JPH0674843A

JPH0674843A - トルク測定方法

Info

Publication number: JPH0674843A
Application number: JP22764992A
Authority: JP
Inventors: Akira Nakamoto; 昭中本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】トルク伝達軸に負荷されるトルクの大きさを
検出する際に、軸の回転角度にもとづく零点の変動誤差
の影響を小さくする。【構成】トルク伝達軸１の１回転中に複数回トルクを
測定するとともに、トルク伝達軸１の回転速度に同期し
てトルク測定周期を変化させる。トルク伝達軸１の１回
転分のトルク測定値の平均値を求めて、その平均値か
ら、トルク伝達軸１にトルクが負荷されていないときに
同様にして求めたトルクゼロ時の平均値を差し引いた値
を、測定トルク値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトルク測定方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トルク伝達軸に負荷されるトルクの大き
さを検出する手段として、このトルク伝達軸に一対の磁
気異方性部を形成し、この磁気異方性部の周囲に検出コ
イルを配置して、トルク負荷時における磁気異方性部の
透磁率の変化から、負荷トルクを求めるようにしたもの
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
磁歪式のトルク検出装置においては、軸の回転角度にも
とづき測定零点が変動するという傾向がある。しかし、
従来においては、このような回転角度にもとづく零点の
変動について何ら補償されておらず、この零点の変動に
もとづく測定誤差の発生が避けられないという問題点が
ある。

【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、軸の回転角度にもとづく零点の変動誤差の影響を小
さくできるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、トルク伝達軸の１回転中に複数回トルクを測
定するとともに、前記トルク伝達軸の回転速度に同期し
てトルク測定周期を変化させ、かつ、前記トルク伝達軸
の１回転分のトルク測定値の平均値を求めて、その平均
値から、前記トルク伝達軸にトルクが負荷されていない
ときに同様にして求めたトルクゼロ時の平均値を差し引
いた値を測定トルク値とするものである。

【０００６】

【作用】このようにすれば、１回転分のトルク測定値か
ら１回転分のトルクゼロ時の平均値を差し引いて測定ト
ルク値とするため、この測定トルク値における零点の変
動誤差の影響が低減される。また軸の回転速度に同期し
てトルク測定周期を変化させるので、軸の回転速度が変
化した場合であっても、同様に零点の変動誤差の影響が
小さなものとなる。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明にもとづくトルク測定装置の
回路図を示す。ここで１はトルク伝達軸で、その外周面
には、軸心に対し互いに逆方向に傾斜した磁気異方性部
２、２が形成されている。この磁気異方性部２、２の周
囲には、励磁コイル３と検出コイル４、４とが配置され
ている。励磁コイル３は、この励磁コイル３に交流電流
を供給するための交流励磁電源５に接続されている。検
出コイル４、４からの出力ラインには、整流回路６、６
とフィルタ７、７とが接続されている。これらフィルタ
７、７の出力は、差動増幅器８の入力側に接続されてい
る。また、この差動増幅器８の出力側は、Ａ／Ｄ変換器
９を介して演算回路10に接続されている。11はトルク伝
達軸１の回転角度の検出器で、公知のロータリエンコー
ダなどが利用され、その出力は、演算回路10に接続され
ている。

【０００８】このような構成において、軸１にトルクが
負荷されると、それに応じて検出コイル４、４にそれぞ
れ出力が現れ、これら出力は、整流回路６およびフィル
タ７を経て差動増幅器８で差し引かれる。その結果が、
トルク検出出力として、Ａ／Ｄ変換器９を経て演算回路
10に供給される。

【０００９】トルクゼロのときの検出出力、すなわち零
点出力は、図２に示すようにトルク伝達軸１の１回転中
に変動し、しかも同じ回転角度ではほぼ同じ零点変動が
発生する傾向にある。この零点変動の最大幅は、定格出
力の１％程度の大きさ12となる。

【００１０】軸１に負荷されたトルクの検出に際して
は、まず回転角度検出器11で軸１の回転角度を検出し、
１回転に要する１周期T0を計算する。この１周期T0の値
は、軸１の回転速度に応じて変化する。

【００１１】そして、１周期の 1/N（N は整数）の周期
でトルク検出信号すなわちトルク信号を測定する。この
測定値を、

【００１２】

【数１】

【００１３】とする。これら測定値より、軸１回転分の
測定値の平均値を求め、その平均値から、トルク伝達軸
にトルクが負荷されていないときに同様にして求めたト
ルクゼロ時の平均値を差し引いた値を求め、その値を測
定トルク値とする。すなわち、

【００１４】

【数２】

【００１５】となる。このトルク値は、演算回路10から
の出力ラインに現れる。トルク伝達軸１の回転速度が変
化して１周期T0の値が変化した場合には、回転角度検出
器11によってそれが検出され、演算回路10によって、そ
の変化に同期して自動的にトルク測定周期も変化され
る。

【００１６】このように、軸１の１回転分のトルク測定
値の平均値からトルクゼロ時の測定値の平均値を差し引
いて測定トルク値とするため、軸１の回転による零点変
動誤差の影響を小さくすることができ、トルク測定精度
が向上する。また、軸１の回転速度に同期してトルク測
定周期を変化させるので、その回転速度が変化しても、
速度変化率が大きくなければ、この点からも軸１の回転
による零点変動誤差の影響を小さくすることができる。

【００１７】したがって本発明のトルク測定方法は、軸
の回転速度の変動が小さく、かつ回転速度があまり大き
くない場合に効果的に適用できる。たとえば、200 〜50
0 rpm で回転する攪拌機や混練機における過負荷（オー
バートルク）の検出に特に効果的に適用できる。また、
500 〜3000rpm で回転するモータのトルク性能試験にも
適用できる。

【００１８】なお、上記トルク測定値の平均値の演算に
際しては、測定値の数Ｎは大きいほど良く、少なくとも
12以上であることが望ましい。また、軸１の回転速度か
一定値よりも低くなった場合には、トルク測定の遅れを
防止するため、上記のような平均値の計算をやめ、瞬時
値をトルク値とする。すなわち、

【００１９】

【数３】

【００２０】とする。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、軸の
１回転分のトルク測定値の平均値からトルクゼロ時の測
定値の平均値を差し引いて測定トルク値とするため、軸
の回転による零点変動誤差の影響を小さくすることがで
きて、トルク測定精度を向上することができる。また、
軸の回転速度に同期してトルク測定周期を変化させるの
で、その回転速度が変化しても、速度変化率が大きくな
ければ、この点からも軸の回転による零点変動誤差の影
響を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するためのトルク測定装置
の一実施例の回路図である。

【図２】トルク伝達軸の回転角度にともなう零点変動の
発生状態を示す図である。

【符号の説明】

１トルク伝達軸４検出コイル 10 演算回路 11 回転角度検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トルク伝達軸の１回転中に複数回トルク
を測定するとともに、前記トルク伝達軸の回転速度に同
期してトルク測定周期を変化させ、かつ、前記トルク伝
達軸の１回転分のトルク測定値の平均値を求めて、その
平均値から、前記トルク伝達軸にトルクが負荷されてい
ないときに同様にして求めたトルクゼロ時の平均値を差
し引いた値を測定トルク値とすることを特徴とするトル
ク測定方法。