JPS6232368A - Detecting device for rotation of high speed rotary body - Google Patents

Detecting device for rotation of high speed rotary body

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Publication number
JPS6232368A
JPS6232368A JP17290285A JP17290285A JPS6232368A JP S6232368 A JPS6232368 A JP S6232368A JP 17290285 A JP17290285 A JP 17290285A JP 17290285 A JP17290285 A JP 17290285A JP S6232368 A JPS6232368 A JP S6232368A
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JP
Japan
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circuit
main component
component
outputted
rotation
Prior art date
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Pending
Application number
JP17290285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Nimura
仁村 嘉孝
Yoshiyuki Kamikawa
神河 良幸
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6232368A publication Critical patent/JPS6232368A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform the correct detection of a rotation automatically by separating the main component of the detecting signal obtd. by detecting the part to be detected with a sensor from the unbalancing component. CONSTITUTION:The detection signal detected by a sensor 3 is amplified by a preamplifier circuit 4 and the main component corresponding to the part to be detected and the unbalancing component by an eccentric rotation are separated by the difference in those frequency components by a separating circuit 5. The separated main component is inputted to a count display circuit 6 to display by counting the number of rotations of a rotary shaft and the digital data thereof are outputted to a control signal output circuit 7 as well. The analog voltage and current proportional to the number of revolutions are outputted and an interlocking signal is outputted by detecting the excess and lack in the number of revolutions as well in the circuit 7. The main component and unbalanced component outputted from the circuit 5 are inputted to an unbalance factor detecting circuit 8 and balance point detecting circuit 9. The voltage corresponding to the ratio of these two components is outputted in the circuit 8 and an interlocking signal is outputted as well when the unbalance factor exceeds as well and in the circuit 9 the phase of the two components are displayed by an angle.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速回転体の回転検出装置に関し、例えば膨張
タービンの回転軸などの高速回転軸の回転数検出等に適
用される回転検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a rotation detection device for a high-speed rotating body, and relates to a rotation detection device applied to detecting the rotation speed of a high-speed rotation shaft such as a rotation shaft of an expansion turbine. It is something.

〔従来技術〕[Prior art]

膨張タービンの回転軸のように、気体軸受あるいは磁気
軸受で支持されて数十力r、p、m、で高速回転する回
転体に対しては、回転円板などの回転検出のための補助
手段を取り付けることは不可能である。そこで、このよ
うな高速回転軸では、第14図に示すように回転軸1に
寸法上厳しく制限された切欠や突起体あるいは反射体な
どめ被検出部2を直接細工し、これを光電式センサ、磁
電式センサ、静電式センサ等の各種センサ3にて非接触
で検出するようにしている。
For rotating bodies, such as the rotating shaft of an expansion turbine, which are supported by gas bearings or magnetic bearings and rotate at high speed with tens of forces r, p, m, auxiliary means for detecting rotation such as a rotating disk are used. It is impossible to install. Therefore, in such a high-speed rotating shaft, as shown in FIG. 14, the detected part 2 is directly modified into the rotating shaft 1 with a notch, a protrusion, or a reflector that is strictly limited in size, and this is used as a photoelectric sensor. , a magnetoelectric sensor, an electrostatic sensor, and other various sensors 3 for non-contact detection.

ところが、上記方法で検出される回転信号は、第15図
(a)(b)に示すように被検出部2に対応した成分(
以下主成分と称す)の他に、回転軸1の偏芯回転による
成分(以下アンバランス成分と称す)を含んでおり、同
図に実線で示すように偏芯回転が小さい場合にはアンバ
ランス成分に比較して主成分が大きく得られるので、周
波数カウンタによって回転数を比較的容易に検出するこ
とができる。しかし、同図に破線で示すように偏芯回転
が大きい場合にはアンバランス成分が主成分よりも大き
く検出される。この場合、アンバランス成分の大きさが
偏芯の程度によって定まらず、さらに偏芯位置によって
主成分波形とアンバランス成分波形との位置関係が定ま
らないため、これが回転数を検出する際の不安定要因と
なっている。例えば、主成分とアンバランス成分の大き
さ及び位置関係が第15図(e)で示すようになった場
合、カウンタのトリガリングレベルを波形振幅内のいず
れの位置に設定しても、カウントパルスは同図に示すよ
うに1回転に2パルスとなって検出結果は実回転数の2
倍になる。このように周波数カウンタだけでは回転数を
検出できないので、従来ではオシロスコープで回転信号
波形を常時モニター・し、基準発振周波との対比などに
よって目視測定が行なわれている。
However, the rotation signal detected by the above method has a component (
In addition to the main component (hereinafter referred to as the principal component), it also includes a component due to eccentric rotation of the rotating shaft 1 (hereinafter referred to as the unbalanced component), and as shown by the solid line in the figure, if the eccentric rotation is small, the imbalance Since the main component is larger than the main component, the rotation speed can be detected relatively easily by a frequency counter. However, as shown by the broken line in the figure, when the eccentric rotation is large, the unbalanced component is detected to be larger than the main component. In this case, the magnitude of the unbalanced component is not determined by the degree of eccentricity, and the positional relationship between the principal component waveform and the unbalanced component waveform is not determined by the eccentricity position, which causes instability when detecting the rotation speed. This is a contributing factor. For example, if the magnitude and positional relationship between the main component and the unbalanced component are as shown in FIG. 15(e), no matter where the triggering level of the counter is set within the waveform amplitude, the count pulse As shown in the figure, there are 2 pulses per rotation, and the detection result is 2 pulses of the actual rotation speed.
Double. Since the rotational speed cannot be detected using a frequency counter alone, conventionally the rotational signal waveform is constantly monitored using an oscilloscope and visually measured by comparing it with a reference oscillation frequency.

このように従来は目視測定を行っているため、相当の熟
練性を必要とし、また精度が悪(かつ連続測定できない
ので応答性に欠け、さらに検出結果が電気信号として得
られないので、データ処理の自動化や回転の自動制御が
不可能である等の問題があった。
Conventionally, visual measurements have been carried out, which requires considerable skill, has poor accuracy (and lacks responsiveness as continuous measurement is not possible, and data processing is difficult because detection results cannot be obtained as electrical signals). There were problems such as the impossibility of automation and automatic control of rotation.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
のであって、高速回転体の外面に設けられた被検出部を
センサで検出して得られた検出信号中の主成分とアンバ
ランス成分を分離して自動的に正確な回転検出を行うこ
とができる回転検出装置の提供を目的とするものである
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and has an imbalance with the main component in the detection signal obtained by detecting the detected part provided on the outer surface of a high-speed rotating body with a sensor. The object of the present invention is to provide a rotation detection device that can automatically and accurately detect rotation by separating components.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明に係る高速回転体の回転検出装置は、高速回転体
の側部に非接触状態で配置されて高速回転体の外面に設
けられた被検出部を検知するセンサと、このセンサの出
力信号から被検出部に対応する主成分と高速回転体の回
転時のアンバランスにより生じるアンバランス成分とを
それらの周波数成分の相違に基づいて分離する分離回路
と、基準時間当たりの前記出力信号の主成分を計数して
高速回転体の回転数を演算する計数回路とを備えてなり
、センサからの出力信号中の被検出部に対応する主成分
と偏芯回転によるアンバランス成分とでは周波数成分に
相違があることに着目して分離回路にて主成分を分離し
、これによって高速回転体が偏芯回転してもその回転数
を正確に検出できるようにしたことを特徴とするもので
ある。
The rotation detecting device for a high-speed rotating body according to the present invention includes a sensor that is arranged in a non-contact manner on the side of the high-speed rotating body to detect a detected part provided on the outer surface of the high-speed rotating body, and an output signal of the sensor. a separation circuit that separates the main component corresponding to the detected part from the unbalance component caused by unbalance during rotation of the high-speed rotating body based on the difference in their frequency components, and the main component of the output signal per reference time. The main component corresponding to the detected part in the output signal from the sensor and the unbalanced component due to eccentric rotation are divided into frequency components. The main component is separated in a separation circuit by paying attention to the difference, and as a result, even if the high-speed rotating body rotates eccentrically, its rotational speed can be accurately detected.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第13図に基づいて
説明する。まず第1図により全体構成を説明すると、セ
ンサ3で検出された検出信号はプリアンプ回路4で増幅
され、分離回路5にて被検出部2に対応する主成分と偏
芯回転によるアンバランス成分とがそれらの周波数成分
の相違によって分離される。分離された主成分は計数表
示回路6に入力され、回転軸1の回転数を計数して表示
するとともにそのデジタルデータを制御信号出力回路7
に出力する。制御信号出力回路7では、回転数に比例し
たアナログ電圧及び電流を出力するとともに、回転数の
超過及び不足を検出してインクロック信号を出力する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 13. First, the overall configuration will be explained with reference to FIG. 1. The detection signal detected by the sensor 3 is amplified by the preamplifier circuit 4, and the separation circuit 5 separates the main component corresponding to the detected part 2 and the unbalanced component due to eccentric rotation. are separated by differences in their frequency components. The separated principal components are input to a counting display circuit 6, which counts and displays the number of revolutions of the rotating shaft 1, and transmits the digital data to a control signal output circuit 7.
Output to. The control signal output circuit 7 outputs an analog voltage and current proportional to the number of rotations, and also detects an excess or shortage of the number of rotations and outputs an ink clock signal.

また、前記分離回路5から出力された主成分とアンバラ
ンス成分はアンバランス率検出回路8とバランスポイン
ト検出回路9とに入力されている。アンバランス率検出
回路8ではこれら2成分の比率に対応した電圧を出力す
るとともにアンバランス率が超過するとインクロック信
号を出力し、バランスポイント検出回路9では2成分の
位相を角度で表示するように構成されている。
Further, the main component and unbalanced component output from the separation circuit 5 are input to an unbalance rate detection circuit 8 and a balance point detection circuit 9. The unbalance rate detection circuit 8 outputs a voltage corresponding to the ratio of these two components and outputs an ink clock signal when the unbalance rate exceeds the ratio, and the balance point detection circuit 9 displays the phase of the two components as an angle. It is configured.

前記分離回路5の詳細を第2図によ七説明すると、プリ
アンプ回路4の出力信号はカットオフ周波数可変型で特
性のよく揃ったハイパスフィルタ11 (以下、図中で
はHPFと記す)とローパスフィルタ12 (以下、図
中ではLPFと記す)にそれぞれ入力されており、これ
らハイパスフィルタ11及びローパスフィルタ12はカ
ットオフ周波数(以下、roと記すことがある)を別系
統の入力信号によって可変できるように構成されている
。これらハイパスフィルタ11及びローパスフィルタ1
2の出力信号はそれぞれ特性のよく揃った第1及び第2
の交直変換回路13・14に入力されており、これら交
直変換回路からの出力信号が前記ハイパスフィルタ11
及びローパスフィルタ12のカットオフ周波数変換信号
を出力する第1の差動アンプ15に入力されている。前
記ハイパスフィルタ11及びローパスフィルタ12の出
力信号はこれら両信号の差を出して主成分を出力する第
2の差動アンプ16に入力されている。さらにハイパス
フィルタ11から第1の差動アンプ15に入力する入力
信号から補正値を減算する減算器17が配設されている
The details of the separation circuit 5 will be explained with reference to FIG. 2. The output signal of the preamplifier circuit 4 is filtered through a high-pass filter 11 (hereinafter referred to as HPF in the figure) and a low-pass filter with variable cut-off frequency and well-matched characteristics. 12 (hereinafter referred to as LPF in the figure), and these high-pass filters 11 and low-pass filters 12 have cutoff frequencies (hereinafter sometimes referred to as ro) that can be varied by input signals of different systems. It is composed of These high pass filter 11 and low pass filter 1
2 output signals are the first and second signals with well-matched characteristics, respectively.
The output signals from these AC/DC converting circuits are input to the high pass filter 11.
and a first differential amplifier 15 which outputs a cutoff frequency converted signal of the low-pass filter 12. The output signals of the high-pass filter 11 and the low-pass filter 12 are input to a second differential amplifier 16 which calculates the difference between these two signals and outputs the main component. Furthermore, a subtracter 17 is provided to subtract a correction value from the input signal input from the high-pass filter 11 to the first differential amplifier 15.

この分離回路5の作用を説明すると、これは基本的にセ
ンサ3の出力信号の中で回転体の偏芯回転によって検出
されるアンバランス成分は回転角速度に応じた正弦波と
なるのに対して、被検出部による主成分は時間幅で数分
の1から数十分の1のパルス波形となるため(第15図
参照)、両者間で周波数成分が異なること、及び両者の
周波数は回転軸1の回転数によって変化するが、その周
波数比は回転数に関係なくほぼ一定値を示すことに基づ
いたものである。
Explaining the function of this separation circuit 5, this basically means that the unbalanced component detected by the eccentric rotation of the rotating body in the output signal of the sensor 3 becomes a sine wave according to the rotational angular velocity. , since the main component caused by the detected part has a pulse waveform with a time width of a fraction of a fraction to a few tenths of a fraction (see Figure 15), the frequency components are different between the two, and the frequency of both is based on the rotation axis. This is based on the fact that the frequency ratio shows a substantially constant value regardless of the rotation speed.

上記両フィルタ11・12を、第1の差動アンプ15か
ら出力されるカプトオフ周波数変換信号が正の電圧信号
の場合はカットオフ周波数r0を高周波側へ、負の電圧
信号の場合はカットオフ周波数f0を低周波側へ移動さ
せるように構成してお(と、カットオフ周波数f0はセ
ンサ3の出力信号の周波数に応じて追従するようになる
。これを第3図により説明する。第3図に両フィルタ1
1・12の周波数−振幅特性を示し、ハイパスフィルタ
11の特性は大実線で、ローパスフィルタ12の特性は
綿実線で示しである。今、第1の差動アンプ15の出力
信号が零、つまり両フィルタ特性の振幅が等しい点Oに
カットオフ周波数f0が位置しているものとする。ここ
で、回転体の回転数が急激に上昇し、センサ3の出力信
号の周波数が急激に上昇してfXになったとすると、ハ
イパスフィルタ11からはa点の振幅値、ローパスフィ
ルタ12からはb点の振幅値が出力され、その結果、第
1の差動アンプ15のカットオフ周波数変換信号は上記
両振幅値の差に対応した正の電圧信号が出力されてカッ
トオフ周波数が高周波側に移動され、f0点が「Xに一
致するようになる。
When the cut-off frequency conversion signal outputted from the first differential amplifier 15 is a positive voltage signal, the cut-off frequency r0 is set to the high frequency side, and when the cut-off frequency conversion signal output from the first differential amplifier 15 is a negative voltage signal, the cut-off frequency r0 is set to the high frequency side. If f0 is configured to move toward the lower frequency side, the cutoff frequency f0 will follow the frequency of the output signal of the sensor 3. This will be explained with reference to FIG. 3. Both filters 1
1.12 frequency-amplitude characteristics are shown, the characteristics of the high-pass filter 11 are shown by a large solid line, and the characteristics of the low-pass filter 12 are shown by a solid line. Now, it is assumed that the cutoff frequency f0 is located at a point O where the output signal of the first differential amplifier 15 is zero, that is, the amplitudes of both filter characteristics are equal. Here, if the rotational speed of the rotating body suddenly increases and the frequency of the output signal of the sensor 3 suddenly increases to fX, the high-pass filter 11 outputs the amplitude value at point a, and the low-pass filter 12 outputs the amplitude value at point b. The amplitude value of the point is output, and as a result, the cutoff frequency conversion signal of the first differential amplifier 15 is outputted as a positive voltage signal corresponding to the difference between the two amplitude values, and the cutoff frequency moves to the high frequency side. Then, the f0 point becomes equal to "X.

また逆に、回転体の回転数が急激にfx’に下降した場
合も同様に両フィルタの出力がa′・ b′となり、カ
ットオフ周波数変換信号としてそれらの差に対応した負
の電圧信号が出力されてカットオフ周波数r0がfx′
に一致するように移動する。こうして、カットオフ周波
数f0は回転体の回転数に応じたセンサ3からの検出信
号の周波数に追従することになる。
Conversely, when the rotational speed of the rotating body suddenly drops to fx', the outputs of both filters become a' and b', and a negative voltage signal corresponding to the difference between them is generated as a cutoff frequency conversion signal. The cutoff frequency r0 is fx'
Move to match. In this way, the cutoff frequency f0 follows the frequency of the detection signal from the sensor 3, which corresponds to the rotational speed of the rotating body.

今、以上のように制御されたカットオフ周波数f0が第
4図に示す位置にあり、各フィルタ11・12の特性が
実線で示すようになっているものとし、アンバランス成
分の周波数がfu、主成分の周波数がfsであるとする
と、各フィルタの出力信号は第5図(a)に示すように
なる。即ち1、入力信号に対してローパスフィルタ12
の出力信号は主成分の振幅が減衰し、ハイパスフィルタ
11の出力信号はアンバランス成分の振幅が減衰した波
形となる。ここで、第1の交直変換回路13からの出力
信号に減算器17で補正電圧を印加し、ハイパスフィル
タ11の出力信号のアンバランス成分の振幅がローパス
フィルタ12の出力信号の振幅に等しくなるように調整
する。つまり、この補正によって第4図におけるカット
オフ周波数を「。点からfu点へ若干移動させ、破線で
示した特性になるように補正する。すると、第5図(b
)に示すように、ローパスフィルタ12の出力信号は主
成分の振幅がさらに減衰する−ためアンバランス成分だ
けになり、ハイパスフィルタ11の出力信号は主成分と
アンバランス成分の両方を含む波形となる。この分離を
確実に行うためには、両フィルタ11・12のカットオ
フ特性が重要であり、主成分とアンバランス成分の周波
数比が大きければ緩い傾斜のカットオフ特性のフィルタ
でよいが、小さい場合は急傾斜のカットオフ特性のフィ
ルタが必要となる。
Now, it is assumed that the cutoff frequency f0 controlled as described above is at the position shown in FIG. Assuming that the frequency of the main component is fs, the output signal of each filter will be as shown in FIG. 5(a). That is, 1, a low pass filter 12 for the input signal.
The output signal of the high-pass filter 11 has a waveform in which the amplitude of the main component is attenuated, and the output signal of the high-pass filter 11 has a waveform in which the amplitude of the unbalanced component is attenuated. Here, a subtracter 17 applies a correction voltage to the output signal from the first AC/DC conversion circuit 13 so that the amplitude of the unbalanced component of the output signal of the high-pass filter 11 becomes equal to the amplitude of the output signal of the low-pass filter 12. Adjust to. In other words, by this correction, the cutoff frequency in FIG.
), the output signal of the low-pass filter 12 has a waveform containing both the main component and the unbalanced component, and the output signal of the high-pass filter 11 has a waveform containing both the main component and the unbalanced component because the amplitude of the main component is further attenuated. . In order to ensure this separation, the cutoff characteristics of both filters 11 and 12 are important.If the frequency ratio between the main component and the unbalanced component is large, a filter with a gentle cutoff characteristic may be used, but if the frequency ratio is small, then requires a filter with steep cutoff characteristics.

こうして得られたハイパスフィルタ11とローパスフィ
ルタ12の出力信号がそれぞれ第2の差動アンプ16に
入力され、第6図に示すように両者の差がとられてこの
第2の差動アンプ1Gから主成分が出力され、又、ロー
パスフィルタ12の出力信号がアンバランス成分として
出力されることにより、主成分とアンバランス成分が分
離されて出力されるのである。第7図及び第8図に、ア
ンバランス回転時とバランス回転時において主成分とア
ンバランス成分を分離処理した実例の結果を示す。
The output signals of the high-pass filter 11 and the low-pass filter 12 thus obtained are respectively input to the second differential amplifier 16, and as shown in FIG. The main component is output, and the output signal of the low-pass filter 12 is output as an unbalanced component, so that the main component and the unbalanced component are separated and output. FIG. 7 and FIG. 8 show the results of an example in which the main component and the unbalanced component were separated during unbalanced rotation and balanced rotation.

こうして得られた主成分を入力信号として回転数を計数
表示する前記3(数表示回路6は、第9図に示すよ・う
に構成されている。主成分は比較回路18に入力される
。比較回路18では、しきい値設定回路19から入力さ
れた値と主成分とが比較され、第1O図に示すように、
主成分がしきい値を超える毎にパルス信号が出力される
9パルス信号はバルスカウン]・回路20に入力され、
基準時間発生回路21にて設定された基準時間毎のパル
ス信号数をカウントし、そのカラン+−iが外部に出力
されるとともに表示回路22にてディスゲ!5・イ23
に表示される。前記基準時間は通常回転数がr、p、a
+、表示されるように設定される。
The number display circuit 6, which counts and displays the number of revolutions using the principal components obtained in this way as an input signal, is configured as shown in FIG. 9.The principal components are input to a comparison circuit 18. In the circuit 18, the value inputted from the threshold setting circuit 19 and the principal component are compared, and as shown in FIG.
A 9-pulse signal in which a pulse signal is output every time the main component exceeds the threshold value is input to the pulse count circuit 20,
The reference time generation circuit 21 counts the number of pulse signals for each reference time set, and the count +-i is outputted to the outside and the display circuit 22 displays the display circuit 22. 5.i23
will be displayed. The reference time is usually set when the rotational speed is r, p, a.
+, set to be displayed.

前記アンバランス率検出回路8は、第11図に示すよう
に、特性のよく揃った第1と第2のピーク値検出回路2
4・25にそれぞれ主成分とアンバランス成分の信号が
入力され、各成分のピーク値が除算回路26に入力され
、「アンバランス成分/主成分」の演算が行われ、その
結果が電圧値で出力される。このように、アンバランス
の程度をアンバランス成分と主成分との比率で定置化す
ることによ、って、センサ3を含む検出系の感度あるい
は直線性などの特性の変化を相殺することができ、これ
によって結果が不安定になるのを防止することかできる
。また、こうして得られたアンバランス率は、超過率設
定回路27にて予め設定された回転体の損傷を来す虞れ
のある超過率と比較回路28で比較され、アンバランス
率がこの設定値を超えた場合に回転を停止すべくインク
ロック信号を出力するように構成されている。
As shown in FIG. 11, the unbalance rate detection circuit 8 includes first and second peak value detection circuits 2 with well-equalized characteristics.
The signals of the main component and the unbalanced component are inputted to 4 and 25, respectively, and the peak value of each component is inputted to the division circuit 26, where the calculation of "unbalanced component/principal component" is performed, and the result is converted into a voltage value. Output. In this way, by fixing the degree of unbalance by the ratio of the unbalanced component to the principal component, it is possible to offset changes in characteristics such as sensitivity or linearity of the detection system including the sensor 3. This can prevent the results from becoming unstable. Further, the unbalance rate obtained in this way is compared with the excess rate that may cause damage to the rotating body, which is preset in the excess rate setting circuit 27, and the unbalance rate is determined as this set value. The ink clock signal is configured to output an ink clock signal to stop the rotation when the rotation exceeds the ink clock.

さらにバランスポイントの検出は、次のような方法に基
づいて求めるようにしている。今、例えば分離回路5か
ら出力された主成分とアンバランス成分が第12図に示
すような波形で、主成分を基準として時間の進む方向に
270°の位置に′アンバランス成分のピークがあると
すると、回転軸1が被検出部2から回転方向に270°
 (反回転方向に90°)の位置でセンサ3に最接近す
るような偏芯回転をしていることがわかる。ここで、第
12図のa−bの時間、即ち1周期(360゜)の時間
をX、a−cの時間をYとすると、0点の位置(角度)
は、360・Y/Xで表すことができる。つまり、ここ
での0点は360・3/′4−270となる。
Furthermore, the balance point is detected based on the following method. Now, for example, the main component and unbalanced component output from the separation circuit 5 have waveforms as shown in FIG. Then, the rotation axis 1 is 270° in the rotation direction from the detected part 2.
It can be seen that the sensor rotates eccentrically so that it approaches the sensor 3 at a position (90 degrees in the counter-rotational direction). Here, if the time from a to b in Figure 12, that is, the time for one cycle (360°) is X, and the time from a to c is Y, then the position (angle) of the 0 point is
can be expressed as 360·Y/X. In other words, the 0 point here is 360.3/'4-270.

このような演算を行う前記バランスポイント検出回路9
は、第13図に示すように構成されている。主成分及び
アンバランス成分が入力されているゲートコントロール
信号発生回路29によって、主成分信号に対応するXデ
ー1−303とアンバランス成分信号に対応するYデー
1−30 bを開閉するように構成され、かつこれらゲ
ートに基準パルス発生回路31からのパルス信号が入力
されており、第12図のa点で両ゲートが開いてパルス
信号がそれぞれXカウンタ32a及びYカウンタ32b
でカウントされ、第12図の0点でYゲー)30bが閉
じ、Yカウンタ32bからのカラン]・データが確立さ
れて一時記憶され、続いて第12図の1)点でXゲート
30aも閉じ、Xカウンタ32aのカウントデータが確
立された後、演算回路35にて上記演算が行われ、その
結果が表示回路36にてディスプレイに表示される。
The balance point detection circuit 9 performs such calculations.
is constructed as shown in FIG. The X-day 1-303 corresponding to the main component signal and the Y-day 1-30b corresponding to the unbalanced component signal are opened and closed by the gate control signal generation circuit 29 to which the main component and the unbalanced component are input. and a pulse signal from the reference pulse generation circuit 31 is input to these gates, and at point a in FIG.
The Y gate 30b is closed at the 0 point in FIG. , after the count data of the X counter 32a is established, the arithmetic circuit 35 performs the above calculation, and the result is displayed on the display circuit 36.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る高速回転体の回転検出装置によれば、以上
のように高速回転体の外面に設けられた被検出部を検知
するセンサと、このセンサの出力信号から被検出部に対
応する主成分と高速回転体の回転時のアンバランスによ
り生じるアンバランス成分とをそれらの周波数成分の相
違に基づいて分離する分離回路と、基準時間当たりの前
記出力信号の主成分を計数して高速回転体の回転数を演
算する計数回路とを備えているので、センサからの出力
信号中に被検出部に対応する主成分と偏芯回転によるア
ンバランス成分とを含んでいても両者の周波数成分に相
違があることに基づいて分離回路にて主成分を分離する
ことができる。これによって高速回転体が偏芯回転して
もその回転数を正確に検出することができ、自動的に電
気信号として回転検出できるため、データ処理及び回転
の自動制御が可能となる等の効果を奏する。
According to the rotation detection device for a high-speed rotating body according to the present invention, as described above, there is a sensor provided on the outer surface of the high-speed rotating body to detect the detected part, and a main body corresponding to the detected part based on the output signal of this sensor. and an unbalance component caused by unbalance during rotation of the high-speed rotating body based on the difference in their frequency components; Since it is equipped with a counting circuit that calculates the number of rotations of Based on this fact, the main components can be separated using a separation circuit. As a result, even if a high-speed rotating body rotates eccentrically, its rotation speed can be accurately detected, and the rotation can be automatically detected as an electrical signal, making data processing and automatic control of rotation possible. play.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図
、第2図は分離回路のブロック図、第3図、第4図、第
5図(a)、同(b)及び第6図はそれぞれ分離回路の
動作説明図、第7図(a)(b)(c)及び第8図(a
Nb)(c)は実例について分離処理した結果を示す波
形図、第9図は計数表示回路のブロック図、第10図は
同動作説明図、第11図はアンバランス率検出回路のブ
ロック図、第12図(a)(b)はバランスポイント検
出方法の説明図、第13図は同ブロック図、第14図は
回転検出状態の説明図、第15図(a)、同(b)、同
(c)は同作用説明図である。 1は回転軸、2は被検出部、3はセンサ、5は分離回路
、6は計数表示回路、11はカットオフ周波数可変型ハ
イパスフィルタ、12はカットオフ周波数可変型ローパ
スフィルタ、13は第1の交直変換回路、14ば第2の
交直変換回路、15は第1の差動アンプ、16は第2の
差動アンプ、17は減算器である。 第511I 第6図 第7図
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a separation circuit, FIGS. 3, 4, 5(a), 5(b) and 6. The figures are explanatory diagrams of the operation of the separation circuit, Figs. 7(a), (b), and (c) and Fig. 8(a).
Nb) (c) is a waveform diagram showing the result of separation processing for an actual example, FIG. 9 is a block diagram of the counting display circuit, FIG. 10 is a diagram explaining the same operation, FIG. 11 is a block diagram of the imbalance rate detection circuit, 12(a) and 12(b) are explanatory diagrams of the balance point detection method, FIG. 13 is the same block diagram, FIG. 14 is an explanatory diagram of the rotation detection state, and FIGS. 15(a), 15(b), and 15. (c) is an explanatory diagram of the same effect. 1 is a rotating shaft, 2 is a detected part, 3 is a sensor, 5 is a separation circuit, 6 is a count display circuit, 11 is a variable cut-off frequency type high-pass filter, 12 is a variable cut-off frequency type low-pass filter, 13 is a first 14 is a second AC/DC converter circuit, 15 is a first differential amplifier, 16 is a second differential amplifier, and 17 is a subtracter. 511I Figure 6 Figure 7

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.高速回転体の側部に非接触状態で配置され高速回転
体の外面に設けられた被検出部を検知するセンサと、こ
のセンサの出力信号から被検出部に対応する主成分と高
速回転体の回転時のアンバランスにより生じるアンバラ
ンス成分とをそれらの周波数成分の相違に基づいて分離
する分離回路と、基準時間当たりの前記出力信号の主成
分を計数して高速回転体の回転数を演算する計数回路と
を備えていることを特徴とする高速回転体の回転検出装
置。
1. A sensor is placed on the side of the high-speed rotating body in a non-contact manner to detect the detected part provided on the outer surface of the high-speed rotating body, and from the output signal of this sensor, the main component corresponding to the detected part and the main component of the high-speed rotating body are detected. a separation circuit that separates unbalanced components caused by unbalance during rotation based on differences in their frequency components; and a separation circuit that calculates the rotational speed of the high-speed rotating body by counting the main component of the output signal per reference time. A rotation detection device for a high-speed rotating body, characterized by comprising a counting circuit.
2.分離回路が、カットオフ周波数可変型のハイパスフ
ィルタ及びローパスフィルタと、これらフィルタの出力
信号が交直変換回路を介して入力されかつこれら両フィ
ルタに対してカットオフ周波数変換信号を出力する第1
の差動アンプと、ハイパスフィルタの出力信号からロー
パスフィルタの出力信号を減算して主成分を出力する第
2の差動アンプとを備えている特許請求の範囲第1項記
載の高速回転体の回転検出装置。
2. The separation circuit includes a high-pass filter and a low-pass filter of variable cutoff frequency type, and a first circuit that receives the output signals of these filters via an AC/DC conversion circuit and outputs a cutoff frequency converted signal to both filters.
and a second differential amplifier that subtracts the output signal of the low-pass filter from the output signal of the high-pass filter and outputs the main component. Rotation detection device.
JP17290285A 1985-08-06 1985-08-06 Detecting device for rotation of high speed rotary body Pending JPS6232368A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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