JPH03135769A

JPH03135769A - 回転数検出回路

Info

Publication number: JPH03135769A
Application number: JP27450189A
Authority: JP
Inventors: Noriyasu Matsufuji; 徳康松藤; Hiroyuki Takahashi; 廣之高橋
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-10

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】〔発明の利用分野〕本発明は、モータまたは回転体の回転数検出回路に関す
るものである。

〔発明の背景〕

モータまたは回転体の回転数を検出する従来回路の一例
として、第４図がある。図において、モータ１の回転シ
ャフト２には、反射面３と非反射面４が設けてあり、＋
５Ｖより抵抗１７を介して電源の供給を受けた発光素子
５から発せられた光が、反射面３で反射し、受光素子６
にて受は取られる。受光素子６と直列に接続された抵抗
７には、回転パルスが発生しく第５図の信号■）、シュ
ミットトリガＩＣ８にて波形整形（信号■）後、分周用
カウンタ９に入力する。分周用カウンタ９では、モータ
または回転体１回転当り１周期になる様、回転信号を分
周（信号＠）シ、インターバルタイマ１３のＣ端子に入
力する。インターバルタイマ１３のＣ端子には、常時一
定周波数のパルス信号を出力するクロック回路１６の信
号（＠）が入力され、Ｃ端子がＨＩＧＨ信号の時のみ、
クロック回路１６の信号をカウントする。第５図は、第
４図の回路において、信号［有］が１回転２パルスの回
転信号の時のタイムチャートであり、図中Ｔｏの領域に
ある信号＠をカウントする。インターバルタイマ１３は
、カウント後、カウント値をマイクロコンピュータ１４
に送る。マイクロコンピュータは受は取ったカウント値
Ｃ０と、タロツク回路１６の信号周期Ｔｘとをもとに、
回転数Ｎ（ｍｉｎ−’）を算出する。

この場合、低速域も高速域も（式１）で求められるため
、特に高速回転時は、カウント値Ｃ０の値が小さくなっ
て、算出される回転数の分解能が悪くなり、クロック回
路１６の周波数によっては実回転数と大きな誤差を生じ
ることとなる。また、高速域の測定精度向上のためクロ
ック回路１６の周波数を大きくすると逆に、低速域での
カウンタのカウント容量が多く必要となり回路が複雑と
なる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、回
転検出精度の向上を図ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、低速域では、モータまたは回転体の回転周期
を測定して回転数を算出し、高速域では。

ある時間内のモータまたは回転体の回転信号数と回転信
号を測定した時間を測定して回転数を算出するように回
路を工夫したものである。

〔発明の実施例〕

本発明の具体的実施例を示す。

第１図において、モータ１の回転数を検出するために、
例えば回転シャフト２に光の反射面３及び非反射面４を
設け、発光素子５から発せられた光は、反射面３にて反
射し受光素子６に達する。

なお発光素子５は抵抗１７を介して、また受光素子６は
抵抗７を介して電源が供給されている。第１図の信号■
（第２図も同様）は、シュミットトリガＩＣ８にて波形
整形（信号■）後、分周用カウンタ９に入力される。分
局用カウンタ９では、モータ１回転当り１周期になる様
１回転信号を分周（信号◎）シ、インターバルタイマ１
３の０２端子に入力する。第２図の例では、信号■およ
び■は１回転２パルスの信号であり、分周用カウンタ９
で１回転１パルスの信号◎に分周されている。マイクロ
コンピュータ１４にＰｏｒｔＣからは、モータの回転数
を検出するため、第２図信号＠の様な起動用信号を出力
する。なおＰｏｒｔＡ。

ＰｏｒｔＢの両方ともＬＯＷの時、マイクロコンピュー
タ１４は、一定時間Ｔｓ毎に起動用信号を出力する。Ｐ
ｏｒｔＡまたはＰｏｒｔＢがＨＩＧＨの時は、起動用信
号を出力しない。起動用信号は、フリップフロップ１１
のＣＬＲ（クリア）端子に、またフリップフロップ１２
のＰＲ（プリセット）端子に入力され、フリップフロッ
プ１１の出力ＱはＬＯＷに、フリップフロップ１２の出
力ＱはＨＩＧＨになる。フリップフロップ１２の出力Ｑ
（信号■）は、フリップフロップ１１の入力Ｊ及びに端
子と、マイクロコンピュータ１４のＰｏｒｔＡに接続さ
れており、信号■が、ＨＩ　Ｇ　Ｈの場合、分周用カウ
ンタ９の出力信号◎を反転器１０にて反転した信号■が
ＬＯＷからＨＩＧＨに立上る時に、フリップフロップ１
１の出力Ｑ（信号■）をＬＯＷからＨＩ　Ｇ　Ｈに変え
る。信号■は、インターバルタイマ１３のＧ。、Ｇ。

、Ｇ２端子とマイクロコンピュータのＰｏｒｔＢに出力
される。

クロック回路１６は、インターバルタイマ１３のＣ０端
子に、常時一定周波数でモータの回転周波数に比べて充
分高い周波数のパルス信号（信号■）を出力する。イン
ターバルタイマ１３の０゜端子は、フリップフロップ１
２のＣ端子及び反転器１５に接続されており、信号［Ｆ
］が出力される。

信号［Ｆ］を反転する反転器１５は、インターバルタイ
マ１３のＣ１に接続され、信号■を出力する。

インターバルタイマ１３は３つのカウンタを内蔵してい
る６１つは、分周用カウンタ９の出力信号◎をカウント
する回転信号用カウンタであり、ゲートＧ２がＨＩＧＨ
の時、Ｃ２より回転信号をカウントする。２つめは、ク
ロック回路１６の出力パルス信号をカウントするクロッ
ク用カウンタであり、ゲートＧ０がＨＩＧＨの時Ｃ０よ
りカウントする。なお、クロック用カウンタがフルカウ
ントした場合、出力○。よりクロック回路１６の１パル
ス分のＬＯＷ信号（信号［Ｆ］）を出力し、再び０から
カウントを始めＧ。がＬＯＷになるまで繰返す。３つめ
はクロック用カウンタの出力０゜の反転信号をカウント
するクロック用上位カウンタであり、ゲートＧ１がＨＩ
ＧＨの時Ｃ□よりカウントする。上記３カウンタともそ
れぞれＧ、、Ｇｌ。

Ｇ２がＬＯＷの時は、カウンタはカウントしない。

（つまり、第２図信号■のＨＩＧＨ時にのみカウント可
能とする。）第３図のフローチャートに従い、本回路の主機能を説明
すると、初めにマイクロコンピュータ１４は、インター
バルタイマ１３の回転信号用カウンタ、クロック用カウ
ンタ、クロック用上位カウンタをリセッ］〜し、カウン
ト値を零にする。マイクロコンピュータ１４は、Ｐｏｒ
ｔＣより回転数検出開始の起動用信号（信号＠）を出力
する。

（尚信号■は、通常時間Ｔｓ毎に出力されている、）こ
の起動用信号出力後、第２図信号■の立上りと同時に信
号■がＨＩＧＨとなり、インターバルタイマ１３の回転
信号用カウンタ、クロック用カウンタ、クロック用上位
カウンタのそれぞれのゲートがＨＩＧＨとなって、パル
スをカウントし始める。クロック用カウンタのフルカウ
ント値をＣｔｌとすると、クロック用カウンタは、Ｃｔ
１個のクロック信号を（時間Ｔｃ間に）カウントすると
、出力Ｏ８より、パルス信号（信号［Ｆ］）を出力し、
再び０よりカウントし始める。この信号［Ｆ］は反転器
１５を介してクロック用上位カウンタでカウントされ、
またフリップフロップ１２を介して、マイクロコンピュ
ータ１４のＰｏｒｔＡをＨＩ　Ｇ　ＨカらＬＯＷ（信号
＠）ｔ；−炭火、マイクロコンピュータ１４に対し、Ｃ
ｔｌを越えたことを伝える。

この後、反転器１０の出力（信号（ａ））が立上る時、
フリップフロップ１１の出力（信号■）は、ＨＩＧＨか
らＬＯＷになり、インターバルタイマ１３の３つのカウ
ンタの全ゲートが閉じられカウントが終了すると同時に
、マイクロコンピュータ１４は、ＰｏｒｔＢを介して、
カウント終了を認識するとともに３つのカウンタのカウ
ント値を読み取る。回転信号用カウンタのカウント値は
、ゲートが開いている時間（第２図のｔｏからｔ□まで
のＴｍ間）のモータ１の回転数に等しく、モータ１の回
転数をＮ　（ｍｉｎ−１（ｒｐｍ））、カウント終了時
の回転信号用カウンタ、クロック用カウンタ、クロック
用上位カウンタのそれぞれのカウント値をＣ２，Ｃ，、
Ｃ工、クロック回路１６の出力周波数をｆ（Ｈｚ）とす
ると、マイクロコンピュータ１４は、下記の計算を行っ
て回転数Ｎを算モータ１が高速回転の時はＴｃ経過後、
すぐにカウント終了となるが、低速回転の時はＴｃ経過
後、なかななカウント終了とならない。特に、マイクロ
コンピュータ１４が起動用信号を出力後、一定時間Ｔｓ
経過しても、インターバルタイマ１３のカウンタがカウ
ントを終了しない場合、ＰｏｒｔＢがＨＩ　Ｇ　Ｈのた
め、マイクロコンピュータ１４は起動用信号を出力でき
ず、カウンタはカウントを継続する。ある一定時間Ｔｍ
（＞Ｔｓ）経過しても未だ該カウンタがカウント終了し
ない時は、マイクロコンピュータ１４は回転数が零と判
断し１回転検出を終了する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、モータまたは回転体の回転数を、高速
域も低速域も検出誤差を少なくできるため、回転数検出
精度の向上を図ることができる。

本発明の検出回路（第１図）と従来の検出回路（第４図
）の検出精度を比較すると、モータからの回転パルス信
号が１回転２パルスであり、インターバルタイマ１３の
カウンタが１６ビツトのレジスタで構成されており、ク
ロック回路の出力周波数がＩＭＨｚとするならば、例え
ば１２０．０００ｍ１ｎ−”　（ｒｐｍ）の時は１次のよ
うになる。

・本発明の検出回路＝　０．０６甘Ｓり６３＋、Ｑ’７２本検出回路の場合、ゲート開時間内の回転信号用カウン
タのカウント値Ｃ２は、必ず整数となるのでＣ２＝１３
２となり、Ｃ，＝１３２の時Ｔｍ＝６６．０ｍ５ｅｃと
なる。ゲート開時間Ｔｍを算出するためのクロック用カ
ウンタのカウント値が１変化することにより検出できる
回転数の変化量ΔＮは、ゲート開時のクロックカウント値が１変化することによ
り検出できる回転数の変化量ΔＮは、＝１．８２　　（
ｍｉｎ−”）となる。

・従来の検出回路らＯゲート開時のクロックカウント値Ｃｏ＝＝　　　　　　　　　　　　ｘ−二２’５０＋ｘ
＋０” 一４Ｓ１．’１３こ１？ｌｌ、−１−ｔ）となる。

以上より、本発明の検出回路は、従来の検出回路より非
常に精度よく回転数を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる回転数検出回路の一実施例を示
す回路図、第２図は、第１図の回路におけるタイムチャ
ート、第３図は、本発明の回路内にあるマイクロコンピ
ュータの処理を示すフローチャート、第４図は、回転数
検出回路の従来技術の回路、第５図は、第４図の回路に
おけるタイムチャートである。図において、１はモータ、２は回転シャフト、３は反射
面、４は非反射面、５は発光素子、６は受光素子、７は
抵抗、８はシュミットトリガＩＣ１９は分周用カウンタ
、１０は反転器、１１はフリップフロップ、１２はフリ
ップフロップ、１３はインターバルタイマ、１４はマイ
クロコンピュータ、１５は反転器、１６はクロック回路
、１７は抵抗である。

Claims

【特許請求の範囲】１、モータまたは回転体の回転数を検出するためにモー
タまたは回転体からの回転出力パルスを発生する回路と
、回転出力パルスをモータまたは回転体１回転当り１周
期に分周する分周用カウンタと、常時一定周波数のパル
ス信号を出力するクロック回路と、該分周用カウンタか
らの出力信号をカウントする回転信号用カウンタ、該ク
ロック回路の出力信号をカウントするクロック用カウン
タ及びクロック用カウンタから出力される信号をカウン
トするクロック用上位カウンタを有し、該回転信号用カ
ウンタ、クロック用カウンタ並びにクロック用上位カウ
ンタからのカウント情報を受けとり、回転数を算出する
マイクロコンピュータを有した回路において、マイクロ
コンピュータが一定時間毎に回転数を演算するために、
該一定時間毎に起動用信号を発し、前記各カウンタが起
動用信号を受けてから分周用カウンタ出力信号の最初の
立上り時より、クロック回路の出力信号をクロック用カ
ウンタでカウントし、カウント値が一定値になった時、
該クロック用カウンタはクロック用上位カウンタに１パ
ルス出力し、かつ、該カウンタ自身のカウント値を零ク
リアする機能を有し、該回転信号用カウンタ、クロック
用カウンタ及びクロック用上位カウンタの各カウンタは
、起動用信号を受けた後、分周用カウンタ出力信号の最
初の立上り時から、クロック用カウンタが最初にカウン
ト値に達し、クロック用上位カウンタにパルスを出力し
た後、分周用カウンタ出力信号が最初に立上る時までの
間カウントし、それ以外の間はカウントしない状態とし
、該マイクロコンピュータは、クロック回路出力信号の
周期及びクロック用カウンタ値、クロック用上位カウン
タ値より計測時間を算出し、さらに回転信号用カウンタ
のカウント値を該計測時間で除して、モータまたは回転
体の回転数を算出する機能を有した回転数検出回路。２、前記マイクロコンピュータが起動用信号を出力後、
一定時間経過しても前記回転信号用カウンタ、クロック
用カウンタ及びクロック用上位カウンタがカウントを終
了しない場合、マイクロコンピュータは、起動用信号を
出力せず、各カウンタは、カウントを継続し、任意の一
定時間経過しても未だ該カウンタがカウント終了となら
ない時は、回転数が零であると判定する機能を有した特
許請求の範囲第１項記載の回転数検出回路。