JPS647338Y2 - - Google Patents

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JPS647338Y2
JPS647338Y2 JP18769680U JP18769680U JPS647338Y2 JP S647338 Y2 JPS647338 Y2 JP S647338Y2 JP 18769680 U JP18769680 U JP 18769680U JP 18769680 U JP18769680 U JP 18769680U JP S647338 Y2 JPS647338 Y2 JP S647338Y2
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resistor
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  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、オーバスケールに対する保護手段を
備えた自動平衡装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a self-balancing device with protection against overscaling.

自動平衡装置においては、過大入力等に対する
オーバスケール保護手段が必要とされる。オーバ
スケール保護手段を有する公知の自動平衡装置の
要部の一例の回路を第1図に示す。第1図におい
て、PBは偏差入力を増幅するパワーブースタ、
BMはサーボモータで、PBとBMの駆動コイルと
の間には直列抵抗Rが接続されている。MSは抵
抗Rの両端に接続されたマイクロスイツチであ
る。このスイツチはサーボモータBMの回転に応
じて移動する指針(図示せず)の位置によつて駆
動されるもので、入力信号が正常値の場合には閉
じて抵抗Rを短絡し、オーバレンジ時にはオフに
なつて抵抗RをサーボモータBMの駆動コイルに
接続し、BMの回転トルクを制限する。これによ
つて、サーボモータBMおよびギヤ等が過大入力
に対して保護される。
In automatic balancing devices, overscale protection means against excessive input and the like are required. FIG. 1 shows a circuit of an example of a main part of a known automatic balancing device having overscale protection means. In Figure 1, PB is a power booster that amplifies the deviation input;
BM is a servo motor, and a series resistor R is connected between PB and the drive coil of BM. MS is a micro switch connected across the resistor R. This switch is driven by the position of a pointer (not shown) that moves according to the rotation of the servo motor BM, and closes when the input signal is a normal value, shorting out the resistor R, and when over-range. When turned off, the resistor R is connected to the drive coil of the servo motor BM, limiting the rotational torque of the BM. This protects the servo motor BM, gears, etc. from excessive input.

このような保護手段をもつ自動平衡装置は従来
より用いられているが、 イ マイクロスイツチMSというメカニカルスイ
ツチを使用しているので、寿命に限界がある。
Automatic balancing devices with such protection measures have been used in the past, but they have a limited lifespan because they use a mechanical switch called a micro switch MS.

ロ 直列抵抗Rをオン・オフしてモータのトルク
の制御をする方式であるので、サーボ系のゲイ
ンが変り、またマイクロスイツチMSがオフの
ときに不感帯が大きくなる、 等の欠点がある。本考案は、従来例が有する上記
のような欠点を改善すべくなされたもので、以下
第2図をもつて本考案の実施例を詳細に説明す
る。
(b) Since this method controls the motor torque by turning on and off the series resistor R, there are drawbacks such as the gain of the servo system changes and the dead zone becomes large when the micro switch MS is off. The present invention has been made to improve the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG. 2.

第2図において、INは入力電圧と後述の帰還
電圧の偏差電圧εが印加される端子、U1は増幅
器A1とスイツチSWおよびこのスイツチを駆動す
る電源OSCとで構成されたチヨツパアンプで、
端子INより印加される偏差電圧はこのチヨツパ
アンプで交流信号に変換される。PBは一対のト
ランジスタQ1,Q2よりなるパワーブースタで、
チヨツパアンプU1の出力電圧は抵抗R1を介して
このブースタに加えられてパワー増幅される。
BMはサーボモータで、その駆動コイルに加えら
れるパワーブースタPBの出力によつて偏差入力
εが零になる方向に回転する。なお、このU1
分は必ずしもチヨツパアンプでなく、直流増幅器
であつてもよい。FVは帰還電圧発生回路で、位
置検出用スライド抵抗器SRと、この抵抗器の両
端に直列に接続された可変抵抗R2,R3よりなり、
直列回路の両端に基準電圧源VRが接続されてい
る。基準電圧源VRの正極側と抵抗R3の接続点は
回路コモンに接続されている。スライド抵抗器
SRのスライドSは前記サーボモータBMの回転
によつて駆動されるもので、そのスライド位置に
応じた電圧E1がこのスライドより取り出される。
電圧E1は帰還電圧として用いられ、E1に対応し
た電圧と入力が電圧との差が偏差信号εとして前
記端子INに印加される。
In FIG. 2, IN is a terminal to which a deviation voltage ε between the input voltage and the feedback voltage described later is applied, and U1 is a chopper amplifier composed of an amplifier A1 , a switch SW, and a power supply OSC that drives this switch.
The deviation voltage applied from terminal IN is converted into an AC signal by this chopper amplifier. PB is a power booster consisting of a pair of transistors Q 1 and Q 2 ,
The output voltage of the chopper amplifier U 1 is applied to this booster via a resistor R 1 for power amplification.
BM is a servo motor, which is rotated in the direction in which the deviation input ε becomes zero by the output of the power booster PB applied to its drive coil. Note that this U1 portion is not necessarily a chipper amplifier and may be a DC amplifier. FV is a feedback voltage generation circuit, which consists of a position detection slide resistor SR and variable resistors R 2 and R 3 connected in series to both ends of this resistor.
A reference voltage source V R is connected to both ends of the series circuit. The connection point between the positive side of the reference voltage source V R and the resistor R 3 is connected to the circuit common. slide resistor
The slide S of the SR is driven by the rotation of the servo motor BM, and a voltage E1 corresponding to the slide position is extracted from this slide.
The voltage E 1 is used as a feedback voltage, and the difference between the voltage corresponding to E 1 and the input voltage is applied to the terminal IN as a deviation signal ε.

U2は増幅器A2と抵抗R4,R5よりなる上限用比
較器で、増幅器A2の入力端には前記帰還電圧
発生回路FVのスライド抵抗器SRと抵抗R2の接
続点に生じる電圧が抵抗R4を介して加えられる
と共に、正の電圧電源+Vが抵抗R5を介して加
えられる。抵抗R4とR5の接続点に生じる電圧を
E3とすると、この電圧はスライド抵抗器SRの100
%側の振り切れ点に対応した設定電圧として用い
られる。U3は増幅器A3と抵抗R6,R7よりなる下
限比限器で、増幅器A3の(−)入力端にはスラ
イド抵抗器SRと抵抗R3の接続点に生じる電圧が
抵抗R6を介して加えられると共に、負の電圧源
V−が抵抗R7を介して加えられる。抵抗R6とR7
の接続点の電圧をE2とすると、この電圧はスラ
イド抵抗器SRの0%側の振り切れ点に対応した
設定電圧として用いられる。増幅器A2の(−)
入力端とA3の(+)入力端にはスライド抵抗器
SRのスライドSの位置に応じて得られる電圧E1
が加えられている。比較器U2とU3は電圧E1と設
定電圧E2,E3の大きさを比較し、その比較結果
に応じて比較器U2とU3は次の出力を生じる。
U 2 is an upper limit comparator consisting of amplifier A 2 and resistors R 4 and R 5 , and the input terminal of amplifier A 2 receives the voltage generated at the connection point between slide resistor SR and resistor R 2 of the feedback voltage generating circuit FV. is applied through resistor R 4 and the positive voltage supply +V is applied through resistor R 5 . The voltage generated at the connection point of resistors R 4 and R 5 is
Assuming E 3 , this voltage is 100
It is used as a set voltage corresponding to the cut-off point on the % side. U3 is a lower limit ratio limiter consisting of amplifier A3 and resistors R6 and R7 , and the voltage generated at the connection point of slide resistor SR and resistor R3 is connected to resistor R6 at the (-) input terminal of amplifier A3. and a negative voltage source V- is applied through resistor R7 . Resistors R 6 and R 7
Assuming that the voltage at the connection point is E2 , this voltage is used as a set voltage corresponding to the break-off point on the 0% side of the slide resistor SR. Amplifier A 2 (-)
Slide resistor at the input end and the (+) input end of A3
Voltage E 1 obtained depending on the position of slide S of SR
has been added. Comparators U 2 and U 3 compare the magnitudes of voltage E 1 and set voltages E 2 and E 3 , and depending on the comparison result, comparators U 2 and U 3 produce the following outputs.

E1<E3のとき……… U2の出力+V U3の出力V− E2<E1のとき……… U2の出力V− U3の出力+V E3<E1<E2のとき… U2の出力V− U3の出力V− ORはオア回路で、ダイオードD1,D2と抵抗R8
および電圧源V−とで構成されている。ダイオー
ドD1,D2は互に同極で、その一極は前記比較器
U2,U3を構成する増幅器A2,A3の出力端にそれ
ぞれ接続され、他極は出力点Pに共通に接続さ
れ、この出力点Pは抵抗R8を介して電圧源V−
に接続されている。このオア回路における出力点
Pの電位は、比較器U2,U3の出力に応じて次の
如く+V、又はV−となる。
When E 1 < E 3 ...... Output of U 2 + V Output of U 3 - When E 2 < E 1 ...... Output of U 2 - Output of U 3 + V E 3 < E 1 < E 2 When... Output V of U 2 - Output V of U 3 OR is an OR circuit, with diodes D 1 and D 2 and resistor R 8
and a voltage source V-. The diodes D 1 and D 2 have the same polarity, and one pole is connected to the comparator.
They are connected to the output terminals of amplifiers A 2 and A 3 constituting U 2 and U 3, respectively, and the other poles are commonly connected to an output point P, which is connected to a voltage source V- through a resistor R 8 .
It is connected to the. The potential at the output point P in this OR circuit becomes +V or V- according to the outputs of the comparators U 2 and U 3 as follows.

U2とU3の出力のいずれか一方が+Vのとき ………P点の電位 +V U2とU3の出力が共にV−のとき ………P点の電位 V− LMはトランジスタQ3〜Q5、ツエナーダイオー
ドDz1,Dz2およびダイオードD3,D4よりなる電
圧リミツタである。前記オア回路ORの出力点P
は抵抗R9を介してトランジスタQ3とQ5のベース
電極に接続され、Q3のコレクタはQ4のベース電
極に接続されると共に、抵抗R10を介して電圧V
−に接続されている。トランジスタQ4のコレク
タ電極はツエナーダイオードDz1とダイオードD3
の直列回路を介して、またトランジスタQ5のコ
レクタ電極はツエナーダイオードDz2とダイオー
ドD4の直列回路を介してそれぞれ前記チヨツパ
アンプU1の出力をパワー増幅するパワーブース
タPBの入力端P1に接続されている。各トランジ
スタQ3〜Q5のエミツタ電極はそれぞれコモンに
接続されている。この電圧リミツタLMにおいて
は前記オア回路ORの出力点Pの電位が+Vにな
るとトランジスタQ4とQ5がオンになり、その結
果パワーブースタPBの入力端の電圧がツエナー
ダイオードDz1,Dz2のツエナー電圧にクリツプ
されるようになつている。なお、ダイオードD3
D4はトランジスタQ4,Q5のベース電流を阻止す
るために設けたものである。このような構成の本
考案装置の動作を説明すると次の如くなる。
When one of the outputs of U 2 and U 3 is +V, the potential at point P is +V. When the outputs of U 2 and U 3 are both V-, the potential at point P is V-. LM is the transistor Q 3 . ~Q 5 is a voltage limiter consisting of Zener diodes Dz 1 and Dz 2 and diodes D 3 and D 4 . Output point P of the OR circuit OR
is connected to the base electrodes of transistors Q 3 and Q 5 through a resistor R 9 , the collector of Q 3 is connected to the base electrode of Q 4 , and the voltage V is connected through a resistor R 10 .
– is connected to. The collector electrode of the transistor Q 4 is a Zener diode Dz 1 and a diode D 3
The collector electrode of the transistor Q 5 is connected to the input terminal P 1 of the power booster PB for power amplifying the output of the chip amplifier U 1 through the series circuit of the Zener diode Dz 2 and the diode D 4 , respectively. has been done. The emitter electrodes of each transistor Q 3 to Q 5 are connected to a common. In this voltage limiter LM, when the potential at the output point P of the OR circuit OR becomes +V, the transistors Q 4 and Q 5 turn on, and as a result, the voltage at the input terminal of the power booster PB increases to the level of the Zener diodes Dz 1 and Dz 2 . It is now clipped to the Zener voltage. Note that the diode D 3 ,
D4 is provided to block the base current of transistors Q4 and Q5 . The operation of the device of the present invention having such a configuration will be explained as follows.

端子INより印加された偏差入力εはチヨツパ
アンプU1で交流信号に変換されたのちパワーブ
ースタPBでパワー増幅され、サーボモータBM
に加えられる。サーボモータBMの回転は偏差入
力εが零になるように位置検出スライド抵抗器
SRのスライドSを移動させる。スライドSより
取り出された電圧E1は上、下限比較器U2とU3
加えられて上、下限設定電圧E3,E2とそれぞれ
比較される。E1がE2とE3の範囲内にあるとき、
上、下限比較器U2,U3の出力電圧は前記したよ
うにV−となり、オア回路ORの出力点Pの電位
はV−となる。その結果、電圧リミツタLMのト
ランジスタQ4,Q5はオフとなつてこのLM回路は
動作せず、その結果、サーボ系は通常の動作を行
う。次に、なんらかの原因で偏差入力εが測定可
能な範囲の0〜100%を越えてオーバスケール状
態になり、位置検出スライドSによつて得られる
電圧E1と上限設定電圧E3との関係がE1<E3にな
ると、前記したように比較器U2の出力は+V
となる。またE1と下限設定電圧E2との関係がE2
<E1になると比較器U3の出力は同様に+Vと
なる。その結果、上記2つのいずれの状態におい
てもオア回路ORの出力点Pの電位は+Vとな
つて電圧リミツタLMのトランジスタQ4とQ5がオ
ンになる。Q4,Q5がオンになり、かつ、パワー
ブースタPBに印加される電圧がツエナーダイオ
ードDz1,Dz2のツエナー電圧より高ければDz1
Dz2はそれぞれオンとなる。その結果、パワーブ
ースタPBの入力端P1の電圧はツエナーダイオー
ドDz1,Dz2のツエナー電圧にクリツプされる。
これによりサーボモータBMの回転トルクは低い
一定値に押えられ、BMの焼損、或はギヤー、プ
ーリ等の摩耗が防がれる。
The deviation input ε applied from the terminal IN is converted into an AC signal by the chip amplifier U1 , and then the power is amplified by the power booster PB, and the power is amplified by the servo motor BM.
added to. The rotation of the servo motor BM is controlled by a position detection slide resistor so that the deviation input ε becomes zero.
Move slide S of SR. The voltage E 1 taken out from the slide S is applied to upper and lower limit comparators U 2 and U 3 and compared with upper and lower limit set voltages E 3 and E 2 , respectively. When E 1 is within the range of E 2 and E 3 ,
The output voltages of the upper and lower limit comparators U 2 and U 3 are V- as described above, and the potential of the output point P of the OR circuit OR is V-. As a result, transistors Q 4 and Q 5 of the voltage limiter LM are turned off and this LM circuit does not operate, and as a result, the servo system operates normally. Next, for some reason, the deviation input ε exceeds the measurable range of 0 to 100% and becomes overscaled, and the relationship between the voltage E 1 obtained by the position detection slide S and the upper limit setting voltage E 3 changes. When E 1 < E 3 , the output of comparator U 2 is +V as mentioned above.
becomes. Also, the relationship between E 1 and lower limit setting voltage E 2 is E 2
When <E 1 , the output of comparator U 3 becomes +V as well. As a result, in either of the above two states, the potential at the output point P of the OR circuit OR becomes +V, and the transistors Q4 and Q5 of the voltage limiter LM are turned on. If Q 4 and Q 5 are turned on and the voltage applied to the power booster PB is higher than the Zener voltage of the Zener diodes Dz 1 and Dz 2 , Dz 1 ,
Dz 2 are each turned on. As a result, the voltage at the input terminal P1 of the power booster PB is clipped to the Zener voltage of the Zener diodes Dz1 and Dz2 .
As a result, the rotational torque of the servo motor BM is suppressed to a low constant value, thereby preventing burnout of the BM or wear of gears, pulleys, etc.

なお、本考案の装置においては、測定可能な範
囲内の入力値であれば例えオアー回路ORの出力
点Pの電位が(+)になつても、チヨツパアンプ
U1の出力がツエナーダイオードDz1,Dz2のツエ
ナー電圧より小さければ、Dz1,Dz2はオフ状態
のままであるので、電圧リミツタLMがない場合
と同様な動作を行なう。すなわち、不感帯は増加
しない特徴がある。
In addition, in the device of the present invention, if the input value is within the measurable range, even if the potential at the output point P of the OR circuit OR becomes (+), the chip amplifier
If the output of U 1 is smaller than the Zener voltage of the Zener diodes Dz 1 and Dz 2 , Dz 1 and Dz 2 remain in the off state, so the operation is similar to the case without the voltage limiter LM. In other words, there is a characteristic that the dead zone does not increase.

以上の如く本考案においては、ツエナーダイオ
ードを用いてパワーブースタの入力端の電圧をク
リツプするように構成したので、従来のメカニカ
ルスイツチを用いた保護手段に比較して長期間高
信頼性が期待でき、またバランス可能な入力値で
リミツト電圧の範囲ではサーボ系のゲインは不変
であり、かつ不感帯も小さくならない等の特徴を
有するオーバスケール保護手段を備えた自動平衡
装置を得ることができる。
As described above, the present invention uses a Zener diode to clip the voltage at the input terminal of the power booster, so it can be expected to have high reliability over a long period of time compared to conventional protection methods using mechanical switches. Further, it is possible to obtain an automatic balancing device equipped with an overscale protection means, which has the characteristics that the gain of the servo system remains unchanged in the range of the limit voltage with input values that can be balanced, and the dead zone does not become small.

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

第1図は従来装置の要部の接続図、第2図は本
考案装置の一実施例を示す電気的接続図である。 PB……パワーブースタ、BM……サーボモー
タ、SV……帰還電圧発生回路、S……位置検出
スライド、U2,U3……比較器、OR……オア回
路、LM……電圧リミツタ、Dz1,Dz2……ツエナ
ーダイオード。
FIG. 1 is a connection diagram of the main parts of a conventional device, and FIG. 2 is an electrical connection diagram showing an embodiment of the device of the present invention. PB...Power booster, BM...Servo motor, SV...Feedback voltage generation circuit, S...Position detection slide, U2 , U3 ...Comparator, OR...OR circuit, LM...Voltage limiter, Dz 1 , Dz 2 ... Zener diode.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 入力信号と位置検出スライドのスライド位置に
応じて得られる帰還電圧との偏差電圧がパワーブ
ースタを介して与えられるサーボモータ、前記位
置検出スライドより得られる電圧と予め設定され
た上、下限値に対応した設定電圧とを比較する上
限比較器と下限比較器、この上限比較器と下限比
較器の出力端に接続されたオア回路、このオア回
路の出力点の電位によつてその導通が制御される
トランジスタおよびこのトランジスタと前記パワ
ーブースタの入力端との間に接続されオーバスケ
ール時に前記パワーブースタへの印加電圧をクリ
ツプするツエナーダイオードよりなる電圧リミツ
タを具備した自動平衡装置。
The deviation voltage between the input signal and the feedback voltage obtained according to the slide position of the position detection slide is applied to the servo motor via a power booster, and the voltage obtained from the position detection slide corresponds to the upper and lower limit values set in advance. An upper limit comparator and a lower limit comparator that compare the set voltage with the set voltage, an OR circuit connected to the output terminals of the upper limit comparator and the lower limit comparator, and their conduction is controlled by the potential at the output point of this OR circuit. An automatic balancing device comprising a voltage limiter consisting of a transistor and a Zener diode connected between the transistor and the input end of the power booster for clipping the voltage applied to the power booster in the event of overscaling.
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JPS57112251U JPS57112251U (en) 1982-07-12
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