JPS5888666A - 高速回転機械の回転数を測定・監視する方法および装置 - Google Patents

高速回転機械の回転数を測定・監視する方法および装置

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JPS5888666A
JPS5888666A JP57196855A JP19685582A JPS5888666A JP S5888666 A JPS5888666 A JP S5888666A JP 57196855 A JP57196855 A JP 57196855A JP 19685582 A JP19685582 A JP 19685582A JP S5888666 A JPS5888666 A JP S5888666A
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
    • G01P13/045—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement with speed indication

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１回転数に依存するパルス発信器により、高速
回転機械、例えばタービンの回転数を測定、監視する方
法、およびこの方法を実施する装置に関する。この場合
、一定の高い周波数を有する発振器からのクロック・ノ
ぐルスを計数するだめの計数装置が、パルス発信器の発
生したノぐルスにより制御され、クロック・パルスの数
は回転数の基質労として用いられる。
回転機械を制御するためには１機械の回転数を一定かつ
確実に監視し、測定値と所定の目標値との相違を毎分回
転数の形で表示することが椿めて重要である。
この目的で回転数に比例した信号を利用するため、磁気
的ないし光学的原理に基く発信器は公知でおる。この発
信器は１機械軸に取付けられた基質マークの通過を記録
する。従ってこの種の装置は、その周縁に一様な歯を有
する歯車から成シ、歯には例えば誘導形見信器が対向配
置され、この発信器は１つの歯が通過する度に１つの電
圧パルスを発生する。
ドイツ連邦共和国特許第１２２３１７９号明細書により
、この種のノぐルスを評価するための回転数測定装置は
公知である。この装置は、クロック発信器を制御する目
標周波数発信器および、実際の回転数に比例するパルス
周波数をパルス・カウンタに供給する周波数検出器と共
働する。
しかしこの装置は、回転数を毎分回転数として表示でき
ないことはともかくとして、１チヤネルの回路しか有し
ていないだめに、後続する制御装置で評価を行なうため
に必要な精度で測定を行なうことができない。
発明の目的 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法および装置を
改良して、回転数に比例した繰返し周波数を有するノク
ルス列から、回転数検出装置の障害に対して、よシ安全
確実に、毎分回転数の形での直接表示に適した測定値を
取出すことである。
本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第１項に記
載された特徴によって解決される。
発明の効果 本発明の利点は、ノクルス発信器の１つが故障しても１
回転数を測定し得ることである。従って、保安上の理由
から回転数を一定に保つ必要のある機械の監視に特に適
している。つ′！！’！＋例えば、タービンの制御に適
しているということである。なぜならタービンは、ター
ビン発電機の駆動機械として使用する限り、常に電源と
同期して駆動させなければならないからである。
さらに本発明において、３個のパルス発信器が設けられ
る。これら発信器は、機械軸に連結された歯車によって
作動可能とされ、また歯車の周縁に沿い、相互に等しい
間隔を置いて配置されている。その際、ノξルス発信器
はそれぞれ計数装置の制御入力側と接続され、計数装置
の計数入力側は発振器の出力側と接続されている。
さらに計数装置の出力側は、計算器内容の逆数（１３） 値を形成する装置と接続されている。
多くの場合、１つのパルス発信器が故障した際、確実に
回転数を検出するためには、２つのパルス発信器で十分
である。この装置は、極めて簡単な方法で、時々の回転
数に比例した誤差ｆｆｆｆを保持し、毎分回転数の形で
表示される直に変換することができる。
別の有利な実施例では、発振器によってクロック制御さ
れるシフト・レジスタが双安定寸ルチノ々イブレータの
出力側と接続され、７フト・レジスタの出力側は発振器
によってクロック制御される計数装置のイネーブル入力
と接続されている。シフト・レジスタの第２の出力側は
計数装置の消去入力側と接続され、その際、計数装置の
桁上げ入力側は、論理和素子を介して双安定マルチノ々
イブレータのリセット入力側と接続されている。論理和
素子の第２入力端は、ンフトΦレジスタの第３出力側と
接続されている。
シフト・レジスタの槃４出力側は一時記憶メモリのイネ
ーブル入力側１と接続され、その入力側（１４） は計数装置の出力側と接続されている。
この構成では、一つのＡルス発信器が２つのノルスを発
生する間に発振器が発生したクロック・ノぐルスを加算
するために、２進カウンタが使用される。この時シフト
・レジスタハ、ノクルスの読込みと計数器内容の読出し
を制御するための、簡単かつ信頼性の高い制御装置を形
成する。
さらに好適な実施例では、シフト・レジスタの中に保持
されておシ、かつ順次連続するクロック・、ｅルスの回
転数に依存する瞬時値が、後置接続されたメモリの中で
一時的に記憶される。
このメモリは、論理和素子とＤ−Ａ変換器から成る、各
計数器内容の逆数値形成装置と接続され、論理和素子と
Ｄ−Ａ変換器の出力側は加算増幅器の中で１つにまとめ
られている。加算増幅器は別の増幅器と接続され、この
増幅器は入力信号の商を形成するために乗算器を有する
帰還接続をもっている。
計数器内容は一時記憶され、記憶されている間にアナロ
グ値に変換される。この３つの一時記憶メモリのアナロ
グ値から非常に簡単なアナログ除算回路を介して、被監
視部分の毎分当シ回転数を表わすアナログ値が形成され
る。
別の有利な実施例では、一時記憶メモリの数が、カウン
タから並列に出力される個所の数に対応している。この
場合一時記憶メモリの出力側ハ、マイクロ・プロセッサ
のデータ・ノ々スと接続され、そのためマイクロ会プロ
セッサのアドレス・パスおよび読出し制御線路を介して
、一時記憶メモリの内容を読取ることができる。
この装置では、毎分当り回転数がデジタル的に発生され
るために、高い精度が得られる。
特別に有利な実施例では、選択された計数器状態に対し
て、一時記憶メモリの中に対応する回転数値の表が記憶
され、選択された回転数目標値のだめの隣接する計数器
状態の間には等しい間隔がある。この場合、計数器状態
は対応する回転数値を有するメモリ・セルのだめのアド
レスであシ、測定サイクルに応じた計数器状態に対応す
るメモリセルは読出しおよび一時記憶可能とされている
。従って計数器状態は、記憶された回転数値がそれに相
応しているかどうか検査される。その際、肯定的な結果
が出れば一時記憶値が回転数として出力される。これに
対して否定的な結果が出れば１表の中で後続するアドレ
スが読出し可能とされ、その内容が一時記憶値と共に補
間される。
この装置では、デジタル回転＃１ｉ（Ｗが毎分当り回転
数の形で棲めて迅速に形成される。従って。
回転計が非常に大きい機械も監視することができる。そ
の際１表に対するメモリの容量は比較的小さいが、それ
でも極めて正確に回転数を検出することができる。
別の好ましい実施例では、一時記憶されたメモリ・セル
の内容と新しくアドレス指定されたメモリ・セルの内容
との差値が、補間のために形成される。その場合、計数
器状態とメモリ・セルの内容との相違が差値と乗算され
、その積は最初にアドレス指定されたメモリーセルの内
（］７） 容から減算される。この時、補間はごく短す時間で行な
われる。従って、補間が頻繁に行なわれるので１入直の
だめのメモリ容量を低減することができる。
１つの有利な実施例では、一時記憶された回転数値のバ
イトと新たにアドレス指定された回転数値の／々イトと
の差値が、アドレスの桁の小さなノ々イトと乗算される
。その積は全ノ々イトに対して丸められ、その結果は桁
の大きいノ々イトから減算される。
この構成によって、８ビツトのデータ幅を有するマイク
ロ−プロセッサにおいて、補間に必要な費用を最小限に
まで減らすことができる。
高い分解能が必要とされる場合に１回転数決定のだめの
サイクル・タイムが比較的短いマイクロ・プロセッサを
使用することは、補間を迅速に行なうことにより始めて
可能となる。
各パルス発ＡＮ器のノ々ルスに異なる標識を配属すれば
有利である。その際、パルスは監視装置に供給される。
監視装着は第１にノ々ルス発信器（１８） からの、ｅルスが存在しないことを選択的に表示し、第
２に到来したパルスの順序によシ被監視機械の回転方向
を表示する。この装置は／ｅルス発信器の故障を即座に
表示するが、その際どのパルス発信器が故障を起してい
るかも同時に検出する。従って％測定値の検出を中断さ
せることなく、障害を除去する構成とすることができる
。測定の確実性はそれによって著しく改善される。
次に本発明のその他の特徴、詳細、利点などについて１
図面を参照しながら以下の実施例の説明によって明らか
にする。
第１図は回転数測定装置のブロック図を示す。
図において機械軸と連結された正面歯車４をパルス発信
器１，２．３が監視している。パルス発信器は、歯車４
０周縁に沿い、互いに一定の間隔を置いて配置されてい
る。このｌ’ｉｉ］隔は歯のピッチに合わせである。パ
ルス発信器は磁気的または′電気的原理に基いて作動す
る装置であり、歯が１つ通過する度に１つのパルスを発
生する。
ノ々ルス発信器はそれぞれカウンタ６．７．８の制御入
力側と接続されている。各カウンタの計数入力側は共に
発振器５と接続され、発振器５は例えば１０　ＭＨｚの
比較的高い繰返し周波数を有するクロックΦパルスを発
生する。カウンタ６．７．８の出力１ｉｌｌはそれぞれ
逆数値形成装置１８，１９．２０と接続されている。こ
の装置については俊で詳しく説明する。
各・ぐルス光信益は監視装置９の入力側とも接続されて
いる。・ξルス発信器は両車４の歯を検出した時にパル
スＡを発生するが、１つの・々ルス発信器が発生したパ
ルスは、第２Ｍに示すように隣りのパルス発信器のパル
スに対して位相がイだけずれている。
第３図は各パルス発信器と接続されたノぐルス形成回路
および計数過程を制御する制御装置のブロック図ケ示す
。この図から明らかなように、各ノξルス発信器１．２
．３はシュミットトリガ１０と接続されている。シュミ
ットトリガ１０は単安定マルチノ々イブレータ１１と接
続キれ、その出力１則はａＳフリップ・クロック】２と
接続されている。クリップ・フロップ１２の非反転出力
側はシフト・レジスタ１３のデータ入力側と接続され、
そのクロック入力側は発損盤５と接続されている。育だ
、フリップ・フロップ１０の非反転出力側からは１本の
線路が分岐され、監視装置９と接続されている。シフト
φレジスタ１３は４つの段を有し、それらの出力側はそ
れぞれ、クリップ・フロップ１２のリセット入力側、カ
ウンタ６．７．８に後置接続された逆数値形成回路１６
．１７〜４２の読取り入力側、カウンタ６．７．８の消
去入力端および（２１〕 フリップ・フロップ１４のセット入力側と接続されてい
る。クリップ・フロップ１４の非反転出力側はカウンタ
６．７．８のイネーブル入力側と接続され、それらのク
ロック入力ｉｎｕは発振器５と接続されている。カウン
タの各出力側は後置接続された逆数値形成装置と接続さ
れている。カウンタの桁上げ出方側は、オーツセフロー
を防止するために論理和素子１５の入力側の１つと接続
され、その第２の入力側はシフト・レジスタ１３の第１
の出方側と接続されている。
論理和素子１５の出力側はクリップ・フロップ１４の消
去入力側と接続されている。
第３図およびイ（４図の計数回路に後置接続されたコー
ダ回路とメモリのブロック図から明らかなように各レジ
スタ６．７．８は、その桁上げ入力側が直列に接続をれ
た４つの４桁２進カウンタから成っている。各２進カウ
ンタの４つの出力側はＡＮＤ回路１７と接続され、ＡＮ
Ｄ回路１７の第５入力端は）ξルス発信器からのパルス
を受取る。ＡＮＤ回路１７の４つの出力側（２２） はそれぞれ論理和素子１８の１つの入力側と接続されて
いる。論理和１子１８は３つの入力側を有し、そこには
異なるノ々ルス発信器と接続されたＡＮＤ回路１７から
の信号が加えられる。
論理和素子１８の出力１ｊｌｌｌは、シフト・レジスタ
として構成された一時記憶メモリ１６の入力側と接続さ
れている。一時記憶メモリ１６ではそれぞれ３つのシフ
ト・レジスタ段が直列に接続され、その際１６個の並列
段が設けられている。
シフト鳴レジスタ１６は論理和素子１９を介してクロッ
ク制御されるが、これの入力側には各パルス発信器の、
ｏルスが加えられる。谷一時記憶メモリの１６の出力側
はＤ−Ａ変換器２０と接続されている。
第４図の計数回路と接続された逆数値発生および平均値
形成装置が第５図に示されている。
Ｄ−／Ｌ変換器２０は評価抵抗を介して７Ｊｌ］算増幅
器２１と接続され、その出力側は乗算回路２２ａを帰還
ループに有する演算増幅器２２と接続されている。つ−
１９演算増幅器２２は除算器として働き、その出力側に
アナログ値を形成する。
この仙は毎分当りの回転数に対応している。
第６図に示す逆数値形成回路の別の実施例では各カウン
タ６．７．８は一時記憶メモリ３７〜４２と直接に接続
しても良い。その際、一時記憶メモリはそれぞれ８ビツ
トグループに分割されている。その都度２つの一時記憶
メモリ３７．３８ないし３９．４０に、計数器状態の４
つの高い値または低い値のビットが供給される。
各メモリのアドレス入力側はマイクロプロセッサ３０の
アドレス指定ス３３と接続されている。
アトレスノ々ス３３とマイクロプロセッサ３０との間に
はデコーダ回路５３が１装置され、それはアドレスを単
一信号に変換する。従って各入力ないし出力メモリは個
別にアドレス指定される。
メモリの読出し入力側には、所属のノぞルス発信暑滲か
らのパルスが刀りえられる。
メモリ３７〜４２のデータ出力１１４１１　ｆｄマイク
ロ・プロセッサ３０のデータ・ノ々ス３１と接続きれて
いる。
マイクロ・プロセッサ３０の読出し線路３４はメモリ３
７〜４２の読出し線路と接続されている。線路３５は出
力メモＩＪ　４３　、４４の書込み線路である。
第７図はノクルス発信器の機能を監視する回路を示す。
監視装置９１ｄ９個のＤフリップ・クロック２３から成
るマトリクス形配列を有しており、それらのＤ入力側は
Ｒ，Ｓフリップ・フロップ１２と接情されている。Ｄフ
リップ・フロップ２３は、論理和素子金倉してＲ８フリ
ップ・フロップ１２から供給きれる、各パルス発信器の
ノぞルスによってクロック制御される。
すべてのＤクリップ・フロップの出力側はＡＮＤ回路２
４から成るコーダ回路と接続され、コーダ回路には論理
和素子２５，２６，２７゜２８．２９．１９が後置接続
されている。メモリの出力側、ＡＮＤ回路２４および論
理和素子は、パルス発信器１，２．３の故障や機械の回
転方向が論理和素子の出力側で表示されるように接続さ
れているユ （２５） 第８図はパルス発情器の２元数検出装置のブロック図を
示す。谷ノξルス発信器は論理和素子５０．５１の入力
側とも接続される。それらはそれぞれＤフリップ・フロ
ップ４７ないし４８のＤ入力９１１１と接続され、Ｄフ
リップ・クロック４７．４８のクロック入力側は共に論
理和素子４９と接続されている。論理オロ素子４９には
、すべてのノ々ルス発価器１．２．３のパルスが加えら
れる。このようにしてノ々ルス発信器からの瞬時信号の
識別回路が構成される。この吻合、Ｄフリップｅフロツ
ゾ４７．４８の出力側には、第１のパルス発信器に対す
る識別１ぎ号０１．第２のパルス発信＠′？ｆに対する
１０および第３のパルス発信器に対する１１が現れる。
Ｄ７リツゾ・フロップ４７．４８はそれぞれメモリ４５
と接続され、メモリ４５はメモリ３７〜４２と同じよう
にマイクロ・プロセッサ３０と接続されている。陶理和
糸子４９は線路３６を介してマイクロ・プロセッサ３０
０割込み入力側と接続されている。アドレス・ノ々ス３
３゜（２６） データ・パス３１および書込み線路３５と接続された出
力メモリ４３．４４は、マイクロ・プロセッサ３０が処
理した毎分当りの回転数を一時記憶する。メモリ４３．
４４と同じようにマイクロ・プロセッサ３０と接続され
た別のメそり４６は、装置全体やパルス発信器の故障通
報信号、ないし回転方向′ｆｃ６つの高低信号として一
時記憶する。
カウンタ６．７．８は、それぞれの、（＋ルス発信器が
隣接する２つの）々ルスを発生する間に発眼器からの、
ｏルス全加算する。シフト・レジスタ１３は、ｉｉ；’
１１ｉｒ４１装置として、フ」ｊノゾ・フロップ１４を
介して計数器ａを釈放し、その終了時に遮断ぜれる。次
に計数器内容が出力され、次の計数過程が始捷る前にカ
ウンタ６．７．８はクリアされる。
計数器内容はＡＮＤ回路１７および　論理和素子１Ｂを
介して一時記憶メモリ１６に読込まれる。一時記憶メモ
リ１６の直列接続さｊた３つの段の中にはそれぞれ、３
つの順次連続する時点で測定された計数器内容が存在す
る。計数器内容は、増幅器２０が平均値の逆数値を形成
する前に、増幅器２１の中で平均価が形成される。
監視装置９のＤフリツプ−クロック２３の中では、Ａル
ス発信器クロック・ノぐルスが３つ発生する度に３ビツ
トが記憶され、コード化の後でこの３ビツトから３つの
比Ｍ　ｌｒＭが形成される。
この比較値が所定の比較値と一致していなければ、障害
の発生が通報される。この場合でもクロック発生器のノ
々ルスから回転方向を決定することができるが、その際
、ｏルスが時間的に連続することが回転方向を確認する
ためには必要である。
マイクロφプロセッサの中では、カウンタ６．７．８に
より加算された。ｏルスに別な処理が加えられる。マイ
クロ拳プロセッサ３０は線路３６を介してクロック発生
器ノξルスと同期されている。計数器内容は、マイクロ
番プロセッサ３０によりメモリ３７〜４２の中に必要に
応じて読取られる。
マイクロ・プロセッサ３０は８ビツト（１）々イト）幅
のデータ・パルスと１６ビツト（２）々イト）幅のアド
レス・パルスとを有している。マイクロ・プロセッサ３
０の中でｃ−ｉ２ノ々イト数の逆数が形成される。
発振器周波数１０　Ｍ）Ｉｚ　、　歯車の歯の周波数１
０００Ｈ２に対応しで定格時の計数器状態が１０．００
０である時、逆数は非常に小さいので、小数点の位置分
定める計算をしなければならない。従って、反転値に１
０８を乗すると有利であ１０゜０００となる。
逆数は１０８を計数器状態で除算することにより形成さ
れる。この処理は２進法で行なうと有利である。
本発明の方法は、固定的な結果の記憶とその処理を緊密
に組付わせることを基礎としている。
１つの実例を以下で説明する。しかし、すべての値を２
進数で表わすのはいかにも煩雑なので、（２９） 代わりに１６進法を用いることとする。つ壕り、１ノ々
イトを２つの記号０，１，２，３，４，５、６　、７　
、８　、９　、　Ａ、　、　Ｂ　、　Ｏ、Ｄ　、　Ｅ　
、　Ｆによって表わす。
機械の回転数が定格回転数の９０％であれば、カウンタ
は−１０ＭＨｚ＝１１１．１個のノξルスを９　０　０
　　Ｔ４ｚ 計数する。この値を１６進法で表わすと２Ｂ６７となる
。高い桁のノ々イトＸ　ｌ−１は２Ｂであり、６７は低
い桁のバイトｘＬである・ メモリのアドレス、例えばアドレスφ１φφ〜φＩＦＦ
およびφ２φφ〜φ２ＦＦには、整ｔダのＸ値に対応す
るｙの結果、（つ貰り計数器が計数するパルス数に対す
る実際の回転数）が記憶される。詳しく言えば、領域φ
１φφ〜φＩＦＦには高い桁のｙ／々イ　ト、７）；　
、φ２φφ〜φ２ＦＦには低い桁のｙバイトが記憶され
る。この時、茜い桁のアドレス・バイトはｙノ々イトの
桁を決定し、低い桁のアドレスφバイトは高い桁のＸノ
々イトＸ　Ｉ（を定める。
例えは、マイクロ・プロセッサがｘ＝２８６７（３０） 全保持しているとする。するとマイクロ・プロセッサは
ＸＨ＝２ＢＫ対応して、アドレスφ１２Ｂのメモリセル
からｙＨｘＨ＝２３を、アドレスφ２２Ｂのメモリセル
からＹＬｘ）Ｉ＝　７８　’ｆ”取出す。
計数器内容が正確に２Ｂφφであれば、逆数としてｙ＝
２３７　Ｂｋ直接利用すればよい。しかし、桁の低いＸ
ノ々イトＸＩ、は６７という値を有している。従ってマ
イクロ・プロセッサは桁の高いｘバイトに１を加えて、
アドレスφ１２Ｃおよびφ２２０のメモリセルからｙの
イ直２２八りを取出す、これは２Ｃφφのｙ値に対応し
ている。仄に桁の低いｘノ々イトを用いて、ｙＸＨ＝２
３７Ｂと）’ｘＨ１１＝　２２　Ａ　］）との間で補間
が行なわわる。
正確なｙの値は、Ｙ　ｘＨ（！：Ｙ　ｘｆ（＋１との間
、つまり２３７Ｂと２１ＡＤＯ間にある。、まず、両者
の差値ｙｘＨ＝２３７Ｂ−２２ＡＤ＝ＯＥが形成される
。この差値に桁の低いＸパイ）　ＸＬを乗算し、φ１０
φで除算すると補正値ｙが検出される； ＯＢ−６７＝５３ φ　１　φ　φ φ１φφによる除算は、０Ｅ−６７の乗算結果から桁の
低いノ々イトを取去ることによって行なうことができる
。
最後に概数値ＹｘＨ＝　２３７　Ｂから補正値、■（＝
５３を減算して真のｙ値が求められる。すなわち； ｙ＝２３７Ｂ−５３＝２３２８ ・１１−痺方法を要約すれば、 ■）２つの２バイト数を減算する ２）２つの１ノ々イト数を乗算する ３）１つの２バイト数から１つの１バイト数をン〕或′
痺する ということになる、この方法は、例えば４ノ々イト数を
２ノ々イト数で除算するのに比べて極めて退化に計算を
行なうことができる。
概算結果全事前に記憶すれば、鵜の値を記憶するのに対
して、メモリの容量を５１２Ｂ、、ｅ＝ｌ　Ｋ　１３　
ｙ　ｔ　ｅ　捷で減らすことができる。この場合でも線
形補間法により誤差に１ビツト以下に十分留めることが
できる。
マイクロ・プロセッサを用いれば、センサ（・ξルス％
伯器）の監視ないし回転方向の検出を極めて藺単に竹な
うことができる。レジスタを２ビツト毎にシフトシ、こ
のレジスタの中でセンサの識別数字（２ビット０１，１
０．１１）を付加すれは、取後の３つのセンサの順序を
１つのバイト、例えば ００１１０１１０ で表示することができる。この場合、最も桁の低い２つ
のビットはセンサ２を、その次に桁の大きな２ビツトは
センサ１．それに続く２ビツトはセンサ３を表わす。最
も桁の太さな２ビツトは利用されない。このバイトをメ
モリのアドレスとして使用すれば、その中で次の２進数
を現わすことがある。
０００００００１ この２進数は以下のような意味を有Ｊ−る。最も桁の低
い１は、左方回転を意味し、次の桁は右（３３） 方回転を表わす。それに続く３つの桁はそれぞれ、所属
のセンサ１，２．３が故障しているかどうかを表示する
。３番目に大きな桁は装置全体の故１派を通報する。
次の２進数 ００１００１１０ に対して（各桁の値は上に示した２進数の配列に対応し
する）下に示すメモリの内容が生ずる。
００１１００００ この２ａ数では、センサ３と装置に対応する桁が２進数
１を有している。それはセンサ３と装置に障害が起って
いることを意味する、この順序には３３１１１１りの組
合わせ、つまり１゜１．１−・−３，３，３Ｌかない。
従って必要な記憶場所はわずか３”＝２７だけである。
【図面の簡単な説明】
第１図は回転数に比例したパルスから毎分当りの回転数
を求めるための装置のブロック回路図、第２図は回転数
を検出するために設けられたノ々ルス発信器が発生する
パルス波形図、第３（３４） 図は各ノξルス発信器と接続されたパルス形成回路、計
数回路および計数過程を制御する制御装置のブロック回
路図、第４図は計数回路に後置接続されたコーダ回路訃
よびメモリのブロック回路１ｇ１、第５図は第４図の計
数回路と接続されて逆数値を発生し平均値を形成する装
置の１つのブロック回路図、第６図は逆数値形成回路の
別の実施例のブロック回路図、第７図はパルス発信器の
機能を監視する装置のブロック回路図、第８図（１）々
ルス発信器信号の２進識別装置のブロック回路図、第９
図は第８図の装置による信号のダイヤグラムである。 １．２．３・・・、６ルスａ信：ａ、４・・・歯車、５
・・・発振器、６，７．８・・・計数装置、９・・・監
視装置、１０・・・シュミット・トリガ、１１・・・単
安定トリガ回路、１２・・・Ｒ８フリップ・フロップ、
１３゜２３・・・シフト・レジスタ、１４・・・双安定
マルチノ々イブレータ、１５，１８，１９，２５，２６
゜２７．２８，２９，４９．５０．５１・・・論理和素
子、１６　、３７　、３８　、３９　、４０　、４１　
。 ４２．４６・・・一時記憶メモリ、１７．２４・・・Ａ
Ｎ　Ｄ回路、２０・・・Ｄ−Ａ変換器、２１・・・加算
増幅器、２２・・・演算増幅器、２２ａ・・乗算回路、
３０・・・マイクロ・プロセッサ、３１・・・テーク・
ノ々ス、３３・・・アドレス・ノ々ス、３４・・・読出
し制ａ１線路、３５・・・書込み線路、３６・・・線路
、４３．４４・・・出力メモリ、４５・・・メモリ、４
７．４８・・・Ｄフリップ・フロツーｆ’、ｓ３・・・
デコーダ回路。 、　　　　（Ｎ　　　　（ｙ） λミくに噂　と猿航艷繋　ヱ土く湿霞室０−Ｏ（Ｊ　　
°ＯＧＪＱ−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　回転数に依存する／）ルス発信器を設け、そのノ
    々ルスが一定の高い周波数を有する発振器からのクロッ
    ク・ノぐルスを計数する計数装置を制御し、このクロッ
    ク・パルスの数を回転数の基準量として使用する、高速
    回転機械の回転数を測定・監視する方法において、複数
    の、ｅルス発信器（１，２，３・・・）が回転数に依存
    する位相のずれたノＲルスを発生し、この位相ずれに応
    じて、１つの発信器が２つのノ々ルスを発生する間に他
    の発信器が等しい時間間隔を置いてパルスを発生し、各
    パルス発信器に、発振器（５）からのクロック・ノぐル
    スを計数し、かつ発信器によって制御される計数装置（
    ６゜７．８・・・）の１つが所属し、計数装置の内容か
    ら平均値を形成し、この平均値の逆数を形成することに
    より、実際の回転数に直接に比例し。 かつ読取り可能な測定量を得るようにしたことを特徴と
    する。高速機械の回転数を測定・監視する方法。 ２　回転数に依存する・Ｑルス発信器を有し、その、ｅ
    ルスにより、一定の高い周波数を有する発振器のクロッ
    ク・パルスを計数する計数装置が制御され、このクロッ
    ク・ノソルスの数が回転数の基進量として用いられる。 高速回転機械の回転数を測定・監視する装置において、
    ３個のパルス発信器（１，２，３）が設けられ。 これら、ｅルス発信器（１，２，３）が１機械軸と連結
    された歯車（４）に依存して作動し、かっこの歯車（４
    ）の周縁に沿って相互に等しい間隔を置いて配置され、
    またパルス発信器（ｌ。 ２．３）がそれぞれ計数装置（６、７、８）の１つの制
    御入力側と接続され、計政装Ｒ（６、７。 ８）の計数入力側は発振器（５）の出力側と接続され、
    さらに計数装置（６，７，８）の出方側が計数器内容の
    逆数直を形成する装置（１６゜１７．１８．１９，２０
    ，２１，２２．３０〜４２）と接続されていることを特
    徴とする。高速回転機械の回転数を測定・監視する装置
    。 ３、３個のノ々ルス発信器（１，２，３）が、１つのパ
    ルス発信器のノルスに対してそれぞれ１／３だけ位相の
    ずれたパルスを発生する特許請求の範囲第２項記載の装
    置。 ４、各パルス発信器（１，２，３）の発生した信号の立
    上りが、短いニードル・パルスに変換すれ、計数装置（
    ｆ’ｉ、７．８）を制呻するために。 このノξルスが直列シフト・レジスタ（１３）の中に読
    込まれる特許請求の範囲第２項または第３ｍ記載の装置
    。 ５、ノソルス発信器（１，２，３）の発生した信号が。 シュミット・トリガ（１０）によシ単安定マルチバイブ
    レータ（１１）で短いニードル・ノ々ルスに変換され、
    このノξルスがＲ，Ｓフリップｅフロップ（１２）を介
    してシフト・レジスタ（１３）に供給される特許請求の
    範囲第４項記載の装置。 ６、発振器（５）によりクロック制御されるシフト・レ
    ジスタ（１３）が双安定マルチバイブレータ（１４）の
    入力側１と接続され、このマルチバイブレータの出力側
    １が発振器によりクロック制御される計数装置（６，７
    ，８）のイネーブル人力（ｉｌｌｉと接続され、シフト
    −レジスタ（１３）の第２の出力側が計数装置（６，７
    ，８）の消去入力（＋ｍと接続され、計数装置（６，７
    ，８）の桁上げ出力側が論理和素子（１５）を介して双
    安定マルチバイブレータ（１４）のリセット入力側と接
    続され、論理和索子（１５）の第２の入力側１がシフト
    ・レジスタ（１３）の第３の出力側と接いされ、シフト
    ・レジスタ（１３）の第４の出力側が一時記憶メモＩＪ
    （１６，３７〜４２）のイネーブル入力側と接続さ−れ
    、一時記憶メモＩＪ（１６，３７〜４０）の入力側が各
    計数装置（６，７，８）の出力側と接続されている特許
    請求の範囲第２項〜第６拍のいずれかにハ］シ載の装置
    。 ７　計数装置の中に保持されている。　＋１１ｉｔ次連
    続するクロック・パルスの回転数に依存する瞬時値が、
    後置接続されたメモリ（１６）の中で一時的に記憶され
    、このメモＩＪ（１６）が、論理和素子（＋８．１９）
    およびＤ−Ａ変換器（２０）から成る、計数器内容の逆
    数値を形成する装置と接続され、この装置の出力側ｌが
    １つにまとめられて加算増幅器（２１）と接続され、こ
    の加算増幅器（２１）に別の増幅器（２２）が接続され
    、増幅器（２２）が、入力信号の商を形成するために乗
    算器（２２ａ）を有する帰遷ループをもっている特許請
    求の範囲第６項記載の装置。 ８、　すべての計数装置（６，７，８）がそれぞれ、Ａ
    ＮＤ回路（エフ）および論理和素子（１８）を介して、
    桁数に合わせたメモリ（１６）と接続され、その際論理
    和素子（１８）は計数装置（６、７、８）の計数値に共
    通であり、またメモリ（１６）はシフト・レジスタとし
    て構成され、かつ３つの順次連続する被測定計数器内容
    を一時記憶するために３つの段を有し、さらに（５） メモリ（１６）の出力側がＤ−Ａ変換器（２０）の入力
    側と接続されている特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９、一時記憶メモリ（３７〜４２）の数が、カウンタ（
    ６，７，８）から並列に出力される個所の数に相応し、
    一時記憶メモリ（３７〜４２）の出力側カマイクロ拳プ
    ロセッサ（３０）のデータ・ノ々スと接続され、一時記
    憶メモリ（３７〜４２）が、マイクロ・プロセッサ（３
    ０）のアドレス・ノ々スおよび読出し制御線路（３４）
    を介して読出し可能である特許請求の範囲第６項記載の
    装置。 １０、マイクロ・プロセッサ（３０）の一時記憶メモリ
    の中に１選択された計数器状態に対して。 対応する回転数値の表が記憶され、選択された計数値の
    隣接する計数器状態の間に等しい間隔があり、また計数
    器状態は、対応する回転数値を有するメモリ・セルのた
    めのアドレスであり、進行する測定サイクルに応じて計
    数器状態に対応するメモリ・セルが読出し町（６） 能でかつ一時記憶可能であシ、それによシ計数器状態が
    記憶された回転数値に対応するかどうか検査され、その
    際肯定的な結果が出れば一時記憶値が回転数として出力
    され、結果が否定的であれば１表の中で後続するアドレ
    スが読出され、その内容が一時記憶値と共に補間される
    ようにした特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１、隣９合って記憶された回転数値の間に、線形補間
    法によって中間値を求めるようにした特許請求の範囲第
    １０項記載の装置。 １２、補間を行なうために、一時記憶されていたメモリ
    ・セルの内容と新しくアドレス指定されたメモリ・セル
    の内容との間の差値が形成され、この差部が計数値状態
    とメモリ・セルの内容との間の差１直と乗算され、その
    積が最初にアドレス指定されていたメモリーセルの内容
    から減算される特許請求の範囲第１Ｏ項または第１１項
    記載の装置。 １３、計数値状態が桁の大きなノ々イトと桁の小さな・
    々イトとに分割される特許請求の範囲第１０項〜第１２
    項のいずれかに記載の装置。 １４、回転数値の桁の大きな／々イトと桁の小さなノ々
    イトとに、異なるアドレス領域が配属されている特許請
    求の範囲第１０項〜第１３項のいずれかに記載の装置。 １５、一時記憶されていた回転数値と新しくアドレス指
    定された回転数値との２つのバイト力ら形成された差が
    、回転数値の桁の低いノ々イトと乗算され、その積が全
    ・々イトに対して丸められ、その結果が最初にアドレス
    指定された回転数１直から減算される特許請求の範囲第
    １０項〜第１４項のいずれかに記載の装置。 １６、各ノぞルス発ｍ器（１，２，３・・・）のノ々ル
    スニ異なる標識が配属され、このノξルスがｉ　ｔｕ　
    装置（９）に供給され、需視装＃（９）が第１に、１ツ
    ノ・セルス発信器の・ぐルスが存在しないことを選択的
    に表示し、第２に到来するパルスの順序から被監視機械
    の回転方向を表示する特許請求の範囲第２項〜第１５項
    のいずれかに記載の装置。 １７　　監視装置（９）が、それぞれパルス発信器（１
    ，２，３・・・）の１つに対応するシフト・レジスタ（
    ２３）から成シ、シフト・レジスタ（２３）の出力側が
    コーダ回路および比較器と接続され、コーダ回路および
    比較器が回転数のだめの出力側と、到来したノ々ルス発
    信器のパルスが対応する標識と一致するかどうかを表示
    する出力側とを有している特許請求の範囲第２項〜第１
    ６項のいずれかに記載の装置。 １８、　シフト・レジスタ（２３）が縦続接続された３
    つのＤフリラフ拳フロップを有し、Ｄクリップ・フロッ
    プは、パルス発信器のパルスが現れる毎にクロック制御
    され、回転方向と標識とを表わすＤフリップ・フロップ
    の出力信号がＡ、　Ｎ　Ｄ回路（２４）と論理和素子（
    ２５）に供給され、論理和素子（２５）の出力信号が回
    転方向およびパルス発信器の故障を表示するようにした
    特許請求の範囲第１７項記載の装置。 （９） １９３個のＲ８フリップ・フロップ（１２）の出力信号
    がパルス発信器識別回路（４７，４８゜４９．５０．５
    １）に供給され、ノ々ルス発信器識別回路は、最後にノ
    ぐルスを発生したノクルス発信器の２進数値を表示する
    ためのＤクリップ・フロップ（４７１４ｇ　）と論理和
    素子（４９）とを有し、Ｄフリップ―フロップ（４７１
    ４８）　？！：論理和素子（４９）により、それぞれの
    ノぐルス発信器（＋、２．３）の前を歯車（４）の歯が
    通過したことが表示される特許請求の範囲第５項および
    第１６項記載の装置。 ２０、ノぞルス発信益の２進Ｖ値と、歯車の通過を表わ
    す信号とがマイクロブ・ロセツサ（３０）Ｋ供給され、
    マイクロ・プロセッサ（３０）は直前に保持されていた
    ２つの２進数値から１つのアドレスを形成し、このアド
    レスは１つのメモリに所属し、メモリの中に回転方向と
    各ノクルス発信器の機能状態とが記憶される特許請求の
    範囲＄１９ｍ記載の装置。 ２１　　回転方向とパルス発信器の故障とが出カメ（１
    ０） モリ（４６）を介して、単一ビットとして表示される特
    許請求の範囲第２０項記載の装置。
JP57196855A 1981-11-13 1982-11-11 高速回転機械の回転数を測定・監視する方法および装置 Granted JPS5888666A (ja)

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