異常告知信号、71 フォトカプラ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation measuring device and an abnormality monitoring circuit thereof according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of a function generating circuit according to a second embodiment. FIG. 3 is a configuration diagram of an abnormality monitoring circuit according to a second embodiment. FIG. 4 is a configuration diagram of an abnormality monitoring circuit according to a third embodiment; FIG. 5 is a timing chart illustrating the operation of FIG. FIG. 6 is a configuration diagram of a rotation speed measuring device and an abnormality monitoring circuit thereof according to a fourth embodiment. FIG. 7 is a timing chart illustrating the operation of FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of a rotation speed measuring device and an abnormality monitoring circuit thereof according to a fifth embodiment. FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional rotation speed measuring device and an abnormality monitoring circuit thereof. [Description of Signs] 1 rotating body, 2 rotating speed detector (speed detector), 6 current applying circuit (current applying means),
7 current monitoring circuit (current monitoring means), 9 rotation speed measuring device, 16 constant current diode, 40 function generation circuit, 41 comparator, 42 rotation speed calculation circuit (speed calculation means), 43 DC filter, 5
0 abnormality monitoring circuit, 51 rotation acceleration calculation circuit (acceleration calculation means), 52 acceleration abnormality determination circuit (acceleration abnormality determination means), 54 cycle time change calculation circuit (cycle time change calculation means), 55 detector disconnection determination circuit (detection) Disconnection determining means), 60 speed signal, 61
Error notification signal, 71 photocoupler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門田 成悟 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−133962(JP,A) 特開 平7−306216(JP,A) 特開 平4−58110(JP,A) 特開 平4−203969(JP,A) 特開 平10−206460(JP,A) 特開 平11−83895(JP,A) 特開 平5−172836(JP,A) 特開 昭59−38659(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 3/42 G01P 3/48 - 3/481 G01P 21/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seigo Kadota 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (56) References JP-A-5-133962 (JP, A) JP-A Heisei 7-306216 (JP, A) JP-A-4-58110 (JP, A) JP-A-4-203969 (JP, A) JP-A-10-206460 (JP, A) JP-A-11-83895 (JP, A A) JP-A-5-172836 (JP, A) JP-A-59-38659 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01P 3/42 G01P 3/48-3 / 481 G01P 21/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 移動体の移動によって交流周波数信号又
はパルス列信号を発生するコイルを有する検出器と、前
記交流又はパルス列信号をアナログ又はディジタルの速
度信号に変換する速度演算手段とを有する速度測定装置
の異常を監視する異常監視回路であって、 前記速度測定装置の出力する前記速度信号から加速度信
号を算出する加速度演算手段と、この加速度信号をあら
かじめ定めた前記移動体の最大加速度と比較する加速度
異常判別手段とを有し、 前記移動体の最大加速度は前記移動体の速度の函数であ
ることを特徴とする異常監視回路
(57) converting the Patent Claims 1. A detector having a coil for generating a result AC frequency signal or pulse train signal to the movement of the movable body, the AC or a pulse train signal to an analog or digital speed signal Speed measuring device having speed calculating means
An abnormality monitoring circuit that monitors an abnormality of the acceleration measuring means for calculating an acceleration signal from the velocity signal output by the velocity measuring device; and an acceleration for comparing the acceleration signal with a predetermined maximum acceleration of the moving body. possess the abnormality judgment means, the maximum acceleration of the moving body function der velocity of the moving body
An abnormality monitoring circuit characterized by:
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