JPS6118819A

JPS6118819A - 回転角度検出方式

Info

Publication number: JPS6118819A
Application number: JP13908584A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Aihara; 正相原
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1986-01-27

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】産業上の利用分野本発明は、回転１〜ルク′の小さい回転体の回転角度検
出方式に関する。

従来の技術回転体の回転角度を検出するために、一般には、ボテン
シ：」ｌ・リマ一方式、ロータリーエンコーダ一方式あ
るいはゾルバ等による遠隔制御方式などが採用されてい
る。

発明が解決しにうとする問題点ところで、カス器具用メータなどの可動？＋のように回
転１−ルクの小さい（０，５へ・１ｇｒ−ｃｍ程度）回
転体の回転角度を検出する場合、上述した公知の方式て
・はいずれも検出部を駆動するための１〜ルクが１０ｇ
ｒ−０１１１以上と大きいため、検出が（・さないとい
う問題がある。また、画像処理を行って非接触で回転角
度を検出する方法ｔ）考えられるが、装置が大型化、か
つ、複雑化するため、実用性に欠【プるという問題があ
る。

本発明（ま、上記のような装置が大型化、かつ、複雑化
することなく、回転トルクの小さい回転体の回転角度を
簡単に測定することができる回転体の回転角度検出方式
を提供するにある。

問題点、を解決するだめの手段本発明ｌよ、上記問題点を解決するために、可動針を支
持する回転軸に回転円板を設け、該回転円板には幅、数
ならびにピッチが同一なスリットを内・外二列の同心円
状に形成し、かつ両者のスリットの位置が該スリット幅
の　１／２だ【プずれて設け、該スリットに対し発光素
子から光を投じ、回転円板の回転により移動したスリッ
トを通過した光を受光素子で受け、該受光を変換器で電
気信号に変換し該信号の出力波形を演算器でカウントし
、表示器で回転角度に表示するようにした回転角度検出
方式にある。

実施例以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。

ここで、第１図は、本発明を実施した回転角度。

検出装置の概略構成図、第２図は、第１図のＡ−へ矢視
図、第３図は、第２図のＢ部拡大図、第４図は、出ツノ
波形を示す図である。

同図にｄ３いて、１はメータで、２は、メータ１の表示
板、３は、可動針である。４は、可動針３を支持する回
転軸、５は、回転軸４の上端に固着された回転円板、６
ａ１，６ａ２，６ａ３゜６８′４・・・・・・６ａ１１
は、回転円板５に同心円状に形成されたスリット、６ｂ
＋　、６ｔ）２，６ｂ３゜ｆ３ｂ　４　・＝−６ｂ　ｎ
は、スリット（３ａ１，６ａ２゜６ａ３，６ａ４・・・
・・・６ａｎの外周に同心円状に形成されたスリットで
ある。７ａは、内側のスリット６ａ＋・・・・・・６ａ
ｎに光を照射する発光素子、７ｂは、外側のスリット６
ｂ１・・・・・・６１）ｎに光を照射覆る発光素子、８
ａは、前記内側のスリッ°トロａ＋・・・・・・６ａｎ
を透過しＩＣ光を受光する受光素子、８ｂは、前記外側
のスリット６ｂ、・・・・・・６１）ｎ＠透過した光を
受光プる受光素子である。

９は、アップダウンカウンタで、スリットを通過した光
を電気信号に変換する変換器１０、変換器１０から出力
された波形を読みとってカウントする演ｔ）器１１およ
び演算器１１の結果を角度に表示する表示器１２から構
成される。

内側のスリット６ａ＋・・・・・・６ａ１１と外側のス
リット６ｂ＋・・・・・・６ｂ、は、第３図に示すよう
に、スリットの幅および数ならびにピッチは同じである
が、スリンｊ〜の位置がその幅の１／２だけずれて設り
られている。また、スリットの数（ｎ）は、最小検出角
度に応じて設定づればよいが、例えば、それが１°の場
合は、３６０’　／　１°Ｘ４’＝９０個とり“ればよ
い。以下、この角度が１°の場合を例にし゛Ｃ検出手順
を説明する。

いま、発光素子７ａ、７ｂから光を回転円板５へ照射す
る。回転円板５が回転づると、発光素子７ａおよび７　
ｂ　ｈｌ　Ｉらの光は、スリンｔ−６ａ１・・・・・・
６ａｎＪ−３よび６１）＋・・・・・・６ｂｎのある部
分とない部分とにより交互にスリットのある部分を通過
するので、変換器１０からは第４図に示す如くのパルス
波が出力される。Ｐｌは、受光素子８ａにて検知された
光に対応するパルス波を、Ｐ２は、受光素子８ｂにで検
知された光に対応するパルス波を示し１、両者の位相は
、９０”だ【ノずれている。

上記の両パルス波Ｐ＋　、Ｐ２の波形を２進法ｒ表わ゛
りと（例えば図中７の範囲で）、第４図（Ｃ）のように
なる。但し、１は光が当ったことを、０は光が当らない
ことを示す。

ここで、例えば、回転円板５が、第３図の矢印χ方向、
即ち、反時−ｎ１方向に回転したとぎは十の角度で表わ
し、矢印ｙ方向、即ら、時削方向に回転したどきは−の
角度で表わづことにした場合についで説明する。

まず、演算器１１において、（０，Ｏ）から（０，１＞
、（０，１）から（１，１）、〈１゜１〉から＜１．Ｏ
）および（１，０）から（０゜０）の信号のどきは、各
信号の数を加算し、一方（０，０）から（１，Ｏ）、、
（１，Ｏ）から（１゜１）、（１，１）から（０，１）
、（０，１）から（０，Ｏ）の４３号のとぎは、各信号
の数を減算するにうにプログラムを設定しておく。スリ
ット数ｎ　＝＝　’−）　Ｏなので、ΔＺは、３６０°
／９０Ｘ　４　＝１°に対応リ−る。

次に、回転円板５が、Ｚｌから７２まで回転したどする
ど、演算器１１においては−１−４がカラン（−されて
、回転角＋４６が検出される。逆に、回転円板５が、７
１から７３まで回転したとすると、演算器１１において
は−４がカウントされて、回転角−４°が検出される。

この方法を支持する際、微小変位を検出するためには、
発光素子７ａ、７ｂとして果合レンズ付のオプティカル
センサーを用いればよく、より微小の変位においてはレ
ーザー光が適当である。また、回転円板５が、第１図の
一点鎖線で示すように、ブした場合の検出精度を補償す
るために、長焦点系の光学系を採用することが好ましい
。なＪ５、スリットは、円板に゛切込みを設けてもよい
し、あるいは透明プラスチック板に明［１ｔ）（黒色）
のパターンを印刷したものでもよい。

発明の効果以上述べＩｃように、本発明は、基準点を用いず装動を
大型かつ複雑化することなく簡単に、回転１〜ルクの小
さい回転体の回転角度を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する回転角度検出装置の歇略椙
成図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図は、第
２図のＢ部拡大図、第４図は、出力波形を示す図である
。３・・・０■動釘、４・・・回転軸、５・・・回転円板
、６ａＪ＋　　６ａ２，６ａａ、６ａ４，６ｂ　＋　　
。６ｂ’２　、６ｔ）３．６ｂ　４　・＝ス’Ｊ　ツｌ−
１７ａ、７ｂ・・・発光素子、８ａ　、　８ｂ・・・受
光素子、１０・・・変換器、１１・・・演算器、１２・
・・表示器。

Claims

【特許請求の範囲】

可動針を支持する回転軸に回転円板を設け、該回転円板
に幅、数ならびにピッチが同一なスリットを内・外二列
の同心円状に形成し、かつ両者のスリットの位置が該ス
リット幅の１／２だけずれて設け、該スリットに対し発
光素子から光を投じ、回転円板の回転により移動したス
リットを通過した光を受光素子で受け、該受光を変換器
で電気信号に変換し該信号の出力波形を演算器でカウン
トし、表示器で回転角度に表示することを特徴とする回
転角度検出方式。