KR101248132B1 - 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

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문우성
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Abstract

본 발명은 수평으로 회전하는 회전축에 1축 가속도 센서를 부착하여 중력방향의 변화를 측정하여 회전속도를 계산하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 방법에 관한 것으로, 회전축에 부착된 1축 가속도 센서로부터 측정 신호가 수신되면 신호 처리 프로세서에서 중력의 방향에 따른 신호의 파형을 측정하는 단계;상기 측정된 입력값을 극소값과 비교하여, 입력값이 극소값보다 작으면 극소값을 갱신하고 제 1 신호 주기 측정값을 산출하는 단계;상기 측정된 입력값을 극대값과 비교하여, 입력값이 극대값보다 크면 극대값을 갱신하고 제 2 신호 주기 측정값을 산출하는 단계;상기 산출된 제 1,2 신호 주기 측정값의 발생 주기를 산출하여 상기 회전축의 회전 주기(T)를 구하는 단계;상기 회전 주기(T) 산출이 완료되면 회전속도(ω)=2π/T를 이용하여 회전 주기에서 회전 속도를 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법{System and Method for Measuring of rotative velocity for a shaft using an 1-dimensional acceleration sensor}
본 발명은 외부의 장치 없이 회전축에 장착된 장치만으로 회전체의 회전속도를 측정할 수 있도록 한 것으로, 구체적으로 지면에 수직으로 회전하는 회전축에 1축 가속도 센서를 부착하여 중력방향의 변화를 측정하여 회전속도를 계산하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일상 생활 속에서 가장 간단하게 회전속도를 측정하는 방법은 회전하는 물체 표면에 보이는 표식을 기준 삼아 일정 시간 동안 회전수를 세는 방법일 것이다. 이 방법은 보다 정확한 회전속도의 측정에서도 동일하게 적용되어 사용되는 방법인데, 기본적으로는 계수기의 원리와 동일하다.
회전속도를 측정하는 다른 방법은 회전체에 의해 발생하는 신호 간격 사이의 시간을 측정하여 회전속도를 측정하는 방법이 있다.
두 방법 모두 시간측정과 회전에 의해 발생하는 신호를 세는 방법을 사용하는데 차이점은 시간을 고정한 후 회전 신호의 수를 세던지 아니면 회전에 의해 발생하는 신호 사이의 시간 간격을 측정하는 점이 서로 다를 뿐이다.
이와 같이 회전속도의 측정에는 필수적으로 시간을 측정하는 방법과 회전에서 발생하는 신호를 세는 방법이 동시에 필요한데, 이 2 가지 방법 모두 근본적으로는 수를 세는 방법에 속하는 측정법이다.
그리고 진동, 기울기, 이동 거리, 이동 방향을 검출하는 방법으로서 가속도 센서가 널리 사용되고 있다. 가속도 센서는 가속도에 의해서 생기는 힘을 전압 등의 전기적인 값으로 변환하여 검출하고 있다.
도 1은 종래 기술에서 관성 센싱 장치 신호의 연산 및 오차 보정을 위한 구성 블록도이다.
레이트 테이블(rate table)과 같은 회전 물체를 구비하는 관성 센싱 장치에 있어서, 회전 물체의 중심으로부터 소정의 거리에 위치하며 x축 가속도 신호를 검출하기 위한 x축 가속도 센서부와, 회전 물체의 중심으로부터 소정의 거리에 위치하고 x축 가속도 센서부와 수직으로 배치되는 y축 가속도 신호를 검출하기 위한 y축 가속도 센서부와, x축 가속도 센서부 및 y축 가속도 센서부에서 검출되는 신호를 이용하여 z축 각속도 신호를 연산하는 z축 각속도 연산부를 구비한다.
또한, 본 발명의 관성 센싱 장치를 구성하는 x축 가속도 센서부 및 y축 가속도 센서부에서 검출되는 신호는 x축 가속도 센서부 및 y축 가속도 센서부를 수직으로 회전 물체에 배치할 때 발생하는 얼라인먼트 오차(θ)를 보상하도록 보정된다.
그러나 이와 같은 종래 기술의 가속도 센서를 이용한 회전 속도 측정 방법에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다.
가속도 센서의 출력은 작기 때문에 그 출력을 증폭기를 통해 증폭하고 증폭 후의 출력의 감도 및 영점의 교정도 필요하므로 증폭 및 보정 장치가 필수적으로 구비되어야 한다.
이 경우에는 교정 파라미터, 교정의 계산식을 기억함과 동시에, 그 파라미터 및 교정 계산식을 사용하여 데이터 처리를 하는 등의 연산량이 증가하는 문제가 있다.
또한, 종래 기술에서는 회전체의 회전 속도를 측정하기 위해서는 2축 또는 3축 가속도 센서를 사용하는데, 이 경우에는 전력 소모가 많으며, 물리적으로 복잡한 어려움이 있다.
특히, 다축 관성 센싱 장치에서는 x,y,z축 가속도 센서와 x,y,z축 각속도 센서가 각각 내장되어야 하므로, 소형화가 매우 어렵고 장치가 복잡하여지고 생산 원가 또한 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 회전체의 회전 속도 측정 방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 외부의 장치 없이 회전축에 장착된 장치만으로 회전체의 회전속도를 측정할 수 있도록 한 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 지면에 수직으로 회전하는 회전축에 1축 가속도 센서를 부착하여 중력방향의 변화를 측정하여 회전속도를 계산하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템은 회전축에 부착된 1축 가속도 센서로부터 측정 신호가 수신되면 중력의 방향에 따른 신호의 파형을 측정하는 신호 파형 측정부;상기 신호 파형 측정부에서 측정된 입력값을 극소값과 비교하여 상승 신호 경계값을 산출하는 상승 신호 경계값 산출부;상기 신호 파형 측정부에서 측정된 입력값을 극대값과 비교하여 하강 신호 경계값을 산출하는 하강 신호 경계값 산출부;상기 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값의 발생 주기를 기준으로 회전축의 회전 주기(T)를 산출하는 회전 주기 산출부;상기 회전 주기(T) 산출이 완료되면 회전속도(ω)=2π/T를 이용하여 회전 주기에서 회전 속도를 구하는 회전 속도 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회전 주기 산출부는 회전축의 회전 주기(T)를,제 1 하강 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 하강 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 하강 신호 경계값 기준 방법 또는,제 1 상승 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 상승 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 상승 신호 경계값 기준 방법 또는,상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하거나, 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하는 평균값 산출 방법 또는,상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기와 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기를 교대로 사용하는 교번 주기 설정 방법들 중의 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 방법은 회전축에 부착된 1축 가속도 센서로부터 측정 신호가 수신되면 신호 처리 프로세서에서 중력의 방향에 따른 신호의 파형을 측정하는 단계;상기 측정된 입력값을 극소값과 비교하여, 입력값이 극소값보다 작으면 극소값을 갱신하고 상승 신호 경계값을 산출하는 단계;상기 측정된 입력값을 극대값과 비교하여, 입력값이 극대값보다 크면 극대값을 갱신하고 하강 신호 경계값을 산출하는 단계;상기 산출된 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값 발생 시점을 기준으로 상기 회전축의 회전 주기(T)를 구하는 단계;상기 회전 주기(T) 산출이 완료되면 회전속도(ω)=2π/T를 이용하여 회전 주기에서 회전 속도를 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 상승 신호 경계값은 갱신된 극소값에 일정값을 더하여 구하고, 하강 신호 경계값은 갱신된 극대값에서 일정값을 빼서 구하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 극대값에서 빼는 일정값 및 극소값에 더하는 일정값은 미리 설정되는 것으로, 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값이 극대값과 극소값 사이에 위치되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 회전축의 회전 주기(T)를 구하는 단계에서, 제 1 하강 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 하강 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 하강 신호 경계값 기준 방법 또는,제 1 상승 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 상승 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 상승 신호 경계값 기준 방법 또는,상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하거나, 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하는 평균값 산출 방법 또는,상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기와 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기를 교대로 사용하는 교번 주기 설정 방법들 중의 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 외부 장치를 사용하지 않고 회전축의 회전속도를 측정할 수 있다.
둘째, 대형 선박, 풍력발전기 등 회전축의 표면에 센서 등을 부착하여야 하는 경우, 별도의 회전속도 측정 장비 없이 동시에 회전 속도를 측정할 수 있다.
셋째, 회전하는 회전축에 1축 가속도 센서를 부착하여 중력방향의 변화를 측정하여 회전속도를 계산하므로 2개 이상의 센서를 이용하는 방법에 비하여 연산량을 감소시킬 수 있다.
넷째, 1축 가속도 센서만을 이용하여 회전 속도를 측정하므로 전력 소모를 줄일 수 있고, 시스템 구성이 용이하다.
다섯째, 극소값, 극대값을 이용하므로 구심력에 의한 영향을 받지 않으며, 극소값, 극대값에서 일정 값을 더하고 뺀 값을 이용하여 주기를 측정하므로 외란에 의해 오차가 발생하는 것을 억제하여 정확한 회전 속도 측정이 가능하다.
도 1은 종래 기술에서 관성 센싱 장치 신호의 연산 및 오차 보정을 위한 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정을 위한 구성도
도 3은 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정을 위한 히스테리시스 그래프
도 4a는 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템의 구성도
도 4b는 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정을 위한 플로우 차트
이하, 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정을 위한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정을 위한 히스테리시스 그래프이다.
본 발명은 외부의 장치 없이 회전축에 장착된 장치만으로 회전체의 회전속도를 측정할 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 회전체의 회전 속도 측정 시스템은 도 2에서와 같이, 1축 가속도 센서(200)를 회전축(100)에 부착하고, 회전축(100)에 부착된 가속도센서(200)로부터 받은 센싱 신호를 A/D 변환하는 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter)(도시하지 않음) 및 회전 속도 산출을 위한 신호처리를 하는 프로세서(도시하지 않음)를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템은 외란이나 구심력 등에 의한 오차가 발생할 수 있는 가속도센서(200)의 센싱 신호에서 주기를 측정하기 위하여, 하강 신호 경계값 및 상승 신호 경계값을 히스테리시스로 활용하여 주기를 측정한다.
여기서, 하강 신호 경계값은 극대값에서 일정 값을 뺀 것이고, 상승 신호 경계값은 극소값에 일정 값을 더한 것이다.
즉, 도 2에서와 같이 회전하는 회전축(100)의 표면에 1축 가속도 센서(200)를 부착하여 중력의 방향에 따른 신호의 파형을 측정한다.
회전하는 회전축의 중력, 구심력, 외란을 고려한 신호의 파형은 도 3에서와 같고, ①은 가속도센서 신호의 극대값, ②는 가속도센서 신호의 극소값을 나타낸다.
그리고 ③은 가속도센서 신호의 극대값①에서 일정값을 뺀 하강 신호 경계값이고, ④는 가속도센서 신호의 극소값②에 일정값을 더한 상승 신호 경계값이다.
여기서, 극대값①에서 일정값을 빼고, 극소값②에서 일정값을 더하여 하강 신호 경계값 및 상승 신호 경계값을 구하는 이유는 극대값① 및 극소값②을 사용하는 경우에는 외란이나 구심력 등 오차가 발생하여 신호의 주기를 정확하게 측정하기 어렵기 때문이다.
여기서, 일정값은 미리 설정되는 것으로, 하강 신호 경계값 및 상승 신호 경계값이 극대값①과 극소값② 사이에 위치되도록 설정한다.
이와 같이, 신호의 주기를 측정하기 위하여 ③과 ④가 발생하는 주기를 측정하며, 매 주기마다 극대값과 극소값의 값은 초기화하여 다시 측정한다.
그리고 측정된 주기를 이용하여 회전축의 회전속도를 구한다. 회전주기에서 회전속도를 구하는 것은, 회전속도(ω)=2π/T의 공식으로 회전 주기에서 회전 속도를 구한다.
여기서, 주기를 측정하는 방법은, 도 3의 제 1 하강 신호 경계값(③) 지점부터 그 이후의 제 2 하강 신호 경계값(⑤) 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 하강 신호 경계값 기준 방법과, 제 1 상승 신호 경계값(④) 지점부터 그 이후의 제 2 상승 신호 경계값(⑥) 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 상승 신호 경계값 기준 방법과, 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하거나, 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하는 평균값 산출 방법과, 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기와 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기를 교대로 사용하는 교번 주기 설정 방법들 중의 어느 하나를 적용할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법은 지면에 수직으로 회전하는 회전축에 가속도 센서를 부착하여 중력방향의 변화를 측정하여 회전속도를 계산하는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4a는 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템의 구성도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정을 위한 플로우 차트이다.
구체적으로, 도 4a에서와 같이, 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템은 회전축에 부착되어 가속도 센싱 신호를 출력하는 가속도 센서(41)와 신호 처리 모듈로 크게 구성되는데, 신호 처리 모듈은 회전축에 부착된 1축 가속도 센서(41)로부터 측정 신호가 수신되면 중력의 방향에 따른 신호의 파형을 측정하는 신호 파형 측정부(42)와, 신호 파형 측정부(42)에서 측정된 입력값을 극소값과 비교하여 상승 신호 경계값을 산출하는 상승 신호 경계값 산출부(43)와, 신호 파형 측정부(42)에서 측정된 입력값을 극대값과 비교하여 하강 신호 경계값을 산출하는 하강 신호 경계값 산출부(44)와, 상기 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값의 발생 주기를 기준으로 회전축의 회전 주기(T)를 산출하는 회전 주기 산출부(45)와, 상기 회전 주기(T) 산출이 완료되면 회전속도(ω)=2π/T를 이용하여 회전 주기에서 회전 속도를 구하는 회전 속도 산출부(46)를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 방법은 도 4b에서와 같이, 1축 가속도 센서(200)로부터 측정 신호를 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter) 및 신호처리를 하는 프로세서를 포함하는 신호 처리 모듈에서 수신한다.(S401)
이어, 시스템의 상태에 따라 상승중이면 하강 신호를 검출하는 동작을, 하강중이면 상승 신호를 검출하기 위한 동작을 수행한다.(S402)
시스템의 상태가 하강중이라면, 입력값이 극소값보다 작으면(S403), 극소값을 갱신하고(S404), 갱신된 극소값을 바탕으로 계산된 상승 신호 경계값을 기준으로 상승 신호를 검출하고(S405), 회전축 회전에 따른 신호 파형의 현재 상태를 상승중으로 인식한다.(S406)
여기서, 상승 신호 경계값은 갱신된 극소값에 일정값을 더하여 구하는 것이다.
만약, 상기 S402 단계에서 시스템의 상태가 상승중이라면, 측정된 입력값을 극대값과 비교하여 입력값이 극대값보다 크면(S407) 극대값을 갱신하고(S408), 갱신된 극대값을 바탕으로 계산된 하강 신호 경계값을 검출하고(S409), 회전축 회전에 따른 신호 파형의 현재 상태를 하강중으로 인식한다.(S410)
여기서, 하강 신호 경계값은 갱신된 극대값에서 일정값을 빼서 구하는 것이다.
그리고 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값이 구해지면, 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값 발생 시점을 기준으로 회전축의 회전 주기를 산출하고(S411), 회전속도(ω)=2π/T의 공식으로 회전 주기에서 회전 속도를 구하여 회전 속도를 갱신하고(S412) 극대값,극소값을 초기화하고(S413) 구해진 회전 속도값을 출력한다.(S414)
마찬가지로, 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값 발생 시점을 기준으로 회전축의 회전 주기를 산출하는 단계에서, 주기를 측정하는 방법은 도 3의 제 1 하강 신호 경계값(③) 지점부터 그 이후의 제 2 하강 신호 경계값(⑤) 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 하강 신호 경계값 기준 방법과, 제 1 상승 신호 경계값(④) 지점부터 그 이후의 제 2 상승 신호 경계값(⑥) 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 상승 신호 경계값 기준 방법과, 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하거나, 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하는 평균값 산출 방법과, 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기와 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기를 교대로 사용하는 교번 주기 설정 방법들 중의 어느 하나를 적용할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템 및 방법은 구심력을 측정하여 회전속도를 측정하는 것이 아니고, 중력 방향변화의 주기를 측정하여 회전주기로서 회전속도를 측정하는 것이다.
따라서, 수평으로 회전하는 회전축에 1축 가속도 센서를 부착하여 중력방향의 변화를 측정하여 회전속도를 계산하므로 연산량을 감소시킬 수 있고, 외란이나 구심력 등에 의해 오차가 발생하는 것을 억제하여 정밀한 회전 속도 측정이 가능하도록 한다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 회전축 200. 가속도 센서

Claims (6)

  1. 회전축에 부착된 1축 가속도 센서로부터 측정 신호가 수신되면 중력의 방향에 따른 신호의 파형을 측정하는 신호 파형 측정부;
    상기 신호 파형 측정부에서 측정된 입력값을 극소값과 비교하여 상승 신호 경계값을 산출하는 상승 신호 경계값 산출부;
    상기 신호 파형 측정부에서 측정된 입력값을 극대값과 비교하여 하강 신호 경계값을 산출하는 하강 신호 경계값 산출부;
    상기 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값의 발생 주기를 기준으로 회전축의 회전 주기(T)를 산출하는 회전 주기 산출부;
    상기 회전 주기(T) 산출이 완료되면 회전속도(ω)=2π/T를 이용하여 회전 주기에서 회전 속도를 구하는 회전 속도 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 주기 산출부는 회전축의 회전 주기(T)를,
    제 1 하강 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 하강 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 하강 신호 경계값 기준 방법 또는,
    제 1 상승 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 상승 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 상승 신호 경계값 기준 방법 또는,
    상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하거나, 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하는 평균값 산출 방법 또는,
    상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기와 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기를 교대로 사용하는 교번 주기 설정 방법들 중의 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 시스템.
  3. 회전축에 부착된 1축 가속도 센서로부터 측정 신호가 수신되면 신호 처리 프로세서에서 중력의 방향에 따른 신호의 파형을 측정하는 단계;
    상기 측정된 입력값을 극소값과 비교하여, 입력값이 극소값보다 작으면 극소값을 갱신하고 상승 신호 경계값을 산출하는 단계;
    상기 측정된 입력값을 극대값과 비교하여, 입력값이 극대값보다 크면 극대값을 갱신하고 하강 신호 경계값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값 발생 시점을 기준으로 상기 회전축의 회전 주기(T)를 구하는 단계;
    상기 회전 주기(T) 산출이 완료되면 회전속도(ω)=2π/T를 이용하여 회전 주기에서 회전 속도를 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 상승 신호 경계값은 갱신된 극소값에 일정값을 더하여 구하고, 하강 신호 경계값은 갱신된 극대값에서 일정값을 빼서 구하는 것을 특징으로 하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 극대값에서 빼는 일정값 및 극소값에 더하는 일정값은 미리 설정되는 것으로, 상승 신호 경계값 및 하강 신호 경계값이 극대값과 극소값 사이에 위치되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 회전축의 회전 주기(T)를 구하는 단계에서,
    제 1 하강 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 하강 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 하강 신호 경계값 기준 방법 또는,
    제 1 상승 신호 경계값 지점부터 그 이후의 제 2 상승 신호 경계값 지점까지의 구간을 하나의 측정 주기로 하는 상승 신호 경계값 기준 방법 또는,
    상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하거나, 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 1 주기와 그 이후의 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 제 2 주기를 평균하여 구해진 주기를 측정 주기로 하는 평균값 산출 방법 또는,
    상기 하강 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기와 상승 신호 경계값 기준 방법으로 구해지는 주기를 교대로 사용하는 교번 주기 설정 방법들 중의 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 1축 가속도센서를 이용한 회전축의 회전속도 측정 방법.
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JP2005283481A (ja) 2004-03-30 2005-10-13 Denso Corp センサシステム

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