JPH0387601A - Twist angle detecting device in rotary twisting tester - Google Patents

Twist angle detecting device in rotary twisting tester

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JPH0387601A
JPH0387601A JP22294089A JP22294089A JPH0387601A JP H0387601 A JPH0387601 A JP H0387601A JP 22294089 A JP22294089 A JP 22294089A JP 22294089 A JP22294089 A JP 22294089A JP H0387601 A JPH0387601 A JP H0387601A
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JP
Japan
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signal
voltage signal
test piece
generated
rotation
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Application number
JP22294089A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Uno
宇野 博
Susumu Takada
進 高田
Setsuo Kuroki
黒木 節夫
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Saginomiya Seisakusho Inc
Original Assignee
Saginomiya Seisakusho Inc
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To exactly detect a twist angle applied to a test piece by taking a difference by a first adding means with respect to an analog voltage signal outputted by a D/A converting means and a voltage signal generated by a signal generating means. CONSTITUTION:A pulse generator 11 generates one piece of timing pulse PR being a reference signal whenever a rotary output shaft 1a makes one rotation, and also, generates N pieces of up-pulses PD being forward rotation pulses and N pieces of down-pulses being backward rotation pulses PU per one rotation in accordance with a rotation of the forward and the backward directions of the shaft 1a. Also, an absolute type encoder 13 generates a voltage signal EV being an angle position signal varied continuously extending from 0V to a prescribed voltage in accordance with one rotation of a first rotary shaft 3a of a rotary actuator. Subsequently, an arithmetic processing circuit 14 inputs the pulses PR, PU and PD generated by the generator 11, and the signal EV from the encoder 13, executes an arithmetic processing, based thereon and derives a twist angle applied actually to a test piece T . P.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、捩り力が加わる回転状態で使用される例えば
自動車の駆動部品などのような試験片に対して捩りを繰
り返し加えて試験片の捩り特性を試験する回転捩り試験
機において、試験片に加えられる捩りの角度を検出する
捩り角度検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is a test piece that is used in a rotating state where torsional force is applied, such as a driving part of an automobile, by repeatedly applying torsion to the test piece. The present invention relates to a torsion angle detection device that detects the angle of torsion applied to a test piece in a rotary torsion tester for testing torsion characteristics.

[従来の技術〕 一般に回転捩り試験機は、第4図に示すように、試験片
T・Pを回転駆動するための駆動モータ1を有し、該駆
動モータ1の回転出力軸1aには、第1の連結手段とし
てのチャック2aを介して試験片T−Pの一端が連結さ
れている。試験片T・Pの他端には、第2の連結手段と
してのチャフ2bを介して捩り発生手段としてのローク
リアクチュエータ3の第1の回転軸3aが連結されてい
る。
[Prior Art] Generally, a rotary torsion testing machine has a drive motor 1 for rotationally driving the test pieces T and P, as shown in FIG. 4, and the rotation output shaft 1a of the drive motor 1 has a One end of the test piece T-P is connected via a chuck 2a serving as a first connection means. The other ends of the test pieces T and P are connected to a first rotating shaft 3a of a row reactor 3 as a torsion generating means via a chaff 2b as a second connecting means.

上記駆動モータlの回転出力軸1aとロークリアクチュ
エータ3の第2の回転軸3bとは、連結歯車4a及び4
b、連結軸4c並びに連結歯車4d及び4eを介して連
結されて、駆動モータ1のトルクを伝える動力循環ルー
プが形成され、該動力循環ループに試験片T−Pと捩り
トルク発生手段3とが動力伝達的に直列状態で介在させ
た動力循環式回転捩り試験機が構成されている。
The rotation output shaft 1a of the drive motor 1 and the second rotation shaft 3b of the low reactor 3 are connected to connecting gears 4a and 4.
b. They are connected via the connecting shaft 4c and the connecting gears 4d and 4e to form a power circulation loop that transmits the torque of the drive motor 1, and the test piece TP and the torsional torque generating means 3 are connected to the power circulation loop. A power circulation type rotary torsion testing machine is constructed, which is interposed in series in terms of power transmission.

上記ロークリアクチュエータ3は制御装置5によって制
御されるサーボ弁3cを有し、例えば特開昭55−20
415号公報に開示されているように、制御装置5によ
る該サーボ弁3cのサーボ制御によって第1及び第2の
回転軸3a及び3b間に相対的な回転を付与するように
働く。
The above-mentioned low reactor actuator 3 has a servo valve 3c controlled by a control device 5, for example,
As disclosed in Japanese Patent No. 415, the servo control of the servo valve 3c by the control device 5 works to impart relative rotation between the first and second rotating shafts 3a and 3b.

上記制御装置5は、試験片T−Pの両端間に力■えられ
る捩り量を検出し、該検出した捩り量と設定捩り量との
差を求め、該求めた偏差によって捩り量が設定値になる
ように上記ロークリアクチュエータ3のサーボ弁3Cを
サーボ制御し、試験片T−Pに予め定めた所定の捩り量
を加える制御を行う。
The control device 5 detects the amount of twist applied between both ends of the test piece T-P, calculates the difference between the detected amount of twist and the set amount of twist, and adjusts the amount of twist to the set value based on the calculated deviation. The servo valve 3C of the low reactor 3 is servo-controlled so that the test piece T-P is twisted by a predetermined amount.

上述のような回転捩り試験機を使用して試験片T−Pの
捩り試験を行うに当たって、第5図に示すように、試験
片T・Pに加える一定の静的捩り量θ、と、試験片T−
Pが一回転する間に該静的捩り量θ、に重畳して繰り返
し加えられる繰り返し周波数f3、最大捩り量θヨ、X
及び最小捩り量θ1,7の動的捩り信号波形θ、とがそ
れぞれ設定される。このような捩り量を加えるには、試
験片T−Pに実際に加えられた捩り量を検出し、この検
出捩り量と上記静的捩り量θ、及び動的捩り信号波形θ
。を加算した制御信号との偏差によって上記ロークリア
クチュエータ3のサーボ弁3aをサーボ制御する必要が
ある。
When performing a torsion test on a test piece T-P using the above-mentioned rotary torsion testing machine, as shown in Fig. 5, a constant amount of static twist θ applied to the test piece T-P and a test One piece T-
The repetition frequency f3, which is repeatedly applied to the static twist amount θ, while P rotates once, the maximum twist amount θyo, X
and the dynamic torsion signal waveform θ of the minimum torsion amounts θ1 and 7, respectively, are set. In order to add such an amount of twist, the amount of twist actually applied to the test piece T-P is detected, and the detected amount of twist, the static twist amount θ, and the dynamic twist signal waveform θ are combined.
. It is necessary to servo-control the servo valve 3a of the low reactor 3 based on the deviation from the control signal obtained by adding .

上述したように予め定められた静的捩り量θ。The static twist amount θ is predetermined as described above.

及び動的捩り信号波形θ、に基づいて実際に試験片T・
Pに加えられた捩り量を検出するためには、第6図に示
すように変化する試験片T−Pの両端A及びBの回転角
度θ1及びθ2の差Δθ(=θ−θ2)を求めればよい
が、従来の上記制御装置5においては、試験片T−Pの
両端間の捩り角度を検出する装置として、第7図に示す
ような構成のものを使用していた。
and the dynamic torsion signal waveform θ, the test piece T・
In order to detect the amount of twist applied to P, the difference Δθ (= θ - θ2) between the rotation angles θ1 and θ2 of both ends A and B of the test piece T-P that changes as shown in Fig. 6 must be determined. However, in the conventional control device 5, a device configured as shown in FIG. 7 was used as a device for detecting the twist angle between both ends of the test piece TP.

すなわち、試験片T−Pの一端側Aと他端側Bの各端に
タイミングベルト6a及び6bをそれぞれ介してパルス
エンコーダ7a及び7bを連結して試験片T−Pの回転
に応じてパルス信号を発生させ、パルスエンコーダ7a
が発生スるパルス信号ヲインクリメントパルスとして、
パルスエンコーダ7bが発生するパルス信号をデクリメ
ントパルスとしてアップダウンカウンタ8にそれぞれ入
力し、アップダウンカウンタ8の出力に両パルスエンコ
ーダ7a及び7bが発生するパルス数の差に相当するデ
ジタル信号を出力させ、このアップダウンカウンタ8の
デジタル出力をデジタル/アナログCD/A)変換器9
でアナログ信号に変換して捩り量Δθを求めていた。こ
の求めた捩り量Δθを表す信号と上記設定した静的捩り
角度θ。
That is, pulse encoders 7a and 7b are connected to one end A and the other end B of the test piece T-P via timing belts 6a and 6b, respectively, to generate pulse signals in accordance with the rotation of the test piece T-P. The pulse encoder 7a
As an increment pulse, the pulse signal generated by
The pulse signal generated by the pulse encoder 7b is input as a decrement pulse to the up/down counter 8, and the up/down counter 8 outputs a digital signal corresponding to the difference in the number of pulses generated by both pulse encoders 7a and 7b. The digital output of this up/down counter 8 is converted into a digital/analog CD/A) converter 9.
The amount of twist Δθ was determined by converting it into an analog signal. A signal representing the determined amount of twist Δθ and the static twist angle θ set above.

及び動的捩り量θ。を加算した上記制御信号との偏差に
よってロークリアクチュエータ3をサーボ制御するよう
にしている。
and the amount of dynamic twist θ. The low reactuator 3 is servo-controlled based on the deviation from the above control signal obtained by adding .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来の装置においては、試験片T−Pの両端に
設けたパルスエンコーダ7a及び7bが発生するパルス
をアップダウンカウンタでアップダウンカウントし、常
時そのパルス数の差を求めることによって捩り角度Δθ
を検出するようにしているため、パルス性のノイズが外
部から混入してパルスカウント値に一度狂いが生しると
、これによってその後の捩り量Δθに誤差が含まれるこ
とになる。また、この誤差はパルス性のノイズが発生す
る毎に大きくなるため、サーボ制御によって試験片T、
Pに目標とする捩り量を加えて試験することができなく
なり、試験の信頼性が損なわれるようになる。
In the conventional apparatus described above, the torsion angle Δθ is determined by counting up and down the pulses generated by the pulse encoders 7a and 7b provided at both ends of the test piece T-P using an up-down counter, and constantly finding the difference in the number of pulses.
is detected, so once the pulse count value is deviated due to the introduction of pulse noise from the outside, this will cause an error to be included in the subsequent torsion amount Δθ. In addition, since this error increases each time pulse noise occurs, the test piece T,
It becomes impossible to test by adding a target amount of twist to P, and the reliability of the test is impaired.

よって本発明は、上述した従来のものの問題点を解消し
て、試験片に加えられる捩り角度を正確に検出できるよ
うにした回転捩り試験機における捩り角度検出装置を提
供することを課題としている。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a torsion angle detection device for a rotary torsion testing machine that solves the above-mentioned problems of the conventional device and can accurately detect the torsion angle applied to a test piece.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するため本発明により威された捩り角度
検出装置は、試験片に加える回転トルクを発生する駆動
モータと、試験片に加える動的捩りトルクを発生する捩
りトルク発生手段とを備える回転捩り試験機において、
前記試験片の一端の回転に応じて一回転に一個のタイご
ングバルスと一回転にN個のパルスとを発生する第1の
信号発生手段と、前記試験片の他端の回転に応じて該他
端の回転角度位置に対応して直線的に変化する電圧信号
を発生する第2の信号発生手段と、前記第1の信号発生
手段が発生するタイミングパルスによってリセットされ
ると共に前記第1の信号発生手段が発生するをカウント
するカウンタ手段と、前記カウンタ手段のカウント値を
アナログ電圧信号に変換するデジタルアナログ変換手段
と、前記第1の信号発生手段が発生ずるタイミングパル
スに応じて前記デジタルアナログ変換手段が出力するア
ナログ電圧信号をサンプルホールドするサンプルホール
ド手段と、前記デジタルアナログ変換手段が出力するア
ナログ電圧信号と前記第2の信号発生手段が発生する電
圧信号との差をとる第1の加算手段と、前記サンプルホ
ールド手段にホールドしたアナログ電圧信号と前記デジ
タルアナログ変換手段が出力するアナログ電圧信号とを
加算する第2の加算手段と、該第2の加算手段の出力信
号と前記第2の信号発生手段が発生する電圧信号との差
をとる第3の加算手段とを備え、前記第2の信号発生手
段が発生する電圧信号の立下りから前記タイミングパル
スの発生までの期間は前記第りの加算手段の出力信号を
、前記タイミングパルスの発生から前記第2の信号発生
手段が発生する電圧信号が立下るまでの期間は前記第3
の加算手段の出力信号をそれぞれ選択して出力し、該出
力信号によって試験片に加えられている捩り角度を検出
するようにしたことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the torsional angle detection device according to the present invention includes a drive motor that generates a rotational torque to be applied to a test piece, and a torsional torque generating means that generates a dynamic torsional torque to be applied to a test piece. In the torsion test machine,
a first signal generating means for generating one pulse per revolution and N pulses per revolution according to the rotation of one end of the test piece; a second signal generating means for generating a voltage signal that linearly changes in response to the rotational angular position of the other end; and a second signal generating means that is reset by a timing pulse generated by the first signal generating means and the first signal a counter means for counting the number of signals generated by the first signal generating means; a digital-to-analog conversion means for converting the count value of the counter means into an analog voltage signal; sample-and-hold means for sampling and holding an analog voltage signal outputted by the means; and first addition means for taking the difference between the analog voltage signal outputted by the digital-to-analog conversion means and the voltage signal generated by the second signal generation means. and a second addition means for adding the analog voltage signal held in the sample hold means and the analog voltage signal output from the digital-to-analog conversion means, and an output signal of the second addition means and the second signal. and third addition means for calculating the difference between the voltage signal generated by the second signal generation means and the period from the fall of the voltage signal generated by the second signal generation means to the generation of the timing pulse. The period from generation of the timing pulse to the fall of the voltage signal generated by the second signal generation means for the output signal of the addition means is determined by the third period.
The present invention is characterized in that the output signals of the adding means are selected and outputted, and the twist angle applied to the test piece is detected based on the output signals.

〔作用〕[Effect]

上記構成において、第1の信号発生手段が試験片の一端
の回転に応じて一回転に一個のタイミングパルスと一回
転にN個のパルスとを発生する。
In the above configuration, the first signal generating means generates one timing pulse per revolution and N pulses per revolution in response to the rotation of one end of the test piece.

上記第1の信号発生手段が発生するパルスはカウンタ手
段によってカウントされ、また該カウンタ手段のカウン
ト値は第1の信号発生手段が発生するタイミングパルス
によってリセットされる。そして、上記カウンタ手段の
カウント値はデジタルアナログ変換手段によってアナロ
グ電圧信号に変換される。したがって、デジタルアナロ
グ変換手段が出力するアナログ電圧信号は、タイミング
パルスが発生される位置を基準にした試験片の一端の回
転角度位置を表す。
The pulses generated by the first signal generating means are counted by the counter means, and the count value of the counter means is reset by the timing pulses generated by the first signal generating means. Then, the count value of the counter means is converted into an analog voltage signal by the digital-to-analog conversion means. Therefore, the analog voltage signal output by the digital-to-analog conversion means represents the rotational angular position of one end of the test piece with respect to the position where the timing pulse is generated.

一方、第2の信号発生手段が試験片の他端の回転に応じ
て該他端の回転角度位置に対応して直線的に変化する電
圧信号を発生し、この第2の信号発生手段が発生する電
圧信号は試験片の他端の回転角度位置を表す。
On the other hand, as the other end of the test piece rotates, the second signal generating means generates a voltage signal that varies linearly in accordance with the rotational angular position of the other end. The voltage signal represents the rotational angular position of the other end of the test piece.

上記デジタルアナログ変換手段が出力するアナログ電圧
信号と上記第2の信号発生手段が発生する電圧信号とは
第1の加算手段によって差がとられ、この差によって試
験片の両端の相対的な角度位置の差、すなわち捩り量が
検出される。
A first addition means calculates the difference between the analog voltage signal outputted by the digital-to-analog conversion means and the voltage signal generated by the second signal generation means, and this difference determines the relative angular position of both ends of the test piece. The difference between them, that is, the amount of twist, is detected.

更に、上記デジタルアナログ変換手段が出力するアナロ
グ電圧信号は、上記第1の信号発生手段が発生するタイ
ミングパルスに応じてサンプルホールド手段によってサ
ンプルホールドされ、該ホールドされたアナログ電圧信
号は第2の加算手段において上記デジタルアナログ変換
手段が出力するアナログ電圧信号とを加算され、該第2
の加算手段の出力信号は第3の加算手段において上記第
2の信号発生手段が発生する電圧信号との差がとられる
。上記第3の加算手段が出力する出力信号は、上記カウ
ンタ手段がリセットされた後筒2の信号発生手段が発生
する電圧信号が立下るまでに試験片の両端間の捩り量を
表す信号である。
Further, the analog voltage signal outputted by the digital-to-analog conversion means is sampled and held by a sample and hold means in accordance with a timing pulse generated by the first signal generation means, and the held analog voltage signal is subjected to a second addition process. In the means, the analog voltage signal outputted from the digital-to-analog converting means is added, and the second
The difference between the output signal of the adding means and the voltage signal generated by the second signal generating means is calculated in the third adding means. The output signal outputted by the third adding means is a signal representing the amount of twist between both ends of the test piece until the voltage signal generated by the signal generating means of the rear cylinder 2 falls after the counter means is reset. .

そして、上記第2の信号発生手段が発生する電圧信号の
立下りから上記タイミングパルスの発生までの期間に上
記第1の加算手段が出力する出力信号と、上記タイミン
グパルスの発生から上記第2の信号発生手段が発生する
電圧信号が立下るまでの期間に上記第3の加算手段が出
力する出力信号とにより試験片に加えられた捩り角度を
検出するようにしているので、パルス性のノイズが発生
してこれがカウンタ手段によってカウントされ、そのカ
ウント値が誤ったものとなっても一時的なものであり、
これが継続的に検出捩り量を狂わせることがない。
The output signal outputted by the first addition means during the period from the fall of the voltage signal generated by the second signal generation means to the generation of the timing pulse, and Since the torsion angle applied to the test piece is detected by the output signal outputted by the third addition means during the period until the voltage signal generated by the signal generation means falls, pulse noise is eliminated. Even if this happens and is counted by the counter means, and the count value becomes incorrect, it is temporary;
This prevents the detected amount of torsion from going out of order continuously.

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。〔Example〕 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明による回転捩り試験機における捩り角度
検出装置の一実施例を示す図であり、同図において、第
7図について上述した従来のものと同等の部分には同一
の符号を付している。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a torsion angle detection device in a rotary torsion testing machine according to the present invention. In the figure, parts equivalent to those of the conventional device described above with reference to FIG. 7 are given the same reference numerals. are doing.

第1図において、先端にチャック2aが取付けられてい
る駆動モータ(第4図、1)の回転出力軸1aには、第
1の信号発生手段としてのロータリエンコーダを含むパ
ルス発生器11が設けられている。このパルス発生器1
1は、回転出力軸1aが一回転する毎に回転出力軸1a
の基準点を示す一個の基準信号としてのタイミングパル
スP。
In FIG. 1, a pulse generator 11 including a rotary encoder as a first signal generating means is provided on a rotation output shaft 1a of a drive motor (1 in FIG. 4) having a chuck 2a attached to its tip. ing. This pulse generator 1
1 is the rotational output shaft 1a every time the rotational output shaft 1a rotates once.
Timing pulse P as one reference signal indicating the reference point of .

を発生すると共に、回転出力軸1aの正逆方向の回転に
応じて一回転当たりN個の正回転パルスとしてのアップ
パルスPυ及び−回転当たりN個の逆回転パルスとして
のダウンパルスP0を発生する。すなわち、回転出力軸
1aの360”/Nの正逆回転毎にアップパルス及びダ
ウンパルスをそれぞれ一個発生する。
At the same time, it generates an up pulse Pυ as N forward rotation pulses per rotation and a down pulse P0 as N reverse rotation pulses per - rotation in accordance with the rotation of the rotational output shaft 1a in the forward and reverse directions. . That is, one up pulse and one down pulse are generated every 360''/N of forward and reverse rotation of the rotating output shaft 1a.

また、ロークリアクチュエータ(第4図、3)の第1の
回転軸3aには、タイミングベルト12を介してポテン
ショメータにより構成された第2の信号発生手段として
のアブソリュート形エンコーダ13が連結されている。
Further, an absolute type encoder 13 as a second signal generating means constituted by a potentiometer is connected to the first rotating shaft 3a of the low reactuator (FIG. 4, 3) via a timing belt 12. .

このアブソリュート形エンコーダ13は、ロークリアク
チュエータ(第4図、3)の第1の回転軸3aの一回転
に応してOvから所定の電圧まで連続的に変化する角度
位置信号としての電圧信号Evを発生する。
This absolute type encoder 13 generates a voltage signal Ev as an angular position signal that continuously changes from Ov to a predetermined voltage in response to one rotation of the first rotating shaft 3a of the low reactuator (Fig. 4, 3). occurs.

上記ロークリアクチュエータ(第4図、3)の第1及び
第2の回転軸3a及び3bの間に相対的な回転がないと
き、上記タイミングパルスPI+は上記電圧信号Evが
Ovのときに発生されるように、各回転出力軸1aに設
けられたパルス発生器11と、回転軸3aに連結された
アブソリュート形エンコーダ13との位置がそれぞれ設
定されている。
When there is no relative rotation between the first and second rotating shafts 3a and 3b of the row reactuator (Fig. 4, 3), the timing pulse PI+ is generated when the voltage signal Ev is Ov. The positions of the pulse generator 11 provided on each rotary output shaft 1a and the absolute encoder 13 connected to the rotary shaft 3a are respectively set so that the rotation output shaft 1a has the same position as that of the absolute encoder 13 connected to the rotary shaft 3a.

上記パルス発生器11が発生するパルスPR1Pt+及
びPoと、上記アブソリュート形エンコーダ13が発生
する電圧信号E、とを入力して、これらに基づいて演算
処理してテストピースT−Pに実際に加えられている捩
り角度Δθを求める演算処理回路14が設けられている
。この演算処理回路14によって求めた捩り角度Δθは
、サーボ制御系の加算器15の第1の入力にフィードバ
ック信号として入力され、ここで静的捩り信号発生器1
6及び動的捩り信号発生器17がそれぞれ発生する静的
捩り信号θ、及び動的捩り信号θ、との偏差がとられる
。加算器15が出力する偏差信号は、上記ロークリアク
チュエータ(第4図、3)をサーボ制御するためサーボ
弁3cに印加される。
The pulses PR1Pt+ and Po generated by the pulse generator 11 and the voltage signal E generated by the absolute encoder 13 are input, and based on these, arithmetic processing is performed to determine whether the pulses are actually applied to the test piece T-P. An arithmetic processing circuit 14 is provided for determining the torsion angle Δθ. The torsion angle Δθ determined by the arithmetic processing circuit 14 is input as a feedback signal to the first input of the adder 15 of the servo control system, where the static torsion signal generator 1
The deviation from the static torsion signal θ and the dynamic torsion signal θ generated by the dynamic torsion signal generator 6 and the dynamic torsion signal generator 17, respectively, is taken. The deviation signal output by the adder 15 is applied to the servo valve 3c for servo-controlling the low reactor (3, FIG. 4).

第2図は第1図中の演算処理回路14の具体的な回路構
成の一例を示すブロック図である。同図において、演算
処理回路14は、パルス発生器11がそれぞれ発生する
基準タイミングパルスPR、アップパルスPU及びダウ
ンパルスPDをリセット人力R,,UP入力及びDOW
N人力にそれぞれ入力するアップダウンカウンタ141
を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a specific circuit configuration of the arithmetic processing circuit 14 in FIG. 1. In the figure, the arithmetic processing circuit 14 resets the reference timing pulse PR, up pulse PU, and down pulse PD generated by the pulse generator 11 by human power R, UP input, and DOW input.
Up/down counter 141 to be input to each of N human forces
has.

このアップダウンカウンタ141は基準タイミングパル
スP、lが人力されるとカウント値がリセットされ、ア
ップパルスPυの入力に応じてアップカウント、ダウン
パルスP。の入力に応じてダウンカウントする。よって
、このアップダウンカウンタ141のカウント値によっ
て、回転出力軸laの基準位置に対する回転位置を表す
。このアップダウンカウンタ141が出力するカウント
値はデジタルアナログ(D/A)変換器142に入力さ
れ、ここでアナログ電圧信号に変換される。
This up/down counter 141 resets the count value when the reference timing pulses P and l are input manually, and counts up and down according to the input of the up pulse Pυ. Count down according to the input. Therefore, the count value of this up/down counter 141 represents the rotational position of the rotational output shaft la with respect to the reference position. The count value output by the up/down counter 141 is input to a digital-to-analog (D/A) converter 142, where it is converted into an analog voltage signal.

上記D/A変換器142によってアナログ電圧信号に変
換されたアンプダウンカウンタ141のカウント値は、
サンプルホールド回路143と、該サンプルホールド回
路143の出力信号が一方の十入力に印加されている第
2の加算器145の他方の十入力と、−人力に上記アブ
ソリュート形エンコーダ13が発生する電圧信号Evが
入力されている第1の加算器144の十入力とにそれぞ
れ人力される。
The count value of the amplifier down counter 141 converted into an analog voltage signal by the D/A converter 142 is
A voltage signal generated by the absolute type encoder 13 between the sample and hold circuit 143, the other ten inputs of the second adder 145 to which the output signal of the sample and hold circuit 143 is applied to one input; Ev is input manually to each of the ten inputs of the first adder 144.

上記第2の加算器145の出力信号は、−人力に上記ア
ブソリュート形エンコーダ13が発生する電圧信号Ev
が入力されている第3の加算器146の十入力に印加さ
れている。
The output signal of the second adder 145 is the voltage signal Ev generated by the absolute encoder 13.
is applied to the ten input of the third adder 146 to which is input.

上記第1及び第3の加算器144及び146の出力信号
は切換えスイッチ147の第1及び第2の固定接点a及
びbに入力され、切換えスイッチ147の可動接点Cの
切換えによって、加算器144又146の一方の出力信
号が選択されて捩り検出信号Δθとして出力される。上
記切換えスイッチ147の可動接点Cはその制御人力が
Hレベルのとき固定接点a側に、Lレベルの時固定接点
す側に切り換わるように動作する。この切換えスイッチ
147の制御信号はRSフリップフロップ(FF)1.
49のQ出力に発生される。このR3−FF149は、
パルス発生器11からのタイミングパルスP、かりセッ
ト人力Rに、アブソリュート形−エンコーダ13が発生
する電圧信号Evの0■への立下りを検出してEv立下
り検出回路148が発生する検出信号がセット人力Sに
それぞれ入力されている。
The output signals of the first and third adders 144 and 146 are input to the first and second fixed contacts a and b of the changeover switch 147, and by switching the movable contact C of the changeover switch 147, the output signals of the adder 144 or One output signal of 146 is selected and output as the torsion detection signal Δθ. The movable contact C of the changeover switch 147 operates to switch to the fixed contact a side when the control human power is at the H level, and to switch to the fixed contact side when the control force is at the L level. The control signal for this changeover switch 147 is applied to the RS flip-flop (FF) 1.
49 Q output. This R3-FF149 is
A detection signal generated by the Ev fall detection circuit 148 by detecting the falling of the voltage signal Ev generated by the absolute type encoder 13 to 0. Each is input to the set human power S.

以上構成を説明した捩り角度検出装置の動作を第3図の
タイミングチャート図を参照して以下説明する。
The operation of the torsion angle detection device whose configuration has been explained above will be explained below with reference to the timing chart shown in FIG.

先ず、試験片T・Pを回転捩り試験機のチャック2a及
び2b間に図示のように連結する。その後、静的捩り信
号発生器16によって静的捩り信号θ、を、動的捩り信
号発生器17によって動的捩り信号θ。をそれぞれ設定
し、この状態で駆動モータ(第4図、1)を回転して回
転出力軸1a及び第1の回転軸3aを回転させる。これ
ら軸の回転に応じてパルス発生器11がタイミングパル
スP R%アップパルスPU及びダウンパルスPDを、
アブソリュート形エンコーダ13が電圧信号Evをそれ
ぞれ発生し、これらのパルス及び電圧信号は演算処理回
路14に供給される。
First, test pieces T and P are connected between chucks 2a and 2b of a rotary torsion testing machine as shown in the figure. Thereafter, a static torsion signal generator 16 generates a static torsion signal θ, and a dynamic torsion signal generator 17 generates a dynamic torsion signal θ. are set respectively, and in this state, the drive motor (FIG. 4, 1) is rotated to rotate the rotation output shaft 1a and the first rotation shaft 3a. In response to the rotation of these axes, the pulse generator 11 generates timing pulses PR% up pulse PU and down pulse PD.
An absolute encoder 13 generates a voltage signal Ev, and these pulses and voltage signals are supplied to an arithmetic processing circuit 14.

上記演算処理回路14に供給されたアップパルスPu及
びダウンパルスPI+は、アップダウンカウンタ141
のアップ入力PU及びダウン入力DOWNにそれぞれ入
力されてカウントアツプ及びカウントダウンされ、この
アップダウンカウンタ141のカウント値はD/A変換
器142によってアナログ電圧信号に変換される。D/
A変換器142のアナログ電圧信号は、ロークリアクチ
ュエータ(第4図、3)による動的捩りが加えられてい
ないとき第3図(a)に−点破線で示すように直線的に
増加し、動的捩りが加えられているとき第3図(b)に
実線で示すように動的捩りに応じて変化しながら増加す
る。
The up pulse Pu and down pulse PI+ supplied to the arithmetic processing circuit 14 are sent to the up/down counter 141.
The count value of the up/down counter 141 is input to the up input PU and down input DOWN of the up/down counter 141, respectively, and is counted up and down. D/
The analog voltage signal of the A converter 142 increases linearly as shown by the dotted line in FIG. 3(a) when no dynamic twist is applied by the low reactuator (FIG. 4, 3); When dynamic torsion is applied, it increases while changing according to the dynamic torsion, as shown by the solid line in FIG. 3(b).

上記D/A変換器142が出力するアナログ電圧信号は
加算器144の十入力に供給され、ここで−人力にアブ
ソリュート形エンコーダ13から供給されている第3図
(a)に示すように鋸歯状に変化する電圧信号Evと加
算され、加算器144の出力信号が切換えスイッチ14
7の固定接点aに人力される。
The analog voltage signal outputted from the D/A converter 142 is supplied to the ten inputs of the adder 144, where the analog voltage signal is supplied to the human input from the absolute encoder 13 in a sawtooth shape as shown in FIG. 3(a). The output signal of the adder 144 is added to the voltage signal Ev which changes to
Manual power is applied to fixed contact a of 7.

上記タイミングパルスPiは、第3図(C)に示すタイ
ミングで発生され、アップダウンカウンタ141のリセ
ット人力R、サンプルホール回路143及びR3−FF
 149のリセット人力Rにそれぞれ印加されている。
The above-mentioned timing pulse Pi is generated at the timing shown in FIG.
149 reset human powers R are applied respectively.

リセット人力RにタイミングパルスP、lが人力された
アップダウンカウンタ141は、そのカウント値がリセ
ットされ、このカウント値が入力されている上記D/A
変換器142のアナログ電圧信号はリセット原点のOv
になる。
The up/down counter 141 to which the timing pulses P and l are manually applied to the reset manual R has its count value reset, and the D/A to which this count value is input is reset.
The analog voltage signal of converter 142 is Ov at the reset origin.
become.

上記タイミングパルスPRが印加されたサンプルホール
ド回路143は、タイミングパルスPRによってリセッ
トされる直前のD/A変換器142の出力のアナログ電
圧信号の値E、をサンプルホールドする。このサンプル
ホールド回路143にサンプルホールドされた電圧値E
、は、加算器145においてD/A変換器142の出力
電圧信号と加算される。この加算器145の出力信号は
加算器146の十人力に供給され、ここで−入力に供給
されているアブソリュート形エンコーダ13からの電圧
信号Evと加算され、この加算器146の出力信号は切
換えスイッチ147の固定接点すに供給される。
The sample and hold circuit 143 to which the timing pulse PR is applied samples and holds the value E of the analog voltage signal output from the D/A converter 142 immediately before being reset by the timing pulse PR. The voltage value E sampled and held in this sample and hold circuit 143
, is added to the output voltage signal of the D/A converter 142 in the adder 145. The output signal of this adder 145 is supplied to an adder 146, where it is added to the voltage signal Ev from the absolute encoder 13 that is supplied to the - input, and the output signal of this adder 146 is added to the voltage signal Ev from the absolute encoder 13 that is supplied to the - input. 147 fixed contacts.

上記タイミングパルスP、かりセット人力Rに人力され
るR3−FFI49は、そのセット人力Sへのパルスの
入力によりセットされてそのQ出力がHレベルになり、
そのリセット人力Rに上記タイミングパルスPiが入力
されるとリセットされてそのQ出力がLレベルになる。
R3-FFI49, which is manually powered by the timing pulse P and the set human power R, is set by inputting the pulse to the set human power S, and its Q output becomes H level,
When the timing pulse Pi is input to the reset human power R, it is reset and its Q output becomes L level.

R3−FFI49のセット人力Sに人力されるパルスは
Ev立下り検出回路14日によって発生される。すなわ
ち、第3図(a)に示すように鋸歯状に変化するアブソ
リュート形エンコーダ13からの電圧信号EvがOvに
立下ったことをEv立下り検出回路■48が検出して発
生する検出パルスである。上記R3−FF14.9のQ
出力は、切換えスイッチ147の制御信号として切換え
スイッチに印加され、Q出力がHレベルのとき切換えス
イッチ147はその可動接点Cが固定接点a側に、Lレ
ベルのとき固定接点す側にそれぞれ切換えられる。
The pulse inputted to the set input S of R3-FFI 49 is generated by the Ev fall detection circuit 14. That is, as shown in FIG. 3(a), a detection pulse is generated when the Ev fall detection circuit 48 detects that the voltage signal Ev from the absolute encoder 13, which changes in a sawtooth pattern, falls to Ov. be. Q of R3-FF14.9 above
The output is applied to the changeover switch 147 as a control signal, and when the Q output is at the H level, the changeover switch 147 switches its movable contact C to the fixed contact a side, and when it is at the L level, the changeover switch 147 is switched to the fixed contact side. .

このことにより、タイミングパルスP、lが発生される
までの期間T1及びT2  (第3図)では、R5−F
F 149はセット状態にありそのQ出力がHレベルと
なり、切換えスイッチ147が固定接点a側に切換えら
れている。したがって、切換えスイッチ147の出力に
は、加算器144の出力信号、すなわちアブソリュート
形エンコーダ13からの電圧信号Evの反転したものと
D/A変換器142のアナログ電圧信号とを加算したも
のが、第3図(d)に実線で示すようにΔθ(=θ、十
θゎ)として出力される。
As a result, during periods T1 and T2 (Fig. 3) until timing pulses P and l are generated, R5-F
The F 149 is in the set state, its Q output is at H level, and the changeover switch 147 is switched to the fixed contact a side. Therefore, the output of the changeover switch 147 is the sum of the output signal of the adder 144, that is, the inverted version of the voltage signal Ev from the absolute encoder 13, and the analog voltage signal of the D/A converter 142. As shown by the solid line in FIG. 3(d), it is output as Δθ (=θ, 10θゎ).

これに対し、タイミングパルスPRが発生されてからE
v立下り検出回路148がその出力に検出パルスを発生
するまでの期間ΔT(第3図)では、タイミングパルス
P8によってR3−FFI49はリセット状態にありそ
のQ出力がLレベルとなり、切換えスイッチ147が固
定接点す側に切換えられている。したがって、切換えス
イッチ147の出力には、加算器146の出力信号、す
なわちアブソリュート形エンコーダ13からの電圧信号
E vの反転したものとサンプルホールド回路143に
ホールドされている電圧値E、及びD/A変換器145
の出力信号を加算したものとを加算したものが、第3図
(d)に点線で示すようにΔθ(=θ、+θ。)として
出力される。
On the other hand, after the timing pulse PR is generated, E
During the period ΔT (FIG. 3) until the v falling detection circuit 148 generates a detection pulse at its output, the R3-FFI 49 is in a reset state due to the timing pulse P8, its Q output becomes L level, and the changeover switch 147 is turned off. The fixed contact is switched to the side. Therefore, the output of the changeover switch 147 includes the output signal of the adder 146, that is, the inverted version of the voltage signal Ev from the absolute encoder 13, the voltage value E held in the sample and hold circuit 143, and the D/A converter 145
The sum of the output signals is output as Δθ (=θ, +θ.) as shown by the dotted line in FIG. 3(d).

上記切換えスイッチ147を通過された信号は試験片T
−Pに実際に加えられた捩り量の検出信号Δθ(=83
+θ。)であり、これが第1図の加算器15に印加され
、ここで静的捩り信号発生器16で設定された静的捩り
信号θ、の設定値と動的捩り信号発生器17で設定され
た動的捩り信号θ。の設定値とを加算したものとの偏差
が求められてロークリアクチュエータ(第4図、3)の
サーボ弁3cがサーボ制御される。
The signal passed through the changeover switch 147 is
-Detection signal Δθ (=83
+θ. ), which is applied to the adder 15 in FIG. dynamic torsion signal θ. The deviation from the set value is determined, and the servo valve 3c of the low reactor (FIG. 4, 3) is servo-controlled.

〔効果〕〔effect〕

以上説明したように本発明によれば、第2の信号発生手
段が発生する電圧信号の立下りからタイミングパルスの
発生までの期間に第1の加算手段が出力する出力信号と
、タイミングパルスの発生から第2の信号発生手段が発
生する電圧信号が立下るまでの期間に第3の加算手段が
出力する出力信号とにより試験片に加えられた捩り角度
を検出するようにしているので、パルス性のノイズが発
生してこれによってカウント手段のカウント値が誤るこ
とがあっても、カウンタ手段はタイ旦ングバルスによっ
て試験片の一端が1回転する毎にリセットされることに
より一時的なものであって、これが継続的に検出捩り量
を狂わせることがなく、試験片に加えられる捩り角度を
正確に検出できる。
As explained above, according to the present invention, the output signal outputted by the first addition means during the period from the fall of the voltage signal generated by the second signal generation means to the generation of the timing pulse, and the generation of the timing pulse. Since the torsion angle applied to the test piece is detected by the output signal outputted by the third addition means during the period from 1 to 3 until the voltage signal generated by the second signal generation means falls, the torsion angle applied to the test piece is detected. Even if noise occurs, which may cause the count value of the counting means to be incorrect, it is temporary because the counter means is reset by the timing pulse every time one end of the test piece rotates. This does not continuously deviate the detected twist amount, and the twist angle applied to the test piece can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による回転捩り試験機における捩り角度
検出装置の一実施例を示す図、第2図は第1図の演算処
理回路の具体的な構成例を示すブロック図、 第3図は装置の各部の状態を示すタイミングチャート図
、 第4図は回転捩り試験機の一般的な構成を示す図、 第5図は試験片に重畳して加えられる静的捩り及び動的
捩りを示す波形図、 第6図は第5図に示す波形の捩りを加えたときの試験片
の両端の回転角度を示す図、 第7図は従来の捩り角度検出装置の一例を示す図である
。 T−P・・・試験片、1・・・駆動モータ、3・・・ロ
ークリアクチュエータ(捩りトルク発生手段)、11・
・・第1の信号発生手段(パルス発生器、13・・・第
2の信号発生手段(アブソリュート形エンコーダ)、1
4・・・演算処理回路、141・・・カウンタ手段(ア
ップダウンカウンタ)、142・・・デジタルアナログ
変換手段(D/A変換器)、143・・・サンプルホー
ルド手段(サンプルホールド回路)、144・・・第1
の加算手段(第1の加算器)、145・・・第2の加算
手段(第2の加算器)、146・・・第3の加算手段(
第3の加算器)、147・・・切換えスイッチ、148
・・・Ev立下り検出回路、149・・・R3−FF。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a torsion angle detection device in a rotary torsion testing machine according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the arithmetic processing circuit in FIG. 1, and FIG. A timing chart diagram showing the status of each part of the device. Figure 4 is a diagram showing the general configuration of a rotary torsion testing machine. Figure 5 is a waveform showing static torsion and dynamic torsion applied to the test piece in a superimposed manner. 6 is a diagram showing the rotation angle of both ends of the test piece when the waveform twist shown in FIG. 5 is applied, and FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional torsion angle detection device. T-P... Test piece, 1... Drive motor, 3... Low reactuator (torsion torque generating means), 11.
...First signal generating means (pulse generator, 13...Second signal generating means (absolute type encoder), 1
4... Arithmetic processing circuit, 141... Counter means (up/down counter), 142... Digital-to-analog conversion means (D/A converter), 143... Sample hold means (sample hold circuit), 144 ...First
adding means (first adder), 145... second adding means (second adder), 146... third adding means (
third adder), 147... changeover switch, 148
...Ev fall detection circuit, 149...R3-FF.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  試験片に加える回転トルクを発生する駆動モータと、
試験片に加える動的捩りトルクを発生する捩りトルク発
生手段とを備える回転捩り試験機において、 前記試験片の一端の回転に応じて一回転に一個のタイミ
ングパルスと一回転にN個のパルスとを発生する第1の
信号発生手段と、 前記試験片の他端の回転に応じて該他端の回転角度位置
に対応して直線的に変化する電圧信号を発生する第2の
信号発生手段と、 前記第1の信号発生手段が発生するタイミングパルスに
よってリセットされると共に前記第1の信号発生手段が
発生するパルスをカウントするカウンタ手段と、 前記カウンタ手段のカウント値をアナログ電圧信号に変
換するデジタルアナログ変換手段と、前記第1の信号発
生手段が発生するタイミングパルスに応じて前記デジタ
ルアナログ変換手段が出力するアナログ電圧信号をサン
プルホールドするサンプルホールド手段と、前記デジタ
ルアナログ変換手段が出力するアナログ電圧信号と前記
第2の信号発生手段が発生する電圧信号との差をとる第
1の加算手段と、前記サンプルホールド手段にホールド
したアナログ電圧信号と前記デジタルアナログ変換手段
が出力するアナログ電圧信号とを加算する第2の加算手
段と、 該第2の加算手段の出力信号と前記第2の信号発生手段
が発生する電圧信号との差をとる第3の加算手段とを備
え、 前記第2の信号発生手段が発生する電圧信号の立下りか
ら前記タイミングパルスの発生までの期間は前記第1の
加算手段の出力信号を、前記タイミングパルスの発生か
ら前記第2の信号発生手段が発生する電圧信号が立下る
までの期間は前記第3の加算手段の出力信号をそれぞれ
選択して出力し、該出力信号によって試験片に加えられ
ている捩り角度を検出するようにした、 ことを特徴とする捩り角度検出装置。
[Claims] A drive motor that generates rotational torque to be applied to a test piece;
In a rotary torsion testing machine equipped with a torsion torque generating means for generating a dynamic torsion torque applied to a test piece, one timing pulse per rotation and N pulses per rotation according to the rotation of one end of the test piece are provided. and a second signal generating means that generates a voltage signal that linearly changes in accordance with the rotational angular position of the other end as the other end of the test piece rotates. , a counter means that is reset by a timing pulse generated by the first signal generation means and counts the pulses generated by the first signal generation means; and a digital counter means that converts the count value of the counter means into an analog voltage signal. an analog conversion means, a sample hold means for sampling and holding an analog voltage signal outputted by the digital-analog conversion means in response to a timing pulse generated by the first signal generation means, and an analog voltage outputted by the digital-analog conversion means. a first addition means for calculating the difference between the signal and the voltage signal generated by the second signal generation means; and an analog voltage signal held in the sample and hold means and an analog voltage signal output from the digital-to-analog conversion means. a second addition means for adding the second signal; and a third addition means for taking the difference between the output signal of the second addition means and the voltage signal generated by the second signal generation means; During the period from the fall of the voltage signal generated by the generation means to the generation of the timing pulse, the output signal of the first addition means is used, and the voltage signal generated by the second signal generation means from the generation of the timing pulse is The torsion angle is characterized in that during the period until the fall, the output signals of the third adding means are selected and outputted, and the torsion angle applied to the test piece is detected based on the output signals. Detection device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013084869A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 国際計測器株式会社 Torsion tester and machine tester
CN104155193A (en) * 2014-08-14 2014-11-19 浙江巨人控股有限公司 Testing apparatus for main shaft of elevator

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WO2013084869A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 国際計測器株式会社 Torsion tester and machine tester
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