JPS6038218Y2 - 回転速度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、機械共振子を利用して回転体の回転速度を測
定する新しい原理に基づく回転速度検出装置に関するも
のである。

従来公知の回転計として、回転物体に反射体を取付け、
そこに光を投射しその反射光を計数する光電式のもの、
回転物体にスリットを設けた円筒を連結させ、そこから
のパルスを計数するエンコーダ式等がある。

しかしながら、光電式のものは、回転物体の回転数が、
例えば２００ｒｐｍ以下のような低い値となると、正確
な測定ができないという欠点があり、また、エンコーダ
式はスリットの刻幅で応答速度が決定される欠点がある
。

本考案は、応答が速く低速度から高速度に至る広い範囲
の回転数あるいは回転速度を検出できるこの種の装置を
実現しようとするものである。

第１図は本考案の一実施例を示す構成ブロック図である
。

図において、１は被測定回転物、２はこの回転物１に一
端が取り付けられた機械共振子としての役目をなす断面
円形の梁、３は粱２を駆動する駆動手段、４は粱２の振
動を検出する振動検出手段で、ここではいずれも機械共
振子２に近接して設置された鉄心とこれに巻回されたコ
イルとで構成されたものを用いた場合を例示する。

５は振動検出手段４からの信号を入力するとともに、出
力信号を駆動手段３に与える発振回路で、粱２、駆動手
段３および振動検出手段４を含んで形成される閉ループ
は、自動振回路ＯＳＣを構成している。

６は自励振回路Ｏ３Ｃからの出力信号を入力とするＦ／
Ｖ変換器、７はこのＦ／Ｖ変換器からの信号を入力とす
るスケーラである。

このように構成した装置の動作を次に第２図を参照しな
がら説明する。

はじめに、被測定回転物体１の回転数Ωが零（静止状態
））であるとすれば、粱２はその共振周波数ｆ０で自励
振し、自励振回路Ｏ３Ｃの出力端Ｔ。

からはこの共振周波数ちが得られている。

第２図は、被測定回転物体１が回転数Ω＝ＩＨｚである
場合の、各時刻における粱（共振子）２の振動姿態及び
駆動手段と検出手段との相対的位置関係を示したもので
、ａ〜ｈまでｌ／８ｓｅｃごとの変化を図示している。

ここで、各図において破線で示すのが、当該時刻におけ
る吸引された粱の位置を示している。

第２図ａ〜ｈの図から明らかなように、粱２は被測定回
転物１の回転とともに回転するので、１Ｈ２の間にＩＨ
ｚの振動を駆動手段３との相対運動により既に完了する
こととなり、自励振回路Ｏ３Ｃからの周波数信号ｆは、
（１）式で示すことができる。

ｆ ＝ｆｏ−１（Ｈｚ） （１）
また、被測定回転物１の任意の回転数Ωに対しては、前
記と同じような考え方で（２）式で示すことができる。

ｆ−も−〇 （１）よ
って、被測定回転物Ωは、（２）式から（３）式で示す
ことができる。

Ω＝も−ｆ ここで、ちは粱２の形状や材質で定まる一定値であるか
ら、自励振回路Ｏ３Ｃからの周波数信号ｆから回転数Ω
を知ることができる。

Ｆ／Ｖ変換器６は、周波数信号ｆを電圧信号に変換し、
スケーラ７にてスケーリングした後、端子ＴＡに回転数
Ωに対応したアナログ信号Ｖｏを出力する。

第３図は本考案の他の実施例を示す構成国で、イは側面
図、口はイにおけるＹ−Ｙ断面図である。

この実施例では、共振子としての役目をなす回転円板２
を被測定回転物１に取付けるとともに、この回転円板２
に近接し、かつ円板の円周方向に９０°の間隔を隔てて
駆動手段３１．３２と共振検出手段４１．４２を交互に
配置させたものである。

このように構成した装置においては、円板２は第３図口
の実線に示す位置で節を形成する円周方向モード４次の
振動を行うこととなる。

なお、ここでは２組の駆動手段と振動検出手段とを設け
て、４次の振動モードで振動させるものであるが、これ
らを更に複数組（合計ｎ個）設けることによってｎ次の
振動モードとすることが可能である。

回転円板２をｎ次の振動モードで振動させる場合、自励
振回路Ｏ３Ｃからの周波数信号ｆは、（４）式で示すこ
とができる。

ｆ＝ち−ｎΩ （１）（４
）式から回転数Ωは（５）式で示すことができる。

Ω＝ｆ、、−ｆ （５）式から明らかなように、この実施例によれば、検
出感度が第１図の実施例に比べてｎ倍にできる。

なお、上記の各実施例では共振子として梁、円板の場合
を示したが、これ以外に円筒形共振子等を用いるように
してもよい。

以上説明したように、本考案によれば、被測定回転物と
ともに回転する共振子のＱを高くすることが可能であっ
て、安定度が高くまた、共振周波数を高くするとともに
この周期を高速クロックパルスを利用して計測すること
により応答が速く、かつ高分解能の回転速度検出装置が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図はその動作説明図、第３図は本考案の他の実施例を示
す構成図で、イは側面図、口はイ図におけるＹ−Ｙ断面
図である。 １・・・・・・被測定回転物、２・・・・・・機械共振
子、３・・・・・・駆動手段、４・・・・・・振動検出
手段、５・・・・・・発振回路。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）回転物体に取付けられた機械共振子、この機械共
   振子に近接して設置された前記機械共振子の駆動手段と
   振動検出手段、前記機械共振子、駆動手段、検出手段を
   含んで閉回路を形成し前記機械共振子を自励振する発振
   回路手段、この自励振する発振回路からの周波数信号を
   入力し前記回転物体の回転速度に関連した信号を出力す
   る回路手段を具備した回転速度検出装置。
2. （２）機械共振子をｎ次（ｎは２以上）の振動モードで
   振動させるようにした実用新案登録請求の範囲第（１）
   項記載の回転速度検出装置。