JPH054026U - サーボ加速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、サーボ加速度計に関し、特に、デ
ジタルの加速度信号を直接得ることを特徴とする。 【構成】 変位センサに接続された差動アンプからの第
１出力をＡＣ／ＤＣ変換回路を経て入力する補償回路
と、この補償回路からの変位信号と鋸歯状波回路からの
鋸歯状波を入力する比較器と、この比較器からの第２出
力を入力しトルカーコイルに接続されたブリッジ回路
と、この第２出力を入力する第１、第２ゲート回路と、
各ゲート回路に接続されたデジタル発振回路とを備えた
構成である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、サーボ加速度計に関し、特に、デジタルの加速度信号を直接得るた めの新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、用いられていたこの種のサーボ加速度計としては種々あるが、その中で 代表的なものとしては、図３に示されるブロック図を示すことができる。 すなわち、図３において符号１Ａで示されるものは発振回路１を有する変位セ ンサであり、この変位センサ１Ａは、一対の可変コンデンサ２，３および一対の コンデンサ４，５からなるコンデンサブリッジ６を有し、この可変コンデンサ２ ，３は、後述のトルカーコイル１１と組合わせた振子（図示せず）を電極として 容量を変えるように構成されている。 前記コンデンサブリッジ６は差動アンプ７に接続され、この差動アンプ７の第 １出力７ａは、ＡＣ／ＤＣ変換回路８に入力され、このＡＣ／ＤＣ変換回路８に は前記発振回路１の発振出力１ａが入力されている。 前記ＡＣ／ＤＣ変換回路８からのＤＣ出力８ａは、補償回路９に入力され、こ の補償回路９からの補償回路出力９ａは、パワーアンプ１０を経てトルカーコイ ル１１に印加されている。 従って、このトルカーコイル１１に直列接続された読取抵抗１２から加速度信 号２０を得ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来のサーボ加速度計は、以上のように構成されていたため、次のような課題 が存在していた。 すなわち、図３に示されるリバランスループをアナログ方式で構成していたた め、検出した加速度信号をアナログ処理する場合には好都合であるが、マイクロ コンピュータ等によってデジタル処理を行う場合には、この加速度信号をＡ／Ｄ 変換器にてデジタル変換しなくてはならず、外部の信号処理の低コスト化および 小形化の妨げとなっていた。 また、アナログ信号による加速度信号は、外部の信号処理回路に印加する場合 、長い距離をケーブルで伝送すると、ゲイン落ち等によりＳ／Ｎ比が低下し、精 度を向上することが不可能であった。 さらに、パワーアンプからトルカーコイルに正・負のトルカー電流を印加する 場合、正と負の両電源を必要としていた。

【０００４】 本考案は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、デジタ ルの加速度信号を直接得るようにしたサーボ加速度計を提供することを目的とす る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案によるサーボ加速度計は、変位センサに接続された差動アンプからの第 １出力をＡＣ／ＤＣ変換回路を経て入力する補償回路と、前記補償回路からの変 位信号と鋸歯状波回路からの鋸歯状波を入力する比較器と、前記比較器からの第 ２出力を入力しトルカーコイルに接続されたブリッジ回路と、前記第２出力を入 力する第１ゲート回路および第２ゲート回路と、前記各ゲート回路に接続された デジタル発振回路とを備えた構成である。

【０００６】 さらに詳細には、前記鋸歯状波は、ランプ関数信号よりなる構成である。

【０００７】 さらに詳細には、前記鋸歯状波は、三角波信号よりなる構成である。

【０００８】

【作用】

本考案によるサーボ加速度計においては、加速度が入力されると、変位センサ の振子の移動による一対の可変コンデンサの容量差に基づき、補償回路からの補 償回路出力信号（変位信号）が図２に示す中点レベルから入力信号の極性により 何れかにずれる。 この補償回路出力信号と鋸歯状波信号とより、オン・オフのパルス信号が第２ 出力として比較器から出力される。 この第２出力がオンの時はブリッジ回路によりトルカーコイルに正方向極性の トルカー電流が流れ、オフの時はブリッジ回路によりトルカーコイルに負方向極 性のトルカー電流が流れて変位センサの振子の原点復帰を行い、リバランスルー プが成立する。 前述の正方向にトルカー電流を流した時のパルス幅をデジタル発振回路からの 周波数出力でパルス変調した信号が第１パルスであり、負方向にトルカー電流を 流した時のパルス幅をデジタル発振回路の周波数出力でパルス変調した信号が第 ２パルスである。 従って、第１パルス数と第２パルス数の差を計算することにより、検出加速度 を得ることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面と共に本考案によるサーボ加速度計の好適な実施例について詳細に 説明する。 なお、従来と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。 図１は本考案によるサーボ加速度計を示すブロック図、図２は図１の各部の波 形図である。

【００１０】 図１において符号１Ａで示されるものは発振回路を有する変位センサであり、 この変位センサ１Ａは、一対の可変コンデンサ２，３および一対のコンデンサ４ ，５からなるコンデンサブリッジ６を有し、この可変コンデンサ２，３は、後述 のトルカーコイル１１と組合せた振子（図示せず）を電極として容量を変えるよ うに構成されている。

【００１１】 前記コンデンサブリッジ６は差動アンプ７に接続され、この差動アンプ７の第 １出力７ａは、ＡＣ／ＤＣ変換回路８に入力され、このＡＣ／ＤＣ変換回路８に は前記発振回路１の発振出力１ａが入力されている。

【００１２】 前記ＡＣ／ＤＣ変換回路８からのＤＣ出力８ａは、補償回路９に入力され、こ の補償回路９からの補償回路出力９ａ（変位信号）は、比較器１３の第１入力部 １３ａに入力され、この比較器１３の第２入力部１３ｂには鋸歯状波発生回路 １４からの鋸歯状波１４ａが入力されている。

【００１３】 前記比較器１３の第２出力１３ｃは、トルカーコイル１１が接続されたブリッ ジ回路１５に入力されており、この第２出力１３ｃは、アンド回路からなる第１ ゲート回路１６の第１入力部１６ａおよび第２ゲート回路１７の第２入力部１７ ｂにインバータ１８を介して入力されている。

【００１４】 前記各ゲート回路１６，１７の第２入力部１６ｂおよび第１入力部１７ａには 、デジタル発振回路１９からの周波数出力１９ａが入力されている。

【００１５】 前述の構成において、図２の波形図に示すように、加速度が入力されると、前 記振子が移動して各可変コンデンサ２，３の容量に差が発生し、この差が差動増 幅器７およびＡＣ／ＤＣ変換回路８を経て補償回路９に入力され、補償回路９か らの補償回路出力信号９ａ（変位信号）が中点レベル２０から加速度信号の極性 により何れかにずれる。 この補償回路出力信号９ａと鋸歯状波発生回路１４の鋸歯状波信号１４ａとよ り、比較器１３からオン・オフのパルス信号が第２出力１３ｃとして比較器１３ から出力される。

【００１６】 この第２出力１３ｃがオンの時はブリッジ回路１５によりトルカーコイル１１ に正方向極性のトルカー電流１５ａが流れ、オフの時はブリッジ回路１５により トルカーコイル１１に負方向極性のトルカー電流１５ｂが流れ、前記振子の原点 復帰が行われ、リバランスループが成立する。なお、前記ブリッジ回路１５は、 トルカー電流１５ａの方向を単一電源で両方向に供給できるように構成されてい る。

【００１７】 前述の正方向にトルカー電流１５ａを流した時のパルス幅Ｗ₁をデジタル発振 回路１９からの周波数出力１９ａでパルス変調した信号が第１ゲート回路１６か らの第１パルス１６Ａであり、負方向にトルカー電流を流した時のパルス幅を前 記周波数出力１９ａでパルス変調した信号が第２ゲート回路１７からの第２パル ス１７Ａである。

【００１８】 従って、この第１パルス数と第２パルス数を減算処理することにより、デジタ ルの検出加速度信号２０を得ることができる。

【００１９】

【考案の効果】

本考案によるサーボ加速度計は、以上のように構成されているため、次のよう な効果を得ることができる。 すなわち、リバランス処理をデジタル方式で行っているため、加速度信号をデジ タル信号で出力することができ、従来のようにＡ／Ｄ変換器を必要とせず、大幅 な小形化、コストダウンを達成することができる。 また、加速度信号がデジタル信号であるため、加速度計と外部の信号処理回路 間の距離を従来構成よりも大幅（約１０倍）に長くしても信号精度の低下を防止 することができ、各種装置への使用方法を大幅に容易化することができる。 さらに、ブリッジ回路によりトルカーコイルに流す電流の方向を変えることが できるため、正負両電源を必要とせず単一電源で作動でき、電源を従来より簡素 化し、コストダウンを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるサーボ加速度計を示すブロック図
である。

【図２】図１の各部の信号の波形図である。

【図３】従来のサーボ加速度計を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ 変位センサ ７ 差動アンプ ７ａ 第１出力 ８ ＡＣ／ＤＣ変換回路 ９ 補償回路 ９ａ 変位信号 １３ 比較器 １３ｃ 第２出力 １４ 鋸歯状波回路 １４ａ 鋸歯状波 １５ ブリッジ回路 １６ 第１ゲート回路 １７ 第２ゲート回路 １９ デジタル発振回路 ２０ 加速度信号

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 変位センサ(1A)に接続された差動アンプ
   (7)からの第１出力(7a)をＡＣ／ＤＣ変換回路(8)を経て
   入力する補償回路(9)と、前記補償回路(9)からの変位信
   号(9a)と鋸歯状波回路(14)からの鋸歯状波(14a)を入力
   する比較器(13)と、前記比較器(13)からの第２出力(13
   c)を入力しトルカーコイル(11)に接続されたブリッジ回
   路(15)と、前記第２出力(13c)を入力する第１ゲート回
   路(16)および第２ゲート回路(17)と、前記各ゲート回路
   (16,17)に接続されたデジタル発振回路(19)とを備え、
   前記各ゲート回路(16,17)から出力される各パルス数の
   差を加速度信号(20)とするように構成することを特徴と
   するサーボ加速度計。
2. 【請求項２】 前記鋸歯状波(14a)は、ランプ関数信号
   よりなることを特徴とする請求項１記載のサーボ加速度
   計。
3. 【請求項３】 前記鋸歯状波(14a)は、三角波信号より
   なることを特徴とする請求項１記載のサーボ加速度計。