JPH019015Y2

JPH019015Y2 -

Info

Publication number: JPH019015Y2
Application number: JP14304980U
Authority: JP
Priority date: 1980-10-07
Filing date: 1980-10-07
Publication date: 1989-03-10
Also published as: JPS5764762U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、自動平衡装置に関するものであつ
て、詳しくは、過大入力や過小入力に対してサー
ボ系を保護するようにしたものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an automatic balancing device, and more specifically, to protect a servo system from excessive or insufficient input.

自動平衡装置は、記録計や指示計等にも広く用
いられている。 Automatic balancing devices are also widely used in recorders, indicators, and the like.

ところで、たとえば記録計において、測定可能
範囲が０〜100％である場合、入力信号が０％よ
りも小さかつたり、100％よりも大きかつたり、
あるいは入力端子が開放されていたりすると、自
動平衡装置は平衡できなくなり、サーボモータは
回転を続けることになる。この結果、プーリーや
繰糸等を含むサーボ系に過負荷が加わり、サーボ
系の寿命が著しく低下することになる。 By the way, for example, in a recorder, if the measurable range is 0 to 100%, the input signal may be smaller than 0% or larger than 100%,
Alternatively, if the input terminal is open, the automatic balancing device will not be able to balance, and the servo motor will continue to rotate. As a result, overload is applied to the servo system including pulleys, yarn reeling, etc., and the life of the servo system is significantly shortened.

本考案は、このような欠点を解決したものであ
つて、以下、図面を用いて詳細に説明する。 The present invention solves these drawbacks and will be described in detail below with reference to the drawings.

第１図は、本考案の一実施例の要部を示す回路
図であつて、Ｔは入力端子、A₁，A₂は増幅器、
SWはスイツチ、SMはサーボモータ、SLはスラ
イド抵抗器、C₁〜C₄は比較器、CL₁，CL₂はクラ
ンプ回路、ORはオア回路である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing the main parts of an embodiment of the present invention, where T is an input terminal, A ₁ and A ₂ are amplifiers,
SW is a switch, SM is a servo motor, SL is a slide resistor, _C1 to _C4 are comparators, _CL1 and _CL2 are clamp circuits, and OR is an OR circuit.

増幅器A₁には、入力端子Ｔを介して入力信号
E_iが加えられるとともにスライド抵抗器SLの出
力電圧である帰還電圧E_sが加えられていて、両電
圧の偏差電圧E_dを送出する。増幅器A₂は、直流
偏差電圧E_dを交流電圧に変換増幅して、サーボ
モータSMの一方の巻線に加える。サーボモータ
SMは、偏差電圧E_dを零にする方向に回転するよ
うに接続されている。このサーボモータSMは、
スライド抵抗器SLのブラシを移動させるととも
に、図示しない指示記録ヘツド等を移動させる。
第１の比較器C₁の一方の入力端子（−）には上
限値としてスライド抵抗器SLの100％側の振り切
れ点に対応した設定電圧E₁₀₀が加えられ、他方の
入力端子（＋）には帰還電圧E_sが加えられてい
る。第２の比較器C₂の一方の入力端子（−）に
は下限値としてスライド抵抗器SLの０％側の振
り切れ点に対応した設定電圧E_pが加えられ、他方
の入力端子（＋）には帰還電圧E_sが加えられてい
る。なお、本実施例では、設定電圧E₁₀₀，E_pとし
て、スライド抵抗器SLの両端近傍の電圧を用い
ている。第１の比較器C₁はE_s＜E₁₀₀になると負極
性の出力電圧を送出し、第２の比較器C₂はE_s＞
E_pになると正極性の出力電圧を送出する。第１の
クランプ回路CL₁は第１の比較器C₁の負極性の出
力電圧を所定の大きさにクランプするものであ
り、第２のクランプ回路CL₂は第２の比較器C₂の
正極性の出力電圧を所定の大きさにクランプする
ものである。これらクランプ電圧の大きさは、サ
ーボモータSMの起動電圧よりも小さな値に設定
される。たとえば、サーボモータSMが増幅器A₂
の出力が±1Vを越えたときに起動するように構
成されている場合には、クランプ電圧は±30mV
程度に設定すればよい。第３の比較器C₃の一方
の入力端子（＋）には偏差電圧E_dが加えられ、
他方の入力端子（−）には第１のクランプ回路
CL₁の出力電圧Ehが加えられている。第４の比較
器C₄の一方の入力端子（＋）には第２のクラン
プ回路CL₂の出力電圧E_lが加えられ、他方の入力
端子（−）には偏差電圧E_dが加えられている。
これら第３、第４の比較器C₃，C₄の出力電圧は
オア回路ORを介してスイツチSWに制御信号と
して加えられる。スイツチSWは、増幅器A₂の入
力部と共通電位点とを接続するためのものであつ
て、オア回路ORを介して加えられる制御信号に
より開閉駆動される。なお、スイツチSWとして
は、たとえばFETスイツチを用い、比較器C₁〜
C₄としては、±V_cの電源電圧で駆動される演算増
幅器を用いる。 Amplifier _A1 receives an input signal via input terminal T.
E _i is applied, and a feedback voltage E _s , which is the output voltage of the slide resistor SL, is applied, and a deviation voltage E _d between the two voltages is sent out. The amplifier _A2 converts and amplifies the DC deviation voltage _Ed into an AC voltage and applies it to one winding of the servo motor SM. Servomotor
The SM is connected so as to rotate in a direction that makes the deviation voltage _Ed zero. This servo motor SM is
The brush of the slide resistor SL is moved, and the instruction recording head (not shown) is also moved.
A set voltage E ₁₀₀ corresponding to the 100% cut-off point of the slide resistor SL is applied as an upper limit value to one input terminal (-) of the first comparator C ₁ , and the other input terminal (+) has a feedback voltage E _s applied to it. A set voltage E _p corresponding to the 0% side break-off point of the slide resistor SL is applied as a lower limit value to one input terminal (-) of the second comparator C ₂ , and the other input terminal (+) has a feedback voltage E _s applied to it. Note that in this embodiment, voltages near both ends of the slide resistor SL are used as the set voltages E ₁₀₀ and E _p . The first comparator C ₁ sends out an output voltage of negative polarity when E _s < E ₁₀₀ , and the second comparator C ₂ delivers an output voltage of negative polarity when E _s > E 100.
When it reaches E _p , it sends out a positive output voltage. The first clamp circuit CL ₁ clamps the negative output voltage of the first comparator C ₁ to a predetermined magnitude, and the second clamp circuit CL ₂ clamps the negative output voltage of the second comparator C ₂ . This clamps the output voltage of the output voltage to a predetermined level. The magnitude of these clamp voltages is set to a value smaller than the starting voltage of the servo motor SM. For example, servo motor SM is connected to amplifier A ₂
If configured to fire when the output exceeds ±1V, the clamp voltage is ±30mV.
It is sufficient to set it to a certain degree. A deviation voltage E _d is applied to one input terminal (+) of the third comparator _C3 ,
The other input terminal (-) is connected to the first clamp circuit.
The output voltage Eh of CL ₁ is applied. The output voltage E _l of the second clamp circuit CL ₂ is applied to one input terminal (+) of the fourth comparator C ₄ , and the deviation voltage E _d is applied to the other input terminal (−). There is.
The output voltages of these third and fourth comparators C ₃ and C ₄ are applied as control signals to the switch SW via an OR circuit OR. The switch SW is for connecting the input section of the amplifier _A2 and a common potential point, and is driven to open and close by a control signal applied via an OR circuit OR. Note that as the switch SW, for example, a FET switch is used, and the comparators C ₁ to
As C ₄ , an operational amplifier driven by a power supply voltage of ±V _c is used.

このように構成された装置の動作について説明
する。 The operation of the device configured in this way will be explained.

まず、入力信号E_iに応じてスライド抵抗器SL
のブラシが０％側に振り切れると、E_s＞E_pとな
り、第２の比較器C₂の出力電圧は高レベル（約
±V_c）となる。この出力電圧はクランプ回路CL₂
により、たとえば＋30mVにクランプされる。一
方、偏差電圧E_dは負極性になつているので、第
４の比較器C₄の出力電圧も高レベル（約＋V_c）
となり、スイツチSWはONとなる。これにより、
増幅器A₂の入力はほぼ零になり、サーボモータ
SMは停止する。このような状態から、入力信号
E_iが100％側に向けて変化し、偏差電圧E_dが＋
30mVを越えると、第４の比較器C₄の出力電圧は
反転して低レベル（約−V_c）となり、スイツチ
SWはOFFとなる。これにより、サーボモータ
SMは回転を再開し、スライド抵抗器SLのブラシ
は100％側に向けて移動する。さらに、E_s＜E_pに
なると、第２の比較器C₂の出力電圧は低レベル
（約−V_c）となり、偏差電圧E_dの極性にかかわら
ず第４の比較器C₄の出力電圧は低レベルに固定
されてスイツチSWはOFFに固定されるので、サ
ーボモータSMは両方向に回転できることにな
る。 First, according to the input signal E _i, the slide resistor SL
When the brush reaches the 0% side, E _s >E _p and the output voltage of the second comparator C ₂ becomes a high level (approximately ±V _c ). This output voltage is applied to the clamp circuit CL ₂
For example, it is clamped to +30mV. On the other hand, since the deviation voltage E _d has negative polarity, the output voltage of the fourth comparator C ₄ is also at a high level (approximately +V _c )
Therefore, the switch SW is turned on. This results in
The input of amplifier A ₂ becomes almost zero, and the servo motor
SM will stop. In this situation, the input signal
E _i changes toward 100%, and the deviation voltage E _d increases
Above 30mV, the output voltage of the fourth comparator _C4 inverts to a low level (approximately -V _c ) and the switch
SW is turned OFF. This allows the servo motor to
SM resumes rotation and the brush of slide resistor SL moves towards the 100% side. Furthermore, when E _s < E _p , the output voltage of the second comparator C ₂ becomes a low level (approximately −V _c ), and the output voltage of the fourth comparator C ₄ becomes low regardless of the polarity of the deviation voltage E _d . is fixed at a low level and the switch SW is fixed at OFF, so the servo motor SM can rotate in both directions.

次に、入力信号E_iに応じてスライド抵抗器SL
のブラシ100％側に振り切れると、E_s＜E₁₀₀とな
り、第１の比較器C₁の出力電圧は低レベル（約
−V_c）となる。この出力電圧はクランプ回路CL₁
により、たとえば−30mVにクランプされる。一
方、偏差電圧E_dは正極性になつているので、第
３の比較器C₃の出力電圧は高レベル（約＋V_c）
となり、スイツチSWはONとなる。これにより、
前述同様、増幅器A₂の入力はほぼ零となり、サ
ーボモータSMは停止する。このように状態か
ら、入力信号E_iが０％側に向けて変化し、偏差電
圧E_dが−30mVよりも小さくなると、第３の比較
器C₃の出力電圧は反転して低レベル（約−V_c）
となり、スイツチSWはOFFとなる。これによ
り、サーボモータSMは回転を再開し、スライド
抵抗器SLのブラシは０％側に向けて移動する。
さらに、E_s＞E₁₀₀になると、第１の比較器C₁の出
力電圧は高レベル（約＋V_c）となり、偏差電圧
E_dの極性にかかわらず第３の比較器C₃の出力電
圧は低レベルに固定されてスイツチSWはOFFに
固定されるので、サーボモータSMは両方向に回
転できることになる。 Then, depending on the input signal E _i, the slide resistor SL
When the voltage reaches the 100% brush side, E _s <E ₁₀₀ , and the output voltage of the first comparator C ₁ becomes a low level (approximately −V _c ). This output voltage is applied to the clamp circuit CL ₁
For example, it is clamped to -30mV. On the other hand, since the deviation voltage E _d has positive polarity, the output voltage of the third comparator C ₃ is at a high level (approximately +V _c )
Therefore, the switch SW is turned on. This results in
As before, the input to amplifier _A2 becomes almost zero, and servo motor SM stops. In this way, when the input signal E _i changes toward 0% and the deviation voltage E _d becomes smaller than -30 mV, the output voltage of the third comparator C ₃ is inverted and becomes a low level (approximately −V _c )
Therefore, the switch SW is turned OFF. As a result, the servo motor SM resumes rotation, and the brush of the slide resistor SL moves toward the 0% side.
Furthermore, when E _s > E ₁₀₀ , the output voltage of the first comparator C ₁ becomes a high level (approximately +V _c ), and the deviation voltage
Regardless of the polarity of _Ed , the output voltage of the third comparator _C3 is fixed at a low level and the switch SW is fixed at OFF, so the servo motor SM can rotate in both directions.

なお、第３、第４の比較器C₃，C₄において、
電源電圧｜V_c｜と最大偏差電圧｜E_d｜maxとの
間には、｜V_c｜＞｜E_d｜maxの関係が成り立つよ
うに設定しておく。 Note that in the third and fourth comparators C ₃ and C ₄ ,
The power supply voltage |V _c | and the maximum deviation voltage |E _d |max are set so that the relationship |V _c |>|E _d |max holds.

これらから明らかなように、本考案によれば、
帰還電圧を利用して過大入力や過小入力を検出
し、偏差電圧の極性を判別して入力が正常値に復
帰した場合のサーボモータの回転再開を制御し、
さらに、過大入力および過小入力検出結果に関連
した比較出力電圧を一定の電圧にクランプして極
性判別に用いているので、回路構成の簡略化を図
ることができ、装置としての信頼性を高めること
もできる。 As is clear from these, according to the present invention,
It uses feedback voltage to detect excessive or insufficient input, determines the polarity of the deviation voltage, and controls the restart of servo motor rotation when the input returns to its normal value.
Furthermore, since the comparison output voltage related to excessive input and underinput detection results is clamped to a constant voltage and used for polarity determination, the circuit configuration can be simplified and the reliability of the device can be increased. You can also do it.

なお、上記実施例では、スイツチSWを増幅器
A₂の入力部と並列に接続する例を示しているが、
第２図に示すように２個のスイツチを直並列接続
して連動駆動してもよい。これによれば、スイツ
チのON抵抗が比較的大きくても実用上その影響
は無視できる。この場合、スイツチとしては、た
とえばCMOSのアナログスイツチを用いればよ
い。 In the above embodiment, the switch SW is used as an amplifier.
An example is shown in which it is connected in parallel with the input section of _A2 , but
As shown in FIG. 2, two switches may be connected in series and parallel and driven in conjunction. According to this, even if the ON resistance of the switch is relatively large, its influence can be ignored in practice. In this case, a CMOS analog switch, for example, may be used as the switch.

また、上記実施例では、自動平衡計器の例につ
いて説明したが、これに限るものではなく、各種
の自動平衡装置に適用することができる。 Further, in the above embodiment, an example of an automatic balance meter has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to various automatic balance devices.

また、本実施例では、ポテンシヨメータとして
スライド抵抗器を用いる例について説明したが、
その他の非接触形ポテンシヨメータであつてもよ
い。 Furthermore, in this embodiment, an example in which a slide resistor is used as a potentiometer has been explained, but
Other non-contact type potentiometers may also be used.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は本考案の一実施例の要部を示す回路
図、第２図は本考案に用いるスイツチの他の接続
例を示す回路図である。Ｔ……入力端子、A₁，A₂……増幅器、SW…
…スイツチ、SM……サーボモータ、SL……スラ
イド抵抗器（ポテンシヨメータ）、C₁〜C₄……比
較器、CL₁，CL₂……クランプ回路、OR……オア
回路。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing another example of the connection of a switch used in the present invention. T...Input terminal, _A1 , _A2 ...Amplifier, SW...
...Switch, SM...Servo motor, SL...Slide resistor (potentiometer), _C1 to _C4 ...Comparator, _CL1 , _CL2 ...Clamp circuit, OR...OR circuit.

Claims

[Scope of utility model registration request]

A first step that compares the feedback voltage of the potentiometer with a set voltage corresponding to a preset upper and lower limit value;
Compare the second comparator, the first and second clamp circuits that clamp the output voltages of the first and second comparators, and the output voltage and deviation voltage of the first and second clamp circuits. third and fourth comparators,
An automatic balancing device comprising a switch that is driven according to the output voltages of the third and fourth comparators and controls the application of an input signal to the servo motor.