JPH102815A - Noise reduced type tension detecting device - Google Patents

Noise reduced type tension detecting device

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Publication number
JPH102815A
JPH102815A JP8156439A JP15643996A JPH102815A JP H102815 A JPH102815 A JP H102815A JP 8156439 A JP8156439 A JP 8156439A JP 15643996 A JP15643996 A JP 15643996A JP H102815 A JPH102815 A JP H102815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
detection signal
tension
component
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP8156439A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norio Ishikawa
訓男 石川
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Nireco Corp
Original Assignee
Nireco Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH102815A publication Critical patent/JPH102815A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To separate and remove a mechanical noise by passing only the ac component of the detection signal of a tension detector by an AC coupling part, reversing it by a reversion arithmetic amplifier, and adding the reversed output to the detection signal. SOLUTION: The detection signal of a detector is inputted from an input end 11, only its ac component is passed by the capacitor C of an AC coupling part, and outputted from a buffer 10. A reversion arithmetic amplifier 20 reverses and amplifies the input signal in an amplification factor of R2 /R1 , and the amplification factor is set to about 1 so that the extracted A.C. component offsets the A.C. component of the detection signal. An adding arithmetic amplifier 30 adds the detection signal and output inputted through an input resistance R3 , respectively, together. In general, R4 /R3 is set to about 10-20 to have an amplification factor of about 10-20, and a current amplification is performed to output a tension signal from which noise component is removed from an output end 12. According to this method, a mechanical noise can be surely removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は求める張力信号に機
械的な振動や共振による振動がノイズとして重畳されて
いる検出信号から求める張力信号を容易に得ることので
きるノイズ低減型張力検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reduction type tension detecting device which can easily obtain a desired tension signal from a detection signal in which mechanical vibration or vibration due to resonance is superimposed as noise on the desired tension signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年生産効率を向上させるため、機械速
度は速くなってゆく傾向にある。さらに機械はコストダ
ウンのため軽量化される傾向にある。このため従来起こ
らなかったトラブルが発生するようになってきている。
このトラブルの1つとして、機械の高速化および軽量化
から機械の振動、特にある速度帯における共振などが発
生し、この機械の張力を検出している張力検出器には、
本来の張力信号に機械の振動などの機械的ノイズが重畳
されて検出され、しかも運転速度により機械的振動が変
化し、その変化に従ってノイズも変化する。このためこ
の張力検出信号に基づいてその機械を制御する場合、適
正な制御が行えない。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to improve production efficiency, the machine speed tends to increase. In addition, machines tend to be lighter for cost reduction. For this reason, troubles that have not occurred conventionally have come to occur.
One of the troubles is that machine vibration, especially resonance in a certain speed band, occurs due to the speeding up and weight reduction of the machine, and a tension detector that detects the tension of this machine includes:
Mechanical noise such as mechanical vibration is superimposed on the original tension signal and detected, and the mechanical vibration changes depending on the operation speed, and the noise changes according to the change. Therefore, when the machine is controlled based on the tension detection signal, proper control cannot be performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このため検出信号にロ
ーパスフィルタをかけて高周波成分よりなる機械的ノイ
ズを除去する方法があるが、高周波であるノイズ成分の
平均値が振動条件により変化するので低周波通過フィル
タをかけただけの出力値は運転速度の変化によるノイズ
の変化に応じて変化する。このため低周波の張力信号を
正しく検出できない場合が発生する。
For this reason, there is a method of applying a low-pass filter to the detection signal to remove mechanical noise composed of high-frequency components. The output value that has just been subjected to the frequency pass filter changes in accordance with a change in noise due to a change in operating speed. For this reason, a case may occur where a low-frequency tension signal cannot be detected correctly.

【0004】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、張力検出信号に混入している機械的ノイズを分
離して除去するノイズ低減型張力検出装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a noise reduction type tension detecting device for separating and removing mechanical noise mixed in a tension detecting signal. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、張力を検出し検出信号を出力
する張力検出器と、この検出信号に含まれる交流成分の
み通過させるACカップリング部と、このACカップリ
ングの出力を反転する反転演算増幅器と、この反転演算
増幅器の出力と前記検出信号とを加算する加算演算増幅
器とを備える。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a tension detector for detecting a tension and outputting a detection signal, and an AC cup for passing only an AC component included in the detection signal are provided. A ring unit, an inverting operational amplifier for inverting the output of the AC coupling, and an adding operational amplifier for adding the output of the inverting operational amplifier and the detection signal.

【0006】張力信号に混入している振動によって生じ
る機械的ノイズは周波数が大きい交流成分が殆どであ
る。このため、張力を表す低周波の張力信号に交流成分
が重畳された検出信号をACカップリングのコンデンサ
を通すことにより交流成分を分離し、これをバッファを
通して出力する。次にこのバッファの出力を反転演算増
幅器で反転し、この反転した交流成分と検出信号を加算
演算増幅器で加算することにより、交流成分は相殺さ
れ、張力信号を得ることができる。
The mechanical noise generated by the vibration mixed in the tension signal is mostly an AC component having a large frequency. Therefore, a detection signal in which an AC component is superimposed on a low-frequency tension signal indicating a tension is passed through an AC coupling capacitor to separate the AC component, and the separated AC component is output through a buffer. Next, the output of the buffer is inverted by an inverting operational amplifier, and the inverted AC component and the detection signal are added by an addition operational amplifier, whereby the AC component is canceled out, and a tension signal can be obtained.

【0007】請求項2の発明では、張力を検出し検出信
号を出力する張力検出器と、この検出信号に含まれる交
流成分のみ通過させるACカップリング部と、このAC
カップリングの出力を一方の入力とし、前記検出信号を
他方の入力として、各入力の入力抵抗を同じ値とし、バ
イアス抵抗とフィードバック抵抗を同じ値とした差動演
算増幅器とを備える。
According to the present invention, a tension detector for detecting a tension and outputting a detection signal, an AC coupling unit for passing only an AC component included in the detection signal,
A differential operational amplifier having the coupling output as one input, the detection signal as the other input, the input resistance of each input being the same value, and the bias resistance and the feedback resistance being the same value.

【0008】検出信号からACカップリング部により交
流成分のみ取り出し、これを差動演算増幅器の一方の入
力とし、検出信号を他方の入力とする。両入力の入力抵
抗をR5とし、バイアス抵抗とフィードバック抵抗をR
6とすると差動演算増幅器の出力は交流成分が相殺され
張力信号のR6/R5倍の信号が得られる。
[0008] Only an AC component is extracted from the detection signal by an AC coupling unit, and this is used as one input of a differential operational amplifier, and the detection signal is used as the other input. The input resistance of both inputs is R5, and the bias resistance and feedback resistance are R5.
Assuming that 6, the output of the differential operational amplifier cancels the AC component, and a signal R6 / R5 times the tension signal is obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は機械の張力信号検出
装置を示す図である。機械としては例えばウエブをロー
ルで搬送する装置とし、張力信号としてはこのウエブに
生じる張力を表す張力信号とする。この張力信号にはロ
ールの回転及びウエブの走行によって生じる振動が重畳
されこの信号が検出信号となる。検出器1はこの検出信
号を検出する。フィルタ2は検出信号から振動等の機械
的ノイズ成分を除去し、張力信号を検出する。なお、T
P1は検出器1の出側位置を示し、TP2はフィルタ2
の出側位置を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a tension signal detecting device for a machine. The machine is, for example, a device that conveys a web by a roll, and the tension signal is a tension signal representing the tension generated in the web. The tension signal is superimposed on the vibration generated by the rotation of the roll and the running of the web, and this signal becomes a detection signal. The detector 1 detects this detection signal. The filter 2 removes a mechanical noise component such as vibration from the detection signal and detects a tension signal. Note that T
P1 indicates the output side position of the detector 1, and TP2 indicates the filter 2
Shows the exit side position of.

【0010】図2は第1実施の形態のフィルタの回路図
である。本フィルタ2はACカップリングと減算部より
構成され、ACカップリング部は交流成分のみ通過する
コンデンサCとバッファ10よりなる。減算部は反転演
算増幅器20と加算演算増幅器よりなる。入力端11よ
り検出器1からの検出信号が入力され、出力端12より
検出信号からノイズ成分が分離された張力信号が出力さ
れる。
FIG. 2 is a circuit diagram of the filter according to the first embodiment. The filter 2 includes an AC coupling and a subtraction unit. The AC coupling unit includes a capacitor C and a buffer 10 that pass only an AC component. The subtraction unit includes an inverting operational amplifier 20 and an adding operational amplifier. A detection signal from the detector 1 is input from an input terminal 11, and a tension signal from which a noise component is separated from the detection signal is output from an output terminal 12.

【0011】ACカップシング部はコンデンサCで検出
信号の交流成分のみ通過させ、バッファ10より出力す
る。反転演算増幅器20は増幅率R2/R1で入力信号
を反転増幅する。この増幅率はACカップリング部で抽
出した交流成分が検出信号の交流成分と相殺されるよう
ほぼ1となっている。加算演算増幅器30はそれぞれ入
力抵抗R3を介して入力される検出信号と反転演算増幅
器20の反転された交流成分とを加算する。R4/R3
=1とすれば入力信号の加算値の電圧が出力端12に現
れる。通常はR4/R3=10〜20として入力の10
〜20倍の出力電圧信号とし、負荷に対応した電流増幅
が行われる。演算増幅器には僅少な容量成分があるので
入力信号と増幅器20の出力信号の間には僅かの位相差
があるので、交流成分を1より多少増減した0.9〜
1.1で減算した方が結果がよい場合がある。このとき
にはR2/R1をその比率にする。
The AC coupling section allows only the AC component of the detection signal to pass through the capacitor C and outputs the signal from the buffer 10. The inverting operational amplifier 20 inverts and amplifies the input signal at an amplification factor R2 / R1. This amplification factor is substantially 1 so that the AC component extracted by the AC coupling unit is canceled with the AC component of the detection signal. The addition operational amplifier 30 adds the detection signal input via the input resistor R3 and the inverted AC component of the inverting operational amplifier 20, respectively. R4 / R3
If = 1, the voltage of the sum of the input signals appears at the output terminal 12. Normally, R4 / R3 = 10-20 and input 10
The output voltage signal is up to 20 times, and current amplification corresponding to the load is performed. Since the operational amplifier has a small capacitance component, there is a slight phase difference between the input signal and the output signal of the amplifier 20.
In some cases, the result may be better if the subtraction is performed in 1.1. At this time, R2 / R1 is set to the ratio.

【0012】図3は信号波形を示す。(a)は、張力を
表す動作信号でウエブに生じる張力の時間変化を示し、
ゆるやかな曲線となっている。(b)はローラに発生す
る振動による機械ノイズで交流成分よりなる。(c)は
TP1の位置での検出信号波形で、動作信号と機械ノイ
ズの交流成分の合成信号である。(d)はTP2位置で
の出力信号で、(c)の合成信号から交流成分を除去し
た張力信号である。
FIG. 3 shows a signal waveform. (A) shows the time change of the tension generated on the web by the operation signal indicating the tension,
It has a gentle curve. (B) is a mechanical noise due to the vibration generated in the roller and is composed of an AC component. (C) is a detection signal waveform at the position of TP1, which is a composite signal of an AC component of an operation signal and mechanical noise. (D) is an output signal at the TP2 position, which is a tension signal obtained by removing an AC component from the composite signal of (c).

【0013】図4は第2実施の形態のフィルタの回路図
である。本フィルタ2はACカップリング部と差動演算
増幅器40とから構成され、ACカップリング部は図2
に示す構成と同一である。差動演算増幅器40の両入力
抵抗は同一のR5であり、バイアス抵抗とフィードバッ
ク抵抗は同一のR6である。差動演算増幅器40の出力
をV3、一方の入力電圧をV1,他方の入力電圧をV2
とすると、電圧について次式が成立する。 V3=(V2−V1)R6/R5 …(1) V1として検出信号、V2としてACカップリング部の
出力を用いると出力V3として符号を反転した張力信号
のR6/R5倍の電圧値が得られる。V1をACカップ
リング部の出力、V2を検出信号とすれば張力信号のR
6/R5倍の値となる。R6/R5=1とすれば張力信
号(符号は負または正)が電圧として得られる。なお、
図3に示した信号の波形は図4の場合にも適用できる
が、(d)の信号はこれを反転した信号が得られる。R
5とR6の値を選定することにより、所望の倍率で増幅
した出力電圧信号が得られる。第1実施の形態と同様に
ACカップリングの出力信号を1とは異なる値、例えば
0.9や1.1にするときには2つの入力抵抗R5を互
いに異なる値とし、それに対応してフィードック抵抗R
6とバイアス抵抗R6をそれぞれ異なる値とする。
FIG. 4 is a circuit diagram of a filter according to a second embodiment. This filter 2 includes an AC coupling unit and a differential operational amplifier 40.
Is the same as that shown in FIG. Both input resistances of the differential operational amplifier 40 are the same R5, and the bias resistance and the feedback resistance are the same R6. The output of the differential operational amplifier 40 is V3, one input voltage is V1, and the other input voltage is V2.
Then, the following equation holds for the voltage. V3 = (V2-V1) R6 / R5 (1) If a detection signal is used as V1 and the output of the AC coupling unit is used as V2, a voltage value R6 / R5 times the tension signal whose sign is inverted is obtained as the output V3. . If V1 is the output of the AC coupling unit and V2 is the detection signal, the tension signal R
6 / R5 times. If R6 / R5 = 1, a tension signal (sign is negative or positive) is obtained as a voltage. In addition,
Although the waveform of the signal shown in FIG. 3 can be applied to the case of FIG. 4, the signal (d) is obtained by inverting the signal. R
By selecting the values of 5 and R6, an output voltage signal amplified at a desired magnification can be obtained. As in the first embodiment, when the output signal of the AC coupling is set to a value different from 1, for example, 0.9 or 1.1, the two input resistors R5 are set to different values from each other. R
6 and the bias resistor R6 have different values.

【0014】上述した実施の形態では張力検出装置にお
ける機械的振動ノイズ除去について説明したが、求める
信号が低周波信号で、これに機械的振動ノイズが重畳さ
れた検出信号であれば、この検出信号から求める信号を
抽出することは容易に行うことができる。上述の実施の
形態では張力の検出について説明したが、一般の力や重
力の検出や圧力検出、流量検出、走行ウエブの蛇行位置
検出にも応用できる。
In the above-described embodiment, the mechanical vibration noise removal in the tension detecting device has been described. However, if the signal to be obtained is a low-frequency signal and a detection signal in which mechanical vibration noise is superimposed thereon, this detection signal Can easily be extracted. In the above-described embodiment, the detection of tension is described. However, the present invention can be applied to detection of general force and gravity, pressure detection, flow rate detection, and detection of a meandering position of a traveling web.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、検出信号より交流成分を取り出し、これと検出信号
との減算を行い張力信号を求めることにより、機械的ノ
イズを確実に除去することができる。本発明のフィルタ
は新たに検出器を製作するときは検出器に組み込むこと
ができ、また既存の製品の場合で、検出器に組み込むこ
とが困難な場合はアンプや中継端子箱などに組み込むこ
とができる。
As is apparent from the above description, the present invention reliably removes mechanical noise by extracting an AC component from a detection signal and subtracting the AC component from the detection signal to obtain a tension signal. be able to. The filter of the present invention can be incorporated into the detector when a new detector is manufactured, and if it is difficult to incorporate the existing product into the detector, it can be incorporated into an amplifier or relay terminal box. it can.

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

【図1】機械の張力信号検出装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a tension signal detection device for a machine.

【図2】第1実施の形態のフィルタの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a filter according to the first embodiment.

【図3】信号波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a signal waveform.

【図4】第2実施の形態のフィルタの回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a filter according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出器 2 フィルタ 10 バッファ 11 入力端 12 出力端 20 反転演算増幅器 30 加算演算増幅器 40 差動演算増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detector 2 Filter 10 Buffer 11 Input terminal 12 Output terminal 20 Inverting operational amplifier 30 Addition operational amplifier 40 Differential operational amplifier

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 張力を検出し検出信号を出力する張力検
出器と、この検出信号に含まれる交流成分のみ通過させ
るACカップリング部と、このACカップリングの出力
を反転する反転演算増幅器と、この反転演算増幅器の出
力と前記検出信号とを加算する加算演算増幅器とを備え
たことを特徴とする張力検出装置。
1. A tension detector for detecting a tension and outputting a detection signal, an AC coupling unit for passing only an AC component included in the detection signal, an inverting operational amplifier for inverting an output of the AC coupling, A tension detecting device comprising: an adding operational amplifier for adding the output of the inverting operational amplifier and the detection signal.
【請求項2】 張力を検出し検出信号を出力する張力検
出器と、この検出信号に含まれる交流成分のみ通過させ
るACカップリング部と、このACカップリングの出力
を一方の入力とし、前記検出信号を他方の入力として、
各入力の入力抵抗を同じ値とし、バイアス抵抗とフィー
ドバック抵抗を同じ値とした差動演算増幅器とを備えた
ことを特徴とする張力検出装置。
2. A tension detector for detecting a tension and outputting a detection signal, an AC coupling unit for passing only an AC component included in the detection signal, and an output of the AC coupling as one input. With the signal as the other input,
A tension detecting device comprising: a differential operational amplifier having the same value of input resistance of each input and the same value of bias resistance and feedback resistance.
JP8156439A 1996-06-18 1996-06-18 Noise reduced type tension detecting device Pending JPH102815A (en)

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