JPH02183111A - デジタル回転計 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、モータ、ギヤー等の各種回転体の回転数を計
測してその値をデジタル表示するデジタル回転計に関す
る。

〈従来の技術〉 従来のデジタル回転計には、たとえば、第４図に示す構
成のものがある。

同図において、ａはモータ等の回転体（図示省略）の回
転速度に対応した回転パルスを出力するロータリエンコ
ーダ等の回転検出器、ｂは回転検出器ａからの回転パル
スをカウントする回転パルスカウンタ、Ｃは回転パルス
カウンタｂのカウント値に基づいて単位時間あたりの回
転数を算出する回転数演算部、ｄは回転数演算部Ｃの演
算結果を表示するＬＥＤ等でできた表示器、ｅは回転パ
ルスカウンタｂのカウント時間を規制するためのタイマ
、ｆはタイマｅの出力と回転パルスとを共に入力するア
ンドゲートである。

上記構成のデジタル回転計において、回転検出器ａから
は、第５図に示すように、回転体の回転速度に応じた回
転パルスＰ、が出力される。この回転パルスＰ０は、回
転パルスカウンタしてカウントされる。一方、タイマｅ
は、アンドゲートｆを通過した一つの回転パルスが入力
されることによりトリガされて基準時間Ｔ。（これは表
示更新時間を考慮して、たとえば１．０ｓｅｃに設定さ
れる）を有するハイレベルのパルス信号を出力する。そ
して、このタイマｅの出力は、アンドゲートｆの一方の
反転入力端子に加えられる。また、アンドゲートｆの他
方の入力端子には、回転検出ａａからの回転パルスが与
えられる。したがって、タイマｅの出力がタイムアツプ
してローレベルになった後、最初の回転パルスが加えら
れたときにこの回転パルスがアンドゲートｒを通過する
。そして、この回転パルスが表示変更パルスＰ＋として
タイマｅに与えられて該タイマｅがセットされる一方、
この表示変更パルスＰ１は、回転パルスカウンタｂと回
転数演算部Ｃにそれぞれ与えられる。これに応答して、
回転パルスカウンタｂがリセットされる一方、回転数演
算部Ｃは、回転パルスカウンタｂのカウント値を取り込
む。したがって、回転数演算部Ｃには、タイマｅが表示
変更パルスＰ１によりセットされてから基準時間Ｔ０が
経過した後の最初の回転パルスの立ち上がりのタイミン
グまでの期間Ｔ（−’ｒｏ＋’ｒα５ｅｃ）に回転パル
スカウンタｂでカウントされたカウント値が取り込まれ
る。そして、回転数演算部Ｃは、このカウント値に基づ
き、次式によって単位時間あたりの回転数Ｎを算出する
。

Ｎ　（ｒｐｉ）＝　６０ｘ　（ｎ／　Ａ　）／　Ｔ　　
　　　　（１）ここに、Ｔは回転パルスカウンタｂのカ
ウント時間、ｎはカウント時間Ｔ中にカウントされるカ
ウント値、Ａは回転検出器ａから出力される回転体の１
回転あたりのパルス数である。

そして、回転数演算部Ｃの演算結果は、次段の表示器ｄ
に与えられる。この場合、回転数演算部Ｃは、表示更新
パルスＰ、により演算結果が更新されるまでの間は、そ
のまま出力内容を維持する。

これにより、表示器ｄの表示内容は、カウント時間Ｔ（
＝Ｔ、＋Ｔα５ｅｃ）ごとに時分割で更新される。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述したように、回転数演算部Ｃが、基準時間Ｔｏが経
過した後、さらに次の回転パルスの立ち上がりのタイミ
ングを待って回転パルスカウンタｂのカウント値を取り
込むようにしているのは、（１）式に基づく回転数の計
算上、カウント値を整数個とってその間の時間Ｔを計測
しなければ、演算結果が不正確になるためである。

ところが、このような構成を備えたものでは、次の問題
がある。

すなわち、工作機械等において使用されるＡＣサーボモ
ータをプログラム制御するような場合には、該モータが
急減速あるいは急停止されることがある。そのようなと
きには、基準時間Ｔ０の経過後に次の回転パルスが長期
に渡って入力されないか、あるいは全く次の回転パルス
が入力されなくなる。すると、これに伴ってアンドゲー
トｆからは表示変更パルスＰ１が出力されないので、回
転数演算部Ｃは回転パルスカウンタｂのカウント値を取
り込んで回転数を演算できない。このため、表示器ｄの
表示内容が長期にわたって更新されなくなる。その結果
、実際にはモータが既に停止しているのに、表示器ｄに
は高速の回転数が表示されたままになる等の不具合を生
じる。

これを改善するため、従来技術では、回転パルスの有無
を検出し、回転パルスが所定の時間（たとえば６　ｓｅ
ｃ間）に継続して入力されない場合には強制的に表示器
ｄの表示内容を“０”にするようにしたものがある。と
ころが、この場合でも、表示内容が“０”になるまでの
時間は高速回転数か表示されたままになるので、即応性
に欠ける。しかも、高速回転数が表示されていたところ
から急に“０”表示になるのは不自然でもある。

さらに、従来技術では、第６図に示すように、予め一定
の減衰曲線Ｓを設定しておき、回転パルスが所定の時間
（たとえば０．２５ＳｅＣ間）に継続して入力されない
場合には、この減衰曲線Ｓに沿って回転数の表示内容を
順次変更していくようにしたものがある。しかし、この
減衰曲線Ｓに沿う限り、実際の回転数がどの程度の割合
で減少するのか全く考慮されないので、極く短時間のう
ちに急停止された場合でも、表示内容は一定時間が経過
した後でないとほぼ“０”にならず、そのため、依然と
してデジタル表示の応答性が欠けるといった不都合があ
った。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、測定対象となる回転体の急減速、急停止されて回転
パルスが所定時間にわたって入力されなくなった場合に
は、実際の回転数がどの程度の割合で減少するのか予測
し、その予測の上に立って回転数を算出するので、この
回転数変化に追従するかたちで表示内容が順次更新され
るようにして、できるだけ真の回転数変化に近似した内
容を表示できるようにすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の目的を達成するために、回転体の回転
速度に対応した回転パルスを出力する回転検出器と、こ
の回転検出器からの回転パルスをカウントする回転パル
スカウンタと、この回転パルスカウンタのカウント値に
基づいて単位時間あたりの回転数を算出する回転数演算
部と、この回転数演算部の演算結果を表示する表示器と
を備えたデジタル回転計において、次の構成を採る。

すなわち、本発明のデジタル回転計では、回転検出器か
らの回転パルスの有無を検出し、回転パルスが停止して
から所定の時間経過後に回転パルス停止検出信号を出力
する回転パルス検出部と、この回転パルス検出部からの
回転パルス停止検出信号に応答して前記回転数演算部で
得られた回転パルスの停止直前の回転数を入力し、この
回転数と予め設定された基準回転数とに基づいて回転数
減少の予測勾配を決定する予測勾配決定部と、この予測
勾配決定部により決定された予測勾配をもつ回転数減少
曲線に従って回転数を算出する予測演算部とを備えてい
る。

く作用〉 上記構成によれば、回転体が急停止されることにより回
転検出器から回転パルスが所定時間にわたって出力され
なくなると、これが回転パルス検出部で検出されて回転
パルス停止検出信号が出力される。この回転パルス停止
検出信号に応答して、予測勾配決定部は、回転数演算部
で得られた回転パルスの停止直前の回転数を入力し、こ
の回転数と予め設定された基準回転数とに基づいて回転
数減少の予測勾配を決定する。この予測勾配の値は予測
演算部に与えられるので、予測演算部がこの予測勾配を
もつ回転数減少曲線に従って回転数を一定時間経過ごと
に算出する。そして、予測演算部の演算結果が表示器に
出力される。

このように、予測勾配決定部と予測演算部とによって実
際の回転数がどの程度の割合で減少するのか予測し、そ
の予測の上に立って回転数を算出するので、実際の回転
数の変化に追従するかたちで表示内容が順次更新される
ことになる。

〈実施例〉 第１図は本発明の実施例に係るデジタル回転計の構成を
示すブロック図である。同図において、１はデジタル回
転計の全体を示し、２はモータ、ギヤ、ブーり等の回転
体（図示省略）の回転速度に対応した回転パルスを出力
する回転検出器であって、たとえばロータリエンコーダ
、マグネチックセンサ、光電スイッチ等が適用される。

４は回転検出器２からの回転パルスをカウントする回転
パルスカウンタ、６は回転パルスカウンタ４のカウント
値に基づいて単位時間あたりの回転数を算出する回転数
演算部、８は回転数演算部６の演算結果を表示するＬＥ
Ｄ等でできた表示器、１０は回転パルスカウンタ４のカ
ウント時間Ｔ（本例ではｌ。

０ｓｅｃ）を規制するためのタイマ、１２はタイマ１０
の出力と回転検出器２からの回転パルスとを共に入力す
るアンドゲートであり、これらの構成は従来例の場合と
同様である。

１４は回転検出器２からの回転パルスの有無を検出し、
回転パルスが停止してから所定の時間（本例では０．２
５ｓｅｃ）経過後に回転パルス停止検出信号を出力する
回転パルス検出部、１６は基準回転数（本例では２４　
Ｏｒｐｍ）が予め設定された基準回転数レジスタ部であ
る。この基準回転数は、回転検出器２で検出できる単位
時間あたりのパルス数を考慮して決定されており、たと
えば、１回転Ｉパルスとして０．２５ｓｅｃが最低検出
時間とすれば、計測可能な最低回転数は、（エバルス７
０．２５ｓｅｃ）　Ｘ　６Ｇ＝　２４Ｏｒｐｍとなる。

１８は回転パルス検出部１４からの回転パルス停止検出
信号に応答して回転数演算部６で得られた回転パルスの
停止直前の回転数を入力し、この回転数と基準回転数レ
ジスタ部Ｉ６からの基準回転数とに基づいて回転数減少
の予測勾配を決定する予測勾配決定部、２０は予測勾配
決定部Ｉ８により決定された予測勾配Ｋをもつ回転数減
少曲線に従って回転数を順次算出する予測演算部である
。

次に、上記構成を有するデジタル回転計１について、モ
ータ等の回転体が急停止された場合の制御動作を、第２
図に示すフローチャートを参照して説明する。

回転体が急停止されると、回転検出器２から回転パルス
が出力されなくなる。回転パルス検出部１４は、回転パ
ルスが所定時間（本例では０．２５ｓｅｃ）以゛上入力
されなくなると、回転パルス停止検出信号を出力する。

この回転パルス停止検出信号は、回転数演算部６、基準
回転数レジスタ部１６、および予測演算部２０にそれぞ
れ与えられる。

この回転パルス停止検出信号に応答して、基準回転数レ
ジスタ部１６から基準回転数Ｍ（本例では２４Ｏｒｐｍ
）のデータが読み出され、これが予測勾配決定部１８と
予測演算部２０にそれぞれ与えられる。また、回転数演
算部６からは回転パルスの停止直前に得られた回転数（
以下、直前回転数という）Ｌが読み出されて予測勾配決
定部１８と予測演算部２０にそれぞれ送出される。

予測演算部２０は、回転パルス検出部１４から回転パル
ス停止検出信号が与えられると、これに応答して、まず
、直航回転数りと基準回転数Ｍとを比較しくステップ■
）、直前回転数りが基準回転数Ｍよりも大きい場合には
、予測勾配に−１に設定してＭ／Ｋを演算し、その演算
結果Ｍを表示用データＤとして出力する。したがって、
予測演算部２０からは、最初、基準回転数レジスタ部」
６で与えられた基準回転数Ｍ　（＝　２４０ｒｐｎ）の
データがそのまま出力され、これが表示器８に与えられ
る。

これにより、表示器８には回転パルスの停止から０．２
５ｓｅｃ後に基準回転数（２４Ｏｒｐｍ）が表示される
（ステップ■）。この表示用データＤは、再び予測演算
部２０にフィードバックされて入力される（ステップ■
）。

一方、予測勾配決定部１８は、直前回転数りと基準回転
数Ｍとが共に入力されると（ステップ■）、両データに
基づいて、第３図に示すように、回転数減少の予測勾配
に＝Ｌ／Ｍを決定する（ステップ■）。この場合、勾配
には、直前回転数りが大きい程、大きくなる。これは、
勾配決定にのための時間（Ｑ、２５ｓｅｃ）は一定であ
るから、その間にパルスが入力されないことは、直前回
転数りが大きい程、急速に減速されていると考えること
ができるからである。そして、この予測勾配にのデータ
が予測演算部２０に送出される。なお、ステップ■にお
いて、直前回転数りが既に基準回転数Ｍよりも小さい場
合には、以下の予測演算は行われない。

次に、予測演算部２０は、基準回転数Ｍと予測勾配にの
両データが入力されると、第３図に示すように、予測勾
配Ｋをもつ回転数減少曲線に従って回転数を一定時間経
過（本例では０．２５ｓｅｃ）ごとに算出する。すなわ
ち、予測演算部２０は、まず、基準回転数Ｍと予測勾配
にの両データからＤ（＝Ｍ）／Ｋを算出し、これを表示
用データＤとしてセットする（ステップ■）。そして、
この表示用データＤを演算打ち切りの最低回転数ＭＩＮ
と比較する（ステップ■）。表示用データＤが最低回転
数ＭＩＮよりも大きい場合には、表示用データＤを表示
器８に出力する（ステップ■）。この表示用データＤは
、また、予測演算部２０にフィードバックされて入力さ
れる（ステップ■）。引き続いて、予測演算部２０は、
ｏ、２ｓｓｅｃ後に再びステップ■〜ステップ■を実行
する。この場合、予測演算部２０は、次の演算結果か得
られるまでの間は、そのまま出力内容を維持する。した
がって、表示器８の表示内容は、０．２５ｓｅｃ経過す
るたびに更新される。

そして、ステップ■において、表示用データＤか演算打
ち切りの最低回転数ＭｒＮよりも小さくなると、予測演
算部２０は、表示用データＤを強制的に０に設定した後
、これを表示器８に出力する（ステップ［相］）。

したがって、たとえば、直前回転数がｌｏｏｏｒｐｍ。

演算打ち切り最低回転数ＭＩＮが５　ｒｐｍの場合、表
示器８の表示内容は、ｏ、２ｓｓｅｃ後には２４Ｏｒｐ
ｍ、　０゜５ｓｅｃ後には５８ｒｐｍ、０．７５ｓｅｃ
後は１４ｒｐｍ、　１．０ｓｅｃ後はＯｒｐｍとなる。

このように、測定対象となる回転体が急減速、急停止さ
れて回転パルスが所定時間にわたって入力されなくなっ
た場合には、予測勾配決定部１８と予測演算部２０とに
よって実際の回転数がどの程度の割合で減速するのか予
測し、その予測の上に立って回転数を算出するので、実
際の回転数の変化に追従するかたちで表示内容が順次更
新されることになる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、回転体が急停止されたような場合でも
、回転数変化に追従するかたちで表示内容が順次更新さ
れる。そのため、真の回転数変化に近似した内容がリア
ルタイムで表示されるようになる等の優れた効果が発揮
される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例に係り、第１図は
本発明のデジタル回転計の構成を示すブロック図、第２
図は第１図のデジタル回転計の動作説明に供するフロー
チャート、第３図は回転数減少の予測演算の説明図であ
る。 第４図ないし第６図は従来例に係り、第４図はデジタル
回転計のブロック図、第５図は回転検出器で得られる回
転パルスのタイムチャート、第６図は減衰曲線の説明図
である。 ！・・・デジタル回転計、２・・・回転検出器、４・・
・回転パルスカウンタ、６・・・回転数演算部、８・・
・表示器、！４・・・回転パルス検出部、１８・・・予
測勾配決定部、２０・・・予測演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転体の回転速度に対応した回転パルスを出力す
   る回転検出器と、この回転検出器からの回転パルスをカ
   ウントする回転パルスカウンタと、この回転パルスカウ
   ンタのカウント値に基づいて単位時間あたりの回転数を
   算出する回転数演算部と、この回転数演算部の演算結果
   を表示する表示器とを備えたデジタル回転計において、 前記回転検出器からの回転パルスの有無を検出し、回転
   パルスが停止してから所定の時間経過後に回転パルス停
   止検出信号を出力する回転パルス検出部と、 この回転パルス検出部からの回転パルス停止検出信号に
   応答して前記回転数演算部で得られた回転パルスの停止
   直前の回転数を入力し、この回転数と予め設定された基
   準回転数とに基づいて回転数減少の予測勾配を決定する
   予測勾配決定部と、この予測勾配決定部により決定され
   た予測勾配をもつ回転数減少曲線に従って回転数を算出
   する予測演算部と、 を備えることを特徴とするデジタル回転計。