JPH11132875A - 微小トルク測定装置 - Google Patents
微小トルク測定装置Info
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- JPH11132875A JPH11132875A JP9316004A JP31600497A JPH11132875A JP H11132875 A JPH11132875 A JP H11132875A JP 9316004 A JP9316004 A JP 9316004A JP 31600497 A JP31600497 A JP 31600497A JP H11132875 A JPH11132875 A JP H11132875A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トルク測定の応答性を高め、高速回転時トル
クやトルクリップルの測定を可能にした微小トルク測定
装置を提供する。 【解決手段】 被測定モータ１のロータ部１２に負荷ト
ルクを加える制動器３と、被測定モータ１のステータ部
１１を固定したケーシング２と、被測定モータ１のモー
タトルクによってステータ部１１に生じる反作用荷重を
求める荷重測定手段と、前記荷重測定手段の入力信号お
よび出力信号を処理する信号処理回路７と、前記荷重測
定手段の出力値と被測定モータ１の中心から前記荷重測
定手段の作用点までの距離Ｌとからモータトルクを演算
するトルク演算器８とを備え、前記荷重測定手段は圧電
素子４と、圧電素子４に振動を印加する振動発生手段と
を備えたものである。このように、応答性の高い圧電素
子４を荷重測定手段に使用することにより、トルク測定
の応答性を高めることができる。
クやトルクリップルの測定を可能にした微小トルク測定
装置を提供する。 【解決手段】 被測定モータ１のロータ部１２に負荷ト
ルクを加える制動器３と、被測定モータ１のステータ部
１１を固定したケーシング２と、被測定モータ１のモー
タトルクによってステータ部１１に生じる反作用荷重を
求める荷重測定手段と、前記荷重測定手段の入力信号お
よび出力信号を処理する信号処理回路７と、前記荷重測
定手段の出力値と被測定モータ１の中心から前記荷重測
定手段の作用点までの距離Ｌとからモータトルクを演算
するトルク演算器８とを備え、前記荷重測定手段は圧電
素子４と、圧電素子４に振動を印加する振動発生手段と
を備えたものである。このように、応答性の高い圧電素
子４を荷重測定手段に使用することにより、トルク測定
の応答性を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小形モータなどの
回転体のトルクを測定する微小トルク測定装置に関す
る。
回転体のトルクを測定する微小トルク測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、微小トルク測定装置は、例えば図
１０（ａ），（ｂ）に示すように構成されているものが
開示されている（例えば、特開平６−１２９９２０号公
報）。すなわち、１０は被測定モータ、１１０はステー
タ部、１２０はロータ部、１３０はロータ部１２０の先
端に固定した円板、２０は端部に被測定モータ１０を固
定した測定装置軸、２１０は測定装置軸２０を回転自在
に非接触で支持する空気軸受でベース２２０上に固定さ
れている、３０は渦電流ブレーキで、被測定モータ１０
に負荷を加えるために円板１３０の回転にブレーキをか
けるようにしてある。４０は測定用アームで、測定装置
軸２０の被測定モータ１０を固定した側と反対側の端部
に固定され、その先端部４１０は測定装置軸２０の中心
から距離Ｌだけ偏心した作用点位置に設けられている。
５０は電子天秤で、測定用アーム４０の先端部４１０が
接触し、測定装置軸２０が回転することにより先端部４
１０が電子天秤５０を押し付け、被測定モータ１０のト
ルクを測定するようにしてある。６０は円板１３０の回
転数を検出するための光センサである。被測定モータ１
０を駆動し、円板１３０に渦電流ブレーク３０により負
荷を加えると、反作用のトルクがステータ部１１０に生
じ、測定装置軸２０および測定用アーム４０を介して電
子天秤５０に荷重が加えられる。電子天秤５０で検出さ
れる荷重と測定用アーム４０の偏心距離Ｌを乗ずること
により、被測定モータ１０のトルクを検出する。
１０（ａ），（ｂ）に示すように構成されているものが
開示されている（例えば、特開平６−１２９９２０号公
報）。すなわち、１０は被測定モータ、１１０はステー
タ部、１２０はロータ部、１３０はロータ部１２０の先
端に固定した円板、２０は端部に被測定モータ１０を固
定した測定装置軸、２１０は測定装置軸２０を回転自在
に非接触で支持する空気軸受でベース２２０上に固定さ
れている、３０は渦電流ブレーキで、被測定モータ１０
に負荷を加えるために円板１３０の回転にブレーキをか
けるようにしてある。４０は測定用アームで、測定装置
軸２０の被測定モータ１０を固定した側と反対側の端部
に固定され、その先端部４１０は測定装置軸２０の中心
から距離Ｌだけ偏心した作用点位置に設けられている。
５０は電子天秤で、測定用アーム４０の先端部４１０が
接触し、測定装置軸２０が回転することにより先端部４
１０が電子天秤５０を押し付け、被測定モータ１０のト
ルクを測定するようにしてある。６０は円板１３０の回
転数を検出するための光センサである。被測定モータ１
０を駆動し、円板１３０に渦電流ブレーク３０により負
荷を加えると、反作用のトルクがステータ部１１０に生
じ、測定装置軸２０および測定用アーム４０を介して電
子天秤５０に荷重が加えられる。電子天秤５０で検出さ
れる荷重と測定用アーム４０の偏心距離Ｌを乗ずること
により、被測定モータ１０のトルクを検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、荷重検出に用いている電子天秤５０は、微小量
の荷重変化は精度よく検出できるが、応答周波数が３Ｈ
ｚ程度で応答性が低いため、高速回転時のトルクや回転
中のトルクリップルの測定ができないという問題があっ
た。本発明は、トルク測定の応答性を高め、高速回転時
トルクやトルクリップルの測定を可能にした微小トルク
測定装置を提供することを目的とする。
術では、荷重検出に用いている電子天秤５０は、微小量
の荷重変化は精度よく検出できるが、応答周波数が３Ｈ
ｚ程度で応答性が低いため、高速回転時のトルクや回転
中のトルクリップルの測定ができないという問題があっ
た。本発明は、トルク測定の応答性を高め、高速回転時
トルクやトルクリップルの測定を可能にした微小トルク
測定装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、被測定モータのロータ部に負荷トルクを
加える制動器と、前記被測定モータのステータ部を固定
したケーシングと、前記被測定モータのモータトルクに
よって前記ステータ部に生じる反作用荷重を求める荷重
測定手段と、前記荷重測定手段の入力信号および出力信
号を処理する信号処理回路と、前記荷重測定手段の出力
値と前記被測定モータの中心から前記荷重測定手段の作
用点までの距離とからモータトルクを演算するトルク演
算器とを備えたを備えた微小トルク測定装置において、
前記荷重測定手段は圧電素子と、前記圧電素子に振動を
印加する振動発生手段とを備えたものである。また、前
記振動発生手段は、電磁振動子であるものである。ま
た、前記信号処理回路は、前記電磁振動子の励起信号
と、前記圧電素子からの交流出力信号の位相を一致させ
る位相ロックループを組み込んだＰＬＬ制御回路を備
え、前記トルク演算器は、前記ＰＬＬ制御回路の制御電
圧値から換算した荷重信号と前記被測定モータの中心か
ら前記荷重測定手段の作用点までの距離とを入力とする
ものである。また、前記荷重測定手段は、前記ケーシン
グの両側に水平方向に突出する支持アームと、一方の前
記支持アームに固定されて交流電圧を印加された圧電素
子と、他方の前記支持アームに固定された圧電素子とを
備え、前記信号処理回路は、前記二つの圧電素子の出力
電流値を加算して前記反作用荷重を求める加算演算器を
備えたものである。このように、応答性の高い圧電素子
を荷重測定手段に使用することにより、トルク測定の応
答性を高めることができる。
め、本発明は、被測定モータのロータ部に負荷トルクを
加える制動器と、前記被測定モータのステータ部を固定
したケーシングと、前記被測定モータのモータトルクに
よって前記ステータ部に生じる反作用荷重を求める荷重
測定手段と、前記荷重測定手段の入力信号および出力信
号を処理する信号処理回路と、前記荷重測定手段の出力
値と前記被測定モータの中心から前記荷重測定手段の作
用点までの距離とからモータトルクを演算するトルク演
算器とを備えたを備えた微小トルク測定装置において、
前記荷重測定手段は圧電素子と、前記圧電素子に振動を
印加する振動発生手段とを備えたものである。また、前
記振動発生手段は、電磁振動子であるものである。ま
た、前記信号処理回路は、前記電磁振動子の励起信号
と、前記圧電素子からの交流出力信号の位相を一致させ
る位相ロックループを組み込んだＰＬＬ制御回路を備
え、前記トルク演算器は、前記ＰＬＬ制御回路の制御電
圧値から換算した荷重信号と前記被測定モータの中心か
ら前記荷重測定手段の作用点までの距離とを入力とする
ものである。また、前記荷重測定手段は、前記ケーシン
グの両側に水平方向に突出する支持アームと、一方の前
記支持アームに固定されて交流電圧を印加された圧電素
子と、他方の前記支持アームに固定された圧電素子とを
備え、前記信号処理回路は、前記二つの圧電素子の出力
電流値を加算して前記反作用荷重を求める加算演算器を
備えたものである。このように、応答性の高い圧電素子
を荷重測定手段に使用することにより、トルク測定の応
答性を高めることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す正断
面図である。図において、１は被測定モータ１１はステ
ータ部、１２はロータ部、１３はロータ部１２の先端に
固定した円板、２は被測定モータ１を支持する中空状の
ケーシングで、両側水平方向に突出する支持アーム２
１、２２を設けてあり、一方の支持アーム２１はベース
２３上に固定されている。３は渦電流ブレーキからなる
制動器で、被測定モータ１に負荷を加えるために円板１
３の回転にブレーキをかけるようにしてある。４は他方
の支持アーム２２とベース２３の間に設けられ、被測定
モータ１の中心から距離Ｌだけ偏心した作用点位置に配
置された圧電素子で、被測定モータ１のトルクによって
生じる荷重を検出するようにしてある。５は電磁振動子
で、支持アーム２２の上部とベース２３上に設けられた
固定アーム２４によって挟まれて固定されている。した
がって、電磁振動子５は圧電素子４の加振源として用い
られており、このとき、圧電素子４からは振動に応じた
電圧が発生し、加振力が大きくなると大きなな電圧が生
じる特性を備えている。６は円板１３の回転数を検出す
るための光センサである。７は電磁振動子５の入力信号
と、圧電素子４の出力信号を処理する信号処理回路であ
る。８は信号処理回路７の電圧出力信号と距離Ｌとから
モータトルクを演算するトルク演算器である。
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す正断
面図である。図において、１は被測定モータ１１はステ
ータ部、１２はロータ部、１３はロータ部１２の先端に
固定した円板、２は被測定モータ１を支持する中空状の
ケーシングで、両側水平方向に突出する支持アーム２
１、２２を設けてあり、一方の支持アーム２１はベース
２３上に固定されている。３は渦電流ブレーキからなる
制動器で、被測定モータ１に負荷を加えるために円板１
３の回転にブレーキをかけるようにしてある。４は他方
の支持アーム２２とベース２３の間に設けられ、被測定
モータ１の中心から距離Ｌだけ偏心した作用点位置に配
置された圧電素子で、被測定モータ１のトルクによって
生じる荷重を検出するようにしてある。５は電磁振動子
で、支持アーム２２の上部とベース２３上に設けられた
固定アーム２４によって挟まれて固定されている。した
がって、電磁振動子５は圧電素子４の加振源として用い
られており、このとき、圧電素子４からは振動に応じた
電圧が発生し、加振力が大きくなると大きなな電圧が生
じる特性を備えている。６は円板１３の回転数を検出す
るための光センサである。７は電磁振動子５の入力信号
と、圧電素子４の出力信号を処理する信号処理回路であ
る。８は信号処理回路７の電圧出力信号と距離Ｌとから
モータトルクを演算するトルク演算器である。
【０００６】ここで、本発明の第１の実施例の動作を説
明する。被測定モータ１を駆動し、制動器３により円板
１３を介して被測定モータ１に負荷を印加すると、ステ
ータ部１１には負荷トルクに相当する反作用のモータト
ルクが発生する。圧電素子４は、電磁振動子５の励起信
号の振動周期に応じて交流信号と、モータトルクによっ
て生じる荷重とが合成された交流出力信号を出力する。
図３はモータトルクが発生していないときの（ａ）電磁
振動子５の励起信号と、（ｂ）圧電素子４からの交流出
力信号を示し、図４はモータトルクが発生しているとき
の（ａ）電磁振動子５の励起信号と（ｂ）圧電素子４か
らの交流出力信号を示している。圧電素子４にモータト
ルクに相当するステータ部１１の反作用の荷重が与えら
えると、電磁振動子５の励起信号は（ａ）に示すよう
に、モータトルクが発生していないときと変わらない
が、圧電素子４の出力電圧の振幅は図４（ｂ）に示すよ
うに大きくなる。光センサ６により被測定モータの回転
数を測定し、この時の電圧値を信号処理回路７を介して
トルク演算器８に入力し、中心から作用点位置までの距
離Ｌと電圧値とを乗じてモータトルクを求める。このよ
うに、圧電素子４に常に圧力変化を生じる振動を加える
ことにより、連続的なトルク変化を検出することができ
ると共に、応答周波数が３Ｈｚ程度の電子天秤に比べ
て、応答周波数が３００ｋＨｚと応答性の高い圧電素子
からの出力電圧を検出することで、トルク信号を得るの
で、応答性の高い被測定モータのトルク変化やトルクリ
ップルを求めることができる。また、圧電素子は、例え
ば０．１μＮｍのトルクが作用した場合、１．５ｍｍ角
×５．０ｍｍ長さのものを用いた時、電流値は３ｍＡが
得られ、微小なトルクを測定することも可能である。
明する。被測定モータ１を駆動し、制動器３により円板
１３を介して被測定モータ１に負荷を印加すると、ステ
ータ部１１には負荷トルクに相当する反作用のモータト
ルクが発生する。圧電素子４は、電磁振動子５の励起信
号の振動周期に応じて交流信号と、モータトルクによっ
て生じる荷重とが合成された交流出力信号を出力する。
図３はモータトルクが発生していないときの（ａ）電磁
振動子５の励起信号と、（ｂ）圧電素子４からの交流出
力信号を示し、図４はモータトルクが発生しているとき
の（ａ）電磁振動子５の励起信号と（ｂ）圧電素子４か
らの交流出力信号を示している。圧電素子４にモータト
ルクに相当するステータ部１１の反作用の荷重が与えら
えると、電磁振動子５の励起信号は（ａ）に示すよう
に、モータトルクが発生していないときと変わらない
が、圧電素子４の出力電圧の振幅は図４（ｂ）に示すよ
うに大きくなる。光センサ６により被測定モータの回転
数を測定し、この時の電圧値を信号処理回路７を介して
トルク演算器８に入力し、中心から作用点位置までの距
離Ｌと電圧値とを乗じてモータトルクを求める。このよ
うに、圧電素子４に常に圧力変化を生じる振動を加える
ことにより、連続的なトルク変化を検出することができ
ると共に、応答周波数が３Ｈｚ程度の電子天秤に比べ
て、応答周波数が３００ｋＨｚと応答性の高い圧電素子
からの出力電圧を検出することで、トルク信号を得るの
で、応答性の高い被測定モータのトルク変化やトルクリ
ップルを求めることができる。また、圧電素子は、例え
ば０．１μＮｍのトルクが作用した場合、１．５ｍｍ角
×５．０ｍｍ長さのものを用いた時、電流値は３ｍＡが
得られ、微小なトルクを測定することも可能である。
【０００７】図５は本発明の第２の実施例を示す正面図
である。第２の実施例では、構成要素は第１の実施例を
ほぼ同じであるが、異なるのは、信号処理回路７とその
出力信号である。すなわち、信号処理回路７の中に位相
ロックループを組み込んだＰＬＬ制御回路７１を設け、
電磁振動子５の励起信号と、圧電素子４からの交流の出
力信号の位相を一致させるようにしてある。ここで第２
の実施例の動作を説明する。制動器３により円板１３を
介して被測定モータ１に負荷を印加すると、ステータ部
１１には負荷トルクに相当する反作用のモータトルクが
発生する。圧電素子４は、電磁振動子５の励起信号の振
動周期に応じて交流信号と、モータトルクによって生じ
る荷重とが合成された交流の出力信号を出力する。この
とき、モータトルクが作用することで、電磁振動子５の
励起信号と圧電素子４からの出力信号には、図６に示す
ように、位相差ｅが生じている。ここで、ＰＬＬ制御回
路７１により電磁振動子５の励起信号の位相を圧電素子
４からの出力信号の位相に一致させるような制御電圧が
作用する。制御電圧は位相差ｅに比例して変化する。つ
まり、圧電素子に加わる荷重に比例して変化する。した
がって、光センサ６により被測定モータの回転数を測定
し、この時の制御電圧値を検出し、制御電圧値から換算
した荷重と中心から作用点位置までの距離Ｌとをトルク
演算器８に入力して乗算することによって、モータトル
クを求めることができる。このようにＰＬＬ制御回路を
用い、ノイズに変調されにくい信号周期の利点を生かし
て、測定が容易な制御電圧値を検出することによってモ
ータトルクを検出できるので、測定値の精度を高くする
ことができる。
である。第２の実施例では、構成要素は第１の実施例を
ほぼ同じであるが、異なるのは、信号処理回路７とその
出力信号である。すなわち、信号処理回路７の中に位相
ロックループを組み込んだＰＬＬ制御回路７１を設け、
電磁振動子５の励起信号と、圧電素子４からの交流の出
力信号の位相を一致させるようにしてある。ここで第２
の実施例の動作を説明する。制動器３により円板１３を
介して被測定モータ１に負荷を印加すると、ステータ部
１１には負荷トルクに相当する反作用のモータトルクが
発生する。圧電素子４は、電磁振動子５の励起信号の振
動周期に応じて交流信号と、モータトルクによって生じ
る荷重とが合成された交流の出力信号を出力する。この
とき、モータトルクが作用することで、電磁振動子５の
励起信号と圧電素子４からの出力信号には、図６に示す
ように、位相差ｅが生じている。ここで、ＰＬＬ制御回
路７１により電磁振動子５の励起信号の位相を圧電素子
４からの出力信号の位相に一致させるような制御電圧が
作用する。制御電圧は位相差ｅに比例して変化する。つ
まり、圧電素子に加わる荷重に比例して変化する。した
がって、光センサ６により被測定モータの回転数を測定
し、この時の制御電圧値を検出し、制御電圧値から換算
した荷重と中心から作用点位置までの距離Ｌとをトルク
演算器８に入力して乗算することによって、モータトル
クを求めることができる。このようにＰＬＬ制御回路を
用い、ノイズに変調されにくい信号周期の利点を生かし
て、測定が容易な制御電圧値を検出することによってモ
ータトルクを検出できるので、測定値の精度を高くする
ことができる。
【０００８】図７は本発明の第３の実施例を示す正面図
である。図において、１は被測定モータ１１はステータ
部、１２はロータ部、１３はロータ部１２の先端に固定
した円板、２は被測定モータ１のステータ部１１を固定
する中空状のケーシングで、両側水平方向に突出する支
持アーム２１、２２を設けてある。３は制動器で、被測
定モータ１に負荷を加えるために円板１３の回転にブレ
ーキをかけるようにしてある。４Ａ，４Ｂはそれぞれ支
持アーム２１、２２とベース２３の間に設けられ、被測
定モータ１の中心から距離Ｌだけ偏心した作用点位置に
配置された圧電素子で、被測定モータ１のトルクによっ
て生じる荷重を検出するようにしてある。６は円板１３
の回転数を検出するための光センサである。７は電磁振
動子５の入力信号と、圧電素子４の出力信号を処理する
信号処理回路、７２は二つの圧電素子４Ａ，４Ｂの出力
を加算する加算演算器である。８は信号処理回路７の出
力信号と距離Ｌとからモータトルクを演算するトルク演
算器である。９は一方の圧電素子２１に交流電圧を印加
するための交流電源、４１、４２はそれぞれ圧電素子４
Ａ，４Ｂの電流値を検出するための測定用抵抗である。
である。図において、１は被測定モータ１１はステータ
部、１２はロータ部、１３はロータ部１２の先端に固定
した円板、２は被測定モータ１のステータ部１１を固定
する中空状のケーシングで、両側水平方向に突出する支
持アーム２１、２２を設けてある。３は制動器で、被測
定モータ１に負荷を加えるために円板１３の回転にブレ
ーキをかけるようにしてある。４Ａ，４Ｂはそれぞれ支
持アーム２１、２２とベース２３の間に設けられ、被測
定モータ１の中心から距離Ｌだけ偏心した作用点位置に
配置された圧電素子で、被測定モータ１のトルクによっ
て生じる荷重を検出するようにしてある。６は円板１３
の回転数を検出するための光センサである。７は電磁振
動子５の入力信号と、圧電素子４の出力信号を処理する
信号処理回路、７２は二つの圧電素子４Ａ，４Ｂの出力
を加算する加算演算器である。８は信号処理回路７の出
力信号と距離Ｌとからモータトルクを演算するトルク演
算器である。９は一方の圧電素子２１に交流電圧を印加
するための交流電源、４１、４２はそれぞれ圧電素子４
Ａ，４Ｂの電流値を検出するための測定用抵抗である。
【０００９】ここで第３の実施例の動作を説明する。一
方の圧電素子４Ａに交流電圧を印加すると、圧電素子４
Ａに微小振動が生じ、それに伴い、他方の圧電素子４Ｂ
には圧電素子４Ａに対して反転した波形の微小振動が発
生し、それぞれ圧電素子４Ａ，４Ｂに振動に伴って発生
する交流電流が発生し、測定用抵抗４１、４２を介して
検出され、加算演算器７２で出力電流値が加算される。
モータトルクが発生しないときは、図７（ａ）、（ｂ）
に示すように、圧電素子４Ａ，４Ｂの出力電流は反転し
た波形で同じ振幅となり、加算された値は図７（ｃ）に
示すように、０になる。被測定モータ１が駆動される
と、回転方向によってモータトルクによる圧縮力が加え
られる側と、引張力が加えられる側ができる。例えば、
圧電素子４Ａに圧縮力が加えられると、図８（ａ）に示
すように、内部抵抗が増加して出力電流値は減少する。
一方、そのとき、圧電素子４Ｂは引張力が加えられ、図
８（ｂ）に示すように、内部抵抗が減少して出力電流値
は増加する。その結果、両方の出力電流値を加算した電
流値は、図８（ｃ）に示すように求められ、信号処理回
路７から荷重信号としてトルク演算器８に出力される。
このとき、光センサ６により被測定モータの回転数を測
定し、そのときの荷重と中心から作用点位置までの距離
Ｌとをトルク演算器８に入力して乗算し、モータトルク
を求める。圧電素子４Ａに引張力が加えられる場合も同
様である。このよううに、電磁振動子を用いずに、被測
定モータの両側に圧電素子を設け、一方の圧電素子に交
流電流を加える簡単な構成により、応答性の高いモータ
トルクの測定が可能となる。
方の圧電素子４Ａに交流電圧を印加すると、圧電素子４
Ａに微小振動が生じ、それに伴い、他方の圧電素子４Ｂ
には圧電素子４Ａに対して反転した波形の微小振動が発
生し、それぞれ圧電素子４Ａ，４Ｂに振動に伴って発生
する交流電流が発生し、測定用抵抗４１、４２を介して
検出され、加算演算器７２で出力電流値が加算される。
モータトルクが発生しないときは、図７（ａ）、（ｂ）
に示すように、圧電素子４Ａ，４Ｂの出力電流は反転し
た波形で同じ振幅となり、加算された値は図７（ｃ）に
示すように、０になる。被測定モータ１が駆動される
と、回転方向によってモータトルクによる圧縮力が加え
られる側と、引張力が加えられる側ができる。例えば、
圧電素子４Ａに圧縮力が加えられると、図８（ａ）に示
すように、内部抵抗が増加して出力電流値は減少する。
一方、そのとき、圧電素子４Ｂは引張力が加えられ、図
８（ｂ）に示すように、内部抵抗が減少して出力電流値
は増加する。その結果、両方の出力電流値を加算した電
流値は、図８（ｃ）に示すように求められ、信号処理回
路７から荷重信号としてトルク演算器８に出力される。
このとき、光センサ６により被測定モータの回転数を測
定し、そのときの荷重と中心から作用点位置までの距離
Ｌとをトルク演算器８に入力して乗算し、モータトルク
を求める。圧電素子４Ａに引張力が加えられる場合も同
様である。このよううに、電磁振動子を用いずに、被測
定モータの両側に圧電素子を設け、一方の圧電素子に交
流電流を加える簡単な構成により、応答性の高いモータ
トルクの測定が可能となる。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、被
測定モータのモータトルクによって生じる反作用を、応
答性の高い圧電素子によって検出するようにし、圧電素
子に連続的な振動を加えるようにしてあるので、高速回
転時トルクやトルクリップルの測定を高精度でできる微
小トルク測定装置を提供できる効果がある。また、ＰＬ
Ｌ制御回路を用い、測定が容易な制御電圧値を検出する
ことによってモータトルクを検出するようにしてあるの
で、ノイズに変調されにくいく、測定値の精度を高くす
ることができる効果がある。さらに、被測定モータの両
側に圧電素子を設け、一方の圧電素子に交流電流を加え
る簡単な構成により、安価で応答性の高いモータトルク
の測定が可能となる効果がある。
測定モータのモータトルクによって生じる反作用を、応
答性の高い圧電素子によって検出するようにし、圧電素
子に連続的な振動を加えるようにしてあるので、高速回
転時トルクやトルクリップルの測定を高精度でできる微
小トルク測定装置を提供できる効果がある。また、ＰＬ
Ｌ制御回路を用い、測定が容易な制御電圧値を検出する
ことによってモータトルクを検出するようにしてあるの
で、ノイズに変調されにくいく、測定値の精度を高くす
ることができる効果がある。さらに、被測定モータの両
側に圧電素子を設け、一方の圧電素子に交流電流を加え
る簡単な構成により、安価で応答性の高いモータトルク
の測定が可能となる効果がある。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す側面図である。
【図２】 本発明の第１の実施例を示す正面図である。
【図３】 本発明の第１の実施例のモータトルクが加わ
らない時の励起信号と出力信号を示す説明図である。
らない時の励起信号と出力信号を示す説明図である。
【図４】 本発明の第１の実施例のモータトルクが加わ
った時の励起信号と出力信号を示す説明図である。
った時の励起信号と出力信号を示す説明図である。
【図５】 本発明の第２の実施例を示す正面図である。
【図６】 本発明の第２の実施例のモータトルクが加わ
った時の励起信号と出力信号を示す説明図である。
った時の励起信号と出力信号を示す説明図である。
【図７】 本発明の第３の実施例を示す正面図である。
【図８】 本発明の第３の実施例のモータトルクが加わ
らない時の二つの圧電素子の出力信号を示す説明図であ
る。
らない時の二つの圧電素子の出力信号を示す説明図であ
る。
【図９】 本発明の第３の実施例のモータトルクが加わ
った時の二つの圧電素子の出力信号を示す説明図であ
る。
った時の二つの圧電素子の出力信号を示す説明図であ
る。
【図１０】 従来例を示す（ａ）側断面図および（ｂ）
正面図である。
正面図である。
１：被測定モータ、１１：ステータ部、１２：ロータ
部、１３：円板、２：ケーシング、２１、２２：支持ア
ーム、２３：ベース、２４：固定アーム、３：制動器、
４、４Ａ、４Ｂ：圧電素子、４１、４２：測定用抵抗、
５：電磁振動子、６：光センサ、７：信号処理回路、７
１：ＰＬＬ制御回路、７２：加算演算器、８：トルク演
算器、９：交流電源
部、１３：円板、２：ケーシング、２１、２２：支持ア
ーム、２３：ベース、２４：固定アーム、３：制動器、
４、４Ａ、４Ｂ：圧電素子、４１、４２：測定用抵抗、
５：電磁振動子、６：光センサ、７：信号処理回路、７
１：ＰＬＬ制御回路、７２：加算演算器、８：トルク演
算器、９：交流電源
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定モータのロータ部に負荷トルクを
加える制動器と、前記被測定モータのステータ部を固定
したケーシングと、前記被測定モータのモータトルクに
よって前記ステータ部に生じる反作用荷重を求める荷重
測定手段と、前記荷重測定手段の入力信号および出力信
号を処理する信号処理回路と、前記荷重測定手段の出力
値と前記被測定モータの中心から前記荷重測定手段の作
用点までの距離とからモータトルクを演算するトルク演
算器とを備えたを備えた微小トルク測定装置において、
前記荷重測定手段は圧電素子と、前記圧電素子に振動を
印加する振動発生手段とを備えたことを特徴とする微小
トルク測定装置。 - 【請求項２】 前記振動発生手段は、電磁振動子である
ことを特徴とする請求項１記載の微小トルク測定装置。 - 【請求項３】 前記信号処理回路は、前記電磁振動子の
励起信号と、前記圧電素子からの交流出力信号の位相を
一致させる位相ロックループを組み込んだＰＬＬ制御回
路を備え、前記トルク演算器は、前記ＰＬＬ制御回路の
制御電圧値から換算した荷重信号と前記被測定モータの
中心から前記荷重測定手段の作用点までの距離とを入力
とすることを特徴とする請求項１または２記載の微小ト
ルク測定装置。 - 【請求項４】 被測定モータのロータ部に負荷トルクを
加える制動器と、前記被測定モータのステータ部を固定
したケーシングと、前記被測定モータのモータトルクに
よって前記ステータ部に生じる反作用荷重を求めるする
荷重測定手段と、前記荷重測定手段の入力信号および出
力信号を処理する信号処理回路と、前記荷重測定手段の
出力値と前記被測定モータの中心から前記荷重測定手段
の作用点までの距離とからモータトルクを演算するトル
ク演算器とを備えたを備えた微小トルク測定装置におい
て、前記荷重測定手段は、前記ケーシングの両側に水平
方向に突出する支持アームと、一方の前記支持アームに
固定されて交流電圧を印加された圧電素子と、他方の前
記支持アームに固定された圧電素子とを備え、前記信号
処理回路は、前記二つの圧電素子の出力電流値を加算し
て前記反作用荷重を求める加算演算器を備えたことを特
徴とする微小トルク測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9316004A JPH11132875A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 微小トルク測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9316004A JPH11132875A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 微小トルク測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132875A true JPH11132875A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=18072179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9316004A Pending JPH11132875A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 微小トルク測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11132875A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102564672A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-11 | 昆山爱都思电子科技有限公司 | 定扭力伺服扩大器 |
| CN104819843A (zh) * | 2015-05-17 | 2015-08-05 | 成都诚邦动力测试仪器有限公司 | 一种基于锁相环控制的信号偏置放大式变速箱测试系统 |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP9316004A patent/JPH11132875A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102564672A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-11 | 昆山爱都思电子科技有限公司 | 定扭力伺服扩大器 |
| CN102564672B (zh) * | 2012-02-28 | 2017-02-15 | 昆山爱都思电子科技有限公司 | 定扭力伺服扩大器 |
| CN104819843A (zh) * | 2015-05-17 | 2015-08-05 | 成都诚邦动力测试仪器有限公司 | 一种基于锁相环控制的信号偏置放大式变速箱测试系统 |
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