JPS5952379B2 - 回転速度検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は軸その他の回転体の回転速度を測定するため
の検出回路に関する。

軸の回転速度を測定するために、軸の所定の回転角度に
おいて電気信号を発生する検出器が従来から使用されて
いる。

デジタル速度情報を求めるために、この電気信号の２通
りの使い方が従来から知られている。第１の方法は一定
時間内に発生した信号の数を計数するものであり、第２
の方法は２つの継続する信号の時間間隔を、一定周波数
のクロック発振器がその間に発生するパルスの数を計数
することによつて測定するものである。上記の従来から
知られている２つの方法には測定精度とサンプル周波数
についての問題がある。例えば最高回転速度が３０００
ＲＰＭの場合、２．５ｍｓ以内に３ＲＰＭの精度で回転
速度を測定するためには、上記の第１の方法によれば１
回転に８０００回信号を発生する検出器が必要であり、
第２の方法によれば（速度範囲を１０：ｌと仮定して）
４ＭＨ２のクロック周波数が必要となる。第２の方法で
は更に最低速域において周期測定のための計数量が非常
に多くなり、また最高速域においてサンプル周波数が必
要以上に高くなるという問題も起り得る。この発明の目
的は検出器からの必要以上に多い１回転中の信号数、あ
るいは必要以上に高いクロック周波数を伴うことなく、
希望する精度とサンプル周期で回転速度を測定できる検
出回路を提供することである。

この発明による検出回路は、回転体の所定の回転角度に
おいて電気信号を発生する検出器、一定周波数のクロッ
ク発振器、上記検出器からの信号を計数するように接続
されたＮビット・カウンター、上記クロック発振器から
のパルスを計数するように接続されたＭビット・カウン
ター、検出器とＭビット・カウンターに接続され検出器
が信号を１つ発生するたびにＭビツト・カウンターの計
数状態を記憶するラツチ回路、及びＮビツト・カウンタ
ーとラツチ回路とＭビツト・カウンターに接続されＭビ
ツト・カウンターがオーバーフローするたびにＮビツト
・カウンターとラツチ回路からのＮ＋Ｍビツトのコード
を記憶する出力回路を含み、Ｍビツト・カウンターがオ
ーバーフローする各時点におけるＮ＋Ｍビツトのコード
が回転体の回転速度を表わすものである。

上記の回路構成において検出器の信号を計数す，る４ビ
ツトのカウンターとクロツクパルスを計数する１０ビツ
トのカウンターを用いれば、１回転中わずか８０の信号
とわずか４００ＫＨｚのクロツク周波数により、３００
０ＲＰＭにおいて３ＲＰＭの測定精度と２．５ｍｓのサ
ンプル時間を達成することができる。

次に添付のプロツク回路図によりこの発明の一実施例を
説明する。

図に示す回路は２．５ｍｓごとに１４ビツトの速度コー
ドを作成し、事後において処理と分析を行うた５めにコ
ードをテープレコーダに入力するようにしたものである
。

あるいは速度コードを実時間で処理し、表示することも
十分可能である。図に示す軸回転角度検出器］０は歯車
と可変磁気抵抗式検出器を組合せた従来からある形式の
も，ので、これに付属する波形成形回路により軸の所定
の回転角度において生ずるパルスから成るパルス列を作
り出す。

歯車には要求されるサンプル周期と測定精度の関係から
８０の歯が設けられている。４００ＫＨｚのクロツク発
振器１１は良く知られた１８０度の位相差を持つ２種類
のパルス列を出力する。

クロツク発振器］１の一方の出力はフリツプフロツプ回
路１２の一方の入力端子に、また検出器１０は該フリツ
プフロツプの他の入力端子に接続され、これにより検出
器１０からのパルスのレベルの転移が他の回転動作のタ
イミングと一致しないようにして該検出器からのパルス
が受入れられる。

発振器１１の他の出力は２ビツト・カウンター１３と２
個の４ビツト・カウンター１４，１５を直列に継いで構
成される１０ビツト・カウンターの人力端子に接続され
る。

カウンター１３，１４，１５の各段の出力端子は１２ビ
ツト・ラツチ回路１６の入力端子の内の１０本に接続さ
れ、該ラツチ回路のクロツク端子はフリツプフロツプ回
路１２の出力端子に接続されている。フリツプフロツプ
回路１２の出力端子は更に４ビツト・カウンター１７の
クロツク端子にも接続されており、これにより該４ビツ
ト・カウンターは検出器１０が発生した信号を計数する
。カウンター］７の４ビツトの出力、及びラツチ回路１
６の１０ビツトの出力は１６ビツトの並直列変換シフト
レジスター１８の入力端子の内の１４本に接続され、該
シフトレジスター１８のロード端子はインバーター１９
を介してカウンター１５のキヤリ一端子に、またクロツ
ク端子はカウンター］４のキヤリ一端子にそれぞれ接続
されている。

シフトレジスター］８の直列出力はＡＮＤゲート２０の
一方の入力端子に接続され、該ＡＮＤゲートの他の入力
端子はインバータ２１を介してＮＡＮＤゲート２２の出
力端子に接続され、該ＮＡＮＤゲートの２つの入力端子
はカウンター１４の最上位寄りの２段の出力端子にそれ
ぞれ接続されている。

別のＮＡＮＤゲート２３の２つの入力端子はカウンター
１５のキヤリ一出力及び゛カウンター１４の最上位から
２段目の出力に接続され、更に別のＮＡＮＤゲート２４
の２つの入力端子は上記ＮＡＮＤゲート２２，２３の各
出力端子に接続されている。ゲート回路２０，２４の出
力は２チヤンネルのインターフエイス回路を経てテープ
レコーダに接続される。検出器１０からパルスが出るた
び゛にラツチ回路１６はカウンター１３，１４，１５内
のクロツクパルス計数値を入力し記憶する。

カウンター１３，１４，１５がオーバーフローすると（
２．５６ｍｓに１回）、シフトレジスター１８はカウン
ター１７の４ビツト及びラツチ回路１６の１０ビツトの
その時点での値を１４ビツトのコードとして入力し記憶
する。

このコードにより検出器からのパルスが番号で識別され
（カウンター１７の内容）、またそのパルスが発生した
時刻が示される（ラツチ回路１６の内容）。

すなわち、相前後する２つのコードを用いれば、カウン
ター１７からの２つの数値の差により検出器からのパル
スの数が示され、またラツチ回路１６からの２つの数値
により上記パルス数に対する時間が示される。従つてこ
れらの１４ビツトのコードはその時の回転速度を一義的
に表わし、これにより要求精度を持つ１０ビツトの速度
コードを求めることができる。この実施例においては、
シフトレジスター１８内の１４ビツトのコードはテープ
レコーダの１つのチヤンネルに記録するためにクロツク
入力によつて直列形式で送り出される。

クロツク入力によるシフトレジスター１８からのデータ
の送り出しはカウンター１４からのキヤリーパルスによ
つて次の１４ビツトのコードを算出する間に行われる。
（この送り出しはシフトレジスターの入力動作に使うカ
ウンター１５からのキヤリーパルスの１６倍の頻度で起
る。）カウンター］３，］４，］５が１サイクル動作す
る間にシフトレジスター１８はクロツク入力により１６
ビツトをシフトして、その内容がゲート回路２０を通し
て「ゼロ復帰形式」（カウンター１４が初期状態に戻る
時点）でテープレコーダに与えられる。仮にゲート回路
２３がないものとすると、ゲート回路２４は「ゼロ復帰
」クロツクパルス、すなわちシフトレジスター１８の内
容を全て論理「１」と仮定した時にゲート回路２０から
得られるはずの出力と同一の波形を出力する。ゲート回
路２３はこのクロツク波形に１６パルスに１回の割合で
追加パルスを挿入し、追加されたパルスはテープ記録を
再生する時に各１６ビツトのデータプロツクを区切るた
めに使うことができる。なお記録を再生するための手段
はこの発明には含まれない。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の回路のプロツク図である。 １０・・・・・・検出器、１１・・・・・・クロツク発
振器、１３〜１５及び１７・・・・・・カウンター １
６・・・・・・ラツチ回路、１８・・・・・・並直列変
換シフトレジスター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転体の所定の回転角度において電気信号を発生す
   る検出器、一定周波数のクロック発振器、該検出器から
   の信号を計数するように接続されたＮビット・カウンタ
   ー、該クロック発振器からのパルスを計数するように接
   続されたＭビット・カウンター、該Ｍビット・カウンタ
   ーと上記検出器とに接続され検出器が信号を１つ発生す
   るたびにＭビット・カウンターの計数状態を入力し記憶
   するラッチ回路、及び該ラッチ回路と上記Ｎビット・カ
   ウンターと上記Ｍビット・カウンターとに接続されＭビ
   ット・カウンターがオーバーフローするたびにＮビット
   ・カウンター及びラッチ回路からのＮ＋Ｍビットのコー
   ドを入力し記憶する出力回路とを含み、上記Ｍビット・
   カウンターがオーバーフローする各時点におけるＮ＋Ｍ
   ビットのコードが上記回転体の回転速度を表わすことを
   特徴とする回転速度検出回路。