JPH01195335A - 回転機械の性能をモニターするための装置及び方法 - Google Patents

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】 （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、褐
−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を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、システムにエラーか入り込み、測定
される人力データを汚し、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だ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（Ｓａｍｐ　１−ｅｄ）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
入することとによって導き出される。

この式は二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ｒｌＪ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
プリングプロセスを継続する。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、チエツクを行って、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、適合するチエツクが省か
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％式％ 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二回
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・アンチエイリアシ
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によって送す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１
０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％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１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〜ライ
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。これが生じると、シャブトが加速するのか、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割部される均
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ｂ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を超えるかくすなわち、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、
ｔｌ、ｔ２、及びｔ３とその関連シャフト位相角Φ１、
Φ２、及びΦ３を用いて式（１）の係数ＡＳＢ、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。は０°に等し
くなり、Φ１は３６０°に等しくなり、Φ２は７２０°
に等しくなり、Φ３は１０８０°に等しくなり、Φ、は
１４４０°に等しくなり、・・・・・・１ｌｓｔ２、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、ＡＳＢ、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、ｔ、とｔ
３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
、曲線の中央の部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＝０．５Φ５（２） ＵΦ＝１．５Φ５（３） ここで、ΦＳは、同期パルス間の位相角であり、ＬΦは
、１．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ｔ、に関連した位相角の間に
おける位相角の限界である。

記述目的のため、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・
Φ０・Φ１・Φ２・Φ３、及びΦ４等（ま、Ｄｏ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
載の実施例は、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、八及び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： ＲＰＭ＝□・　（２Ａ　ｔ　十Ｂ　）　　　　　（５）
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（Ｒ
ＰＭ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△ＰＰＭ（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：％式％
（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、■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Ｕ　ＲＰ　ＭとＬＲ
ＰＭ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ｌＯ
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ＬＲＰＭ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。シャツ
）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ＬＲＰＭ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、ＴＲ
ＰＭがＬＲＰ’Ｍ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、Ｌ
ＲＰＭ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ＬＲ
ＰＭ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： ４　Ａ　　　　　　　　　（８） 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
サンプル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
に人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。ＣＴＲ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Ｄ′ＢＬＫ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Ｔ
Φ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＝Ａ 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、信号ブーロセッサ
−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・ΔΦＳ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、△ΦＳ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τΦ値は、次の式に
従って求められる： ＴΦ、、ｅｗ”ＴΦｏＬｄ　＋　（Ｐ−ΔΦＳ）　　６
１次に、再サンプルカウンタに記憶されたカウント値Ｃ
ＴＲ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ＴΦｎｓｗ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。。、のテストを行って、ＴΦｔｔ
ａｗが、速度の上限ＵＲＰＭに対応する００未満である
か否かについて判定を行う。ＴΦｎｅｗがＵΦを超える
と、ＴΦｎａｗ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。

ＴΦｎｅｗがＵΦを超えなければ、信号プロセッサー１
４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、Ｔ
Φ、、、ｗに基づ（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待時間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。

。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（ｓ
ｅａｋ）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、ＴΦ０゜、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
サンプルを制御する位相角のすセットである。ＴΦｈ＠
ｗが、シャフト同期パルス間の位相角、すなわち、ΦＳ
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、ＴΦ７゜１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、
ＴΦ９゜。

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（ＤＢＬ
Ｋ）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ｔ３、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ＬＲ
ＰＭ）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、■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し
Φ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、ＴＲＩ
Ｇがゼロにセットされる。同一でない場合でも、τΦ値
（王Φプラス△ΦＳの場合）は、まだ存在するＴＲＰＭ
に関連したＴΦ値に近似する。この結果、ＬΦとＵΦの
先行する値開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
ステップに移行しく第４Ｅ図）、これにより、ＴΦ、、
、Ｗ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。、＞　ＴΦ０ｗ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１
４が次の同期パルスを求めるポイントに移行しない。逆
に、Ｕ　’ＲＰ　ＭとＬＲＰＭの値を比較して、シャツ
）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、ＴＲＰ
Ｍの現在値（すなわち、前のＬΦとＵΦの限界に関連し
たＴＲＰＭの値）プラス△ＲＰＭがＵＲＰＭ　（すなわ
ち、現在のＵΦの限界に関連したＵＲＰＭＯ値）以下か
否かについての判定を行う。ＴＲＰＭ＋△ＲＰＭがＵＲ
ＰＭ以下の場合、ＴＲＰＭは、現在のＵＲＰＭ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
、速度トリガーを求めて、位相角に変換するプログラム
部分に移行しく第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ＵＲＰ
Ｍ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＋ΔＲＰＭがＵＲＰＭ以下でなければ、ＴＲＰ
Ｍ十△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）。

シーセット１１が減速する場合、は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、ＴＲ
ＰＭ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ＵΦ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
移行しく第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、ＴＲＰＭは、ＬＲＰＭとＵＲＰ
Ｍの間になるまでデクリメントして、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４
Ｄ図）。

ＴＲＰＭがＵＲＰＭ以上でない場合、ＴＲＰＭ−△ＲＰ
Ｍ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、先行するしΦ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ツ）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６−Ｄ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
く第６Ｂ図）、これを補間することで、速度の変動する
回転シャツ）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
ｔｌ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ｔ
ｌ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ｔｌ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（ＣＬ
Ｋ）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ｔｌ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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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。
2. （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。 （ヘ）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。
3. （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。