JPS61205830A - 軸馬力計測方法 - Google Patents

軸馬力計測方法

Info

Publication number
JPS61205830A
JPS61205830A JP4673885A JP4673885A JPS61205830A JP S61205830 A JPS61205830 A JP S61205830A JP 4673885 A JP4673885 A JP 4673885A JP 4673885 A JP4673885 A JP 4673885A JP S61205830 A JPS61205830 A JP S61205830A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
horsepower
transmission shaft
shaft
mark
bodies
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4673885A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0735986B2 (ja
Inventor
Yasuo Saito
斎藤 泰夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP60046738A priority Critical patent/JPH0735986B2/ja
Publication of JPS61205830A publication Critical patent/JPS61205830A/ja
Publication of JPH0735986B2 publication Critical patent/JPH0735986B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/24Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity
    • G01L3/242Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity by measuring and simultaneously multiplying torque and velocity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/109Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving measuring phase difference of two signals or pulse trains

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

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〕 本発明は軸馬力計測方法に関し、詳しくは、軸馬力を演
算するためのデータサンプリング方法に関する。これは
、例えば航行中の船舶の推進用伝動軸で検出された捩れ
角信号から軸馬力をリアルタイムで演算し、その馬力に
基づいて原動機出力を調整するなどの分野で利用される
ものである。
〔従来技術〕
軸馬力計の1つに、伝動軸の軸方向の異なる2点におけ
る相対捩れ角信号を検出し、その信号から伝動軸の捩れ
角を計測すると共に、その捩れ角に基づいて軸馬力を演
算するものがある。このような軸馬力計における捩れ角
信号検出手段として、軸方向に適当な間隔が保持された
2つの位置における軸周にマーク列フィルムを巻付け、
これに対向して光センサを設置したものが、本出願人に
より提案されている〔実開昭60−17431号公報〕
号公報上うな手段を含む軸馬力計によれば、検出手段の
構造の複雑化が回避されるだけでなく構成部品の装着が
容易となり、精密加工の要求される特殊な被検出体を排
除してコストダウンを図ることができ、それなりの効果
が発揮される。
そのような軸馬力計の検出手段を用いると、各光センサ
で被検出体の光反射部が検出され、その信号を基に位相
差検出部において瞬時の位相差が時間カウント法によっ
て検出される。それがデジタル信号化され、馬力演算部
で所定の演算が施され、軸馬力などが演算される。
ところで、軸馬力はトルクと回転速度の瞬時値から求め
ることができるが、一般に必要とされるのは軸馬力の平
均値やその長周期の変動値である。
そのため従来は、一定の固定されたゲート時間例えば1
秒とか5秒とかのサンプリング時間を予め定め、装置内
部の基準クロ・ツクパルスからゲート波形を発生させて
、その時間内で計測されたトルクと回転速度の平均値を
演算し、両者の平均値の積から軸馬力を算出している。
このような方式によると、計測のサンプリング時間に伝
動軸がきっちりと1回転または2回転といった整数回転
とならないのが一般的である。例えば8Qrpn+で回
転する伝動軸の場合に1秒のサンプリング期間を指定す
ると、その間に伝動軸は1回転の後さらに173回転す
ることになる。一方、伝動軸の1回転中においてはトル
クと回転速度が変動するので、端数の1/3回転の間に
起こる変動がクロ7クパルスのカウントに影響する。す
なわち、サンプリングが同じ1秒であっても1回転の間
に得られているクロックパルス数の外に、残りの1/3
回転の間に得られるクロックパルス数もカウントされる
ことになる。後者は次の回転の一部を計測するものであ
り、例えばその回転が終了すればキャンセルされるであ
ろう変動がキャンセルされずに残ってしまう事態が起こ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような中途半端な回転においてカウントされたクロ
ックパルス数から軸馬力の平均値もしくはその長周期の
変動値を求めると、平均化演算に誤差が生じることにな
り、正確な馬力を得ることができない問題がある。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は上述の問題を解決するために、以下のような構
成を採っている。軸方向の異なる2つの位置の周囲を取
巻くパルス列式被検出体から、それぞれに対向して設け
られたセンサでそのパルス列を検出し、肩位置でのパル
ス列時間差をカウントして伝動軸の捩れ角信号を検出し
、これを基に軸馬力を演算する軸馬力計において、パル
ス列の時間差をカウントするサンプリング期間を、伝動
軸の整数倍回転数間に行なうようにしたことである。
〔作  用〕
センサ4a、4bによるパルス列3aの検出は、予め設
定されたパルス列カウント数の間のみ行なわれる。その
カウント数は伝動軸2に貼着されているパルス列フィル
ムの1周分のパルス列数の整数倍、すなわち、伝動軸の
整数回転数に対応する。
これによって2つの被検出体3A、3Bから検出された
データの時間差を基に演算すると、1回転中に起こって
いる変動の一部が余分に計測されることがない。したが
って、クロックパルスのカウントは1回転における変動
の全てを採り入れた計測となり、軸馬力の演算における
誤差の発生要因が消去される。
〔実施例〕
以下、本発明の方法が適用される1実施例の軸馬力計に
基づいて詳細に説明する。
第1図中の1は捩れ角信号検出手段で、伝動軸2の軸方
向に一定の距離lを隔ててその周上に貼着された2つの
被検出体である反射マーク列フィルム3A、3Bと、こ
れらの各反射マーク列フィルムに対向して設置された2
個所以上から非接触で反射マークを検出するフォトトラ
ンジスタなどの光センサ4a、4bからなっている。第
2図はこれらの反射マーク列フィルム3A、3Bの展開
平面図で、光反射部(反射マーク)3aと非反射部3b
とが交互に等間隔で配置されている。ちなみに、各光反
射部3aと非反射部3bの@Wは、例えば0.5〜1m
mの大きさであり、簡便に製作できると共に高精度で捩
れ角信号を検出するのに都合のよい等質性の極めて高い
ものである。なお、計測に当たって船体の撓み変形の影
響を排除するため、光センサは図示しないが1つの保持
部材により一体的に船体などに支承されている。
このような軸捩れ角信号検出手段1の信号から、低周波
ノイズを除去してパルス波形に整形する波形整形回路5
a、5bが設けられている。一方、カウンタ部6には、
マーク列フィルム3A、3Bの一部分のマーク列数また
はその整数倍が入力されることにより、回転トリガを1
回転または整数回転の開始と終了時に発生させるプリセ
ットカウンタ7、それを受けて1回転または整数倍回転
のゲート波形を発生させるゲート波形発生器8、内部ま
たは外部的に設けられたクロックパルス発生器9による
クロックパルスにより、ゲート時間内のクロックパルス
をカウントする周期カウンタ10、波形整形回路5a、
5bからのマーク列パルスから位相差ゲートを発生させ
、■ゲート中に発生する位相差クロックパルスをカウン
トする時間差カウンタ11が設けられている。このよう
なカウンタ部6からの信号を受けて軸馬力を演算する馬
力演算部12があり、さらには、メモリ13、入力部1
4および表示部15などが設けられている。なお、入力
部14は上述した1回転または整数回転に対応するマー
ク列数Mが入力され、馬力演算部12における計測形態
や他の書誌的事項が入力できるようになっている。この
入力値は馬力演算部12からの出力量としてブリセソト
カウンタフに入力するようにしておいても差し支えない
このような軸馬力計によれば、次のようにして軸捩れ角
を計測し、それを基に軸馬力を演算することかできる。
原動機の動力が伝動軸2を介して推進プロペラなどに伝
動している状態で、捩れ角信号検出手段1の光センサ4
a、4bが被検出体3Aおよび3Bの光反射部3aを検
出し、その検出信号が波形整形回路5a、5bに入力さ
れ、第3図(a)。
(b)のようなマーク列パルスとされる。一方、入力部
14で指定された伝動軸の整数回転数分のマーク列数M
に対応して、プリセットカウンタ7ではサンプリングの
ための開始点と終了点とが第3図(C)のようなトリガ
パルスとして発生される。なお、本例では、光センサ4
aが被検出体3Aから検出しているマーク列数に基づい
て、トリ力パルスを発生させている。このトリガパルス
によりゲート波形発生器8で第3図(d)に示すゲート
波形が作られ、クロックパルス発生器9にょる連続的な
りロックパルス〔第3図(e)参照〕から、周期カウン
タ10で上記マーク列数Mに対応するクロックパルスが
第3図(f)のように発生される。その結果、時間差カ
ウンタ11において、2つのマーク列パルスから得られ
た位相差ゲート〔第3図(g)参照〕に応じた位相差ク
ロックパルスが第3図(h)のように発生され、そのク
ロックパルス数がカウントされる。検出されたこの位相
差パルス数は整数倍回転ゲートの間のものについて積算
され、捩れ角信号として、馬力演算部12に入力される
すなわち、回転速度とトルクの平均を長周期変動の影響
を受けない範囲、例えば1回転とか5回転とかの間で求
め、その間の平均軸馬力を得るために、両者を乗する。
回転速度NとトルクQの短時間中の時系列は、一般に次
のように表される。
N (t) = Nmean+ΔNn sinωntT
 : 回転周期 ωn: 捩り振動角周波数(=2πn / T )n 
: 振動次数 したがって、軸馬力P (tlの回転周期時間当りの平
+ΔNn 0Qmean −5ill nt−ΔQn 
ONmean jcosωnt−ΔNn+ΔQn1si
nωntlCosωntJ dt本計算において、積分
される時間は0からTであり、そのTが1回転周期の時
間であるので、上式の第2項から第4項までは零となり
、結局、Pmean  = Nraean  X Qm
eanとすることができる。したがって、サンプリング
が伝動軸の回転に関係なく予め定められた例えば1秒と
か5秒という時間に行われる場合には、上述の第2項以
下が消去されないことになり、演算結果に誤差が生じる
ことになるのである。しかし、上述のようにして求めら
れたPmearlを1回ごとの計測において演算すれば
、ある負荷状態における伝動軸の正確な馬力を得ること
ができる。なお、馬力演算部において、m回の計測にお
いて演算された値を積算し、その平均値を求めれば、適
当に設定された回数に相当する長時間の平均値を求める
こともできる。この演算結果は表示部15のCRT画面
に表示され、必要に応じてプリンターで出力される。そ
の値に応じて原動機の出力調整を行なったり、また出力
装置の稼働状態の適否を判定することなどができる。
なお、上述の実施例においては、マーク列を検出する光
センサを単一組設け、それからの信号によりデータを処
理するようにしているが、間隔lを保つように光センサ
もう1対伝動軸の180度反対側に設けてもよい。その
場合には、時間差カウンタが増設され、複数の時間差カ
ウンタの出力値を独立して馬力演算部に入力し、加算合
成することにより馬力演算を行なうことができるし、ま
た、予め両者を別途合成した後に馬力演算部に入力する
こともできる。さらには、2対の光センサからの信号を
用いて、零点誤差の原因となる軸2の初期変位あるいは
被装着体である例えば船体の撓み変形による捩れ角信号
検出において、各系統でその大きさが等しくかつ反対方
向に発生することを利用して馬力演算時に相殺させるこ
ともでき、演算精度の向上を図ることができる。
以上の説明では、マーク列フィルムの光反射部からの反
射光を用いて所定の計測を行なっているが、電磁式また
は電気式センサによりパルス信号を検出するようにして
も、同様に機能させることができる。
〔発明の効果〕
本発明は以上詳細に説明したように、マーク列の時間差
をカウントするサンプリング期間を、伝動軸の整数倍回
転数間に行なうようにしたので、中途半端な回転におい
てカウントされたクロックパルス数から軸馬力の平均値
もしくはその長周期の変動値を求めることが回避され、
平均化演算に誤差が生じることなく、正確な馬力を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の軸馬力計の全体系統図、第2図は被検
出体である反射マーク列フィルムの展開平面図、第3図
(a)〜(h)はカウント部におけるそれぞれの信号波
形図である。 2・−伝動軸、3A、3B−被検出体、4a。 4b−センサ(光センサ)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)軸方向の異なる2つの位置の周囲を取巻くパルス
    列式被検出体から、それぞれに対向して設けられたセン
    サでそのパルス列を検出し、両位置でのパルス列時間差
    をカウントして伝動軸の捩れ角信号を検出し、これを基
    に軸馬力を演算する軸馬力計において、 パルス列の時間差をカウントするサンプリング期間を、
    前記伝動軸の整数倍回転数間に行なうことを特徴とする
    軸馬力計測方法。
JP60046738A 1985-03-09 1985-03-09 軸馬力計測方法 Expired - Lifetime JPH0735986B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60046738A JPH0735986B2 (ja) 1985-03-09 1985-03-09 軸馬力計測方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60046738A JPH0735986B2 (ja) 1985-03-09 1985-03-09 軸馬力計測方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61205830A true JPS61205830A (ja) 1986-09-12
JPH0735986B2 JPH0735986B2 (ja) 1995-04-19

Family

ID=12755670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60046738A Expired - Lifetime JPH0735986B2 (ja) 1985-03-09 1985-03-09 軸馬力計測方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0735986B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0609726A2 (en) * 1993-02-01 1994-08-10 Liberty Technology Center, Inc. A system for determining shaft load parameters including shaft windup angle per unit length, torque output and power output in a generally cylindrical rotating shaft
WO1996020395A1 (de) * 1994-12-27 1996-07-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer leistung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS608848U (ja) * 1983-06-29 1985-01-22 株式会社安川電機 トルク検出装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS608848U (ja) * 1983-06-29 1985-01-22 株式会社安川電機 トルク検出装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0609726A2 (en) * 1993-02-01 1994-08-10 Liberty Technology Center, Inc. A system for determining shaft load parameters including shaft windup angle per unit length, torque output and power output in a generally cylindrical rotating shaft
EP0609726A3 (en) * 1993-02-01 1994-10-26 Liberty Tech Center System for determining the loading parameters of a shaft, which includes the pre-winding angle per unit length, the torque and the power of a rotating shaft with a generally cylindrical shape.
US5452616A (en) * 1993-02-01 1995-09-26 Liberty Technologies, Inc. System for determining shaft load parameters including shaft windup angle per unit length, torque output and power output in a generally cylindrical rotating shaft
WO1996020395A1 (de) * 1994-12-27 1996-07-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer leistung

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0735986B2 (ja) 1995-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6922899B2 (en) Rotary encoder
EP0608993A2 (en) Rotating shaft vibration monitor
EP1658481B1 (en) Method and system for measuring torque
US4020685A (en) Phasemeters
EP0102165A1 (en) Speed detection apparatus and method
RU2334947C1 (ru) Способ калибровки чувствительных элементов бесплатформенной инерциальной навигационной системы и устройство для его осуществления
JPS61205830A (ja) 軸馬力計測方法
US6289294B1 (en) Method for determining rotational data using an encoder device
US6601011B1 (en) Apparatus for measuring angular velocity variation rate of rotary axle
JPH11295106A (ja) 弾性カップリング用トルクセンサ
EP3532802B1 (en) Method to determine angular pitch of a toothed crank wheel or gear
EP0505826B1 (en) Meter driving method
EP0474362B1 (en) Angular velocity sensing apparatus
GB2125958A (en) Torque measurement
KR940000768B1 (ko) 비틀림각검출장치 및 토오크센서
JP2002168619A (ja) 歯車の偏心等の誤差測定方法およびその装置
JPH0371044B2 (ja)
JPH0535306Y2 (ja)
JPH0452664Y2 (ja)
CN109990805B (zh) 旋转编码器
SU945644A1 (ru) Способ измерени угловых мер и устройство дл его осуществлени
SU654907A1 (ru) Устройство дл измерени скорости вращени
RU1774265C (ru) Цифровой измеритель угловой скорости
JPS63238563A (ja) Fv変換方法
JPH051959A (ja) 計測装置