JPH0157306B2 - - Google Patents
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- JPH0157306B2 JPH0157306B2 JP56001073A JP107381A JPH0157306B2 JP H0157306 B2 JPH0157306 B2 JP H0157306B2 JP 56001073 A JP56001073 A JP 56001073A JP 107381 A JP107381 A JP 107381A JP H0157306 B2 JPH0157306 B2 JP H0157306B2
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- circuit
- frequency
- excitation
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/16—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal
- G01P15/165—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal for measuring angular accelerations
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は回転加速度計に関する。[Detailed description of the invention] This invention relates to rotational accelerometers.
従来の回転加速度計は、液体の慣性を利用して
角加速度をアナログ的に求めるものであり、検出
分解能及び検出範囲に限界があつた。この発明
は、高分解能かつ広域で回転加速度検出の可能な
回転加速度計を提供することを目的とする。この
目的は、複数の励磁極及び1次巻線と2次巻線を
具備するステータと、このステータの各励磁極を
通る磁路のリラクタンスを回転角度に応じて変化
させる形状を成したロータとを有する可変磁気抵
抗型の回転検出器を使用し、ステータの励磁極を
位相のずれた複数の交流信号によつて各別に励磁
することにより、2次巻線側に誘起される交流信
号においてロータの回転速度に応じた周波数偏移
を生じさせ、この周波数偏移にもとづいて回転速
度を時々刻々と検出し、検出した回転速度の所定
時間当りの変化分を計算することにより回転加速
度を検出するようにした回転加速度計によつて達
成される。 Conventional rotational accelerometers use the inertia of liquid to determine angular acceleration in an analog manner, and have limits in detection resolution and detection range. An object of the present invention is to provide a rotational accelerometer capable of detecting rotational acceleration with high resolution and over a wide area. This purpose consists of a stator that includes a plurality of excitation poles, a primary winding, and a secondary winding, and a rotor that has a shape that changes the reluctance of the magnetic path passing through each excitation pole of the stator in accordance with the rotation angle. By using a variable magnetic resistance type rotation detector with The rotational acceleration is detected by generating a frequency deviation according to the rotational speed of the motor, detecting the rotational speed moment by moment based on this frequency deviation, and calculating the change in the detected rotational speed per predetermined time. This is achieved using a rotational accelerometer.
以下この発明の実施例を添付図面を参照して詳
細に説明しよう。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図に示す回転検出器12において、ステー
タ(鉄心)1は4つの励磁極A,B,C,Dを円
周方向に90度の間隔で配して成るもので、半径方
向で対向する2つの励磁極A及びCが1つの対を
成し、励磁極B及びDがもう1つの対を成してい
る。励磁極対A及びC(またはB及びD)には、
1次巻線2A及び2C(または2B及び2D)が
差動的に巻回されている。すなわち、各磁極A,
B,C,Dにおいて端部に向う磁束の方向を正相
とすると、各巻線A及びC(またはB及びD)に
よつて生じる磁束が互いに逆相となるように巻回
されている。詳しくは、1次巻線2Aによつて極
Aに矢印xに示すように極端部から出る方向に磁
束が生ぜしめられるとき、それと対を成す極Cに
は1次巻線2Cによつて矢印に示すように極端
部に入る方向に磁束が生ぜしめられるように、1
次巻線2A及び2Cが差動的に巻回される。これ
により、励磁極対A及びCには、ステータ1の中
心空間に配されたロータ(鉄心)3を介して同方
向の磁束の流れが形成される。もう一方の励磁極
対B及びDに関しても同様に1次巻線2B及び2
Dが巻回されている。このように、励磁極対A及
びC(またはB及びD)に1次巻線を差動的に巻
回する理由は、後述のように各励磁極対A及びC
あるいはB及びDが異なる交流信号によつて励磁
されるためであり、同一の交流信号によつて励磁
される極同士(AとCあるいはBとD)で磁束の
流れを保証するためである。 In the rotation detector 12 shown in Fig. 1, the stator (iron core) 1 is composed of four excitation poles A, B, C, and D arranged at 90 degree intervals in the circumferential direction, and are opposed in the radial direction. The two excitation poles A and C form one pair, and the excitation poles B and D form another pair. For the excitation pole pair A and C (or B and D),
Primary windings 2A and 2C (or 2B and 2D) are wound differentially. That is, each magnetic pole A,
Assuming that the direction of the magnetic flux toward the ends in B, C, and D is in positive phase, the windings A and C (or B and D) are wound so that the magnetic fluxes generated by each winding are in opposite phases to each other. Specifically, when the primary winding 2A generates a magnetic flux at the pole A in the direction of exiting from the extreme end as shown by the arrow 1 so that magnetic flux is generated in the direction of entering the extreme part as shown in
The next windings 2A and 2C are wound differentially. As a result, magnetic flux flows in the same direction in the excitation pole pair A and C via the rotor (iron core) 3 arranged in the central space of the stator 1. Similarly, for the other excitation pole pair B and D, the primary windings 2B and 2
D is wound. The reason why the primary winding is differentially wound around the excitation pole pair A and C (or B and D) is that each excitation pole pair A and C
Alternatively, this is because B and D are excited by different AC signals, and this is to ensure the flow of magnetic flux between poles (A and C or B and D) that are excited by the same AC signal.
各励磁極A〜Dの端部に対して適宜のギヤツプ
を介在させて対峙するロータ3は、回転軸4と一
体に回転する。この回転軸4に、検出対象である
回転角度θが与えられる。ロータ3は、各ステー
タ励磁極A,B,C,Dを通る磁路のリラクタン
スを回転角度θに応じて変化させる形状を成して
いる。この第1図の例では、ロータ3は回転軸4
の中心に対して偏心して取付けられた円筒形状を
成している。この偏心した円筒形状によつて、ロ
ータ3の円筒側面と各極A,B,C,Dの端部と
の間に介在するギヤツプの距離が回転角度θに応
じて変化する。このギヤツプの変化によつて、ロ
ータ3の1回転につき1周期分の三角関数に相当
するリラクタンス変化が各極A,B,C,Dにも
たらされる。 A rotor 3, which faces the ends of each of the excitation poles A to D with a suitable gap interposed therebetween, rotates together with the rotating shaft 4. A rotation angle θ to be detected is given to this rotation axis 4. The rotor 3 has a shape that changes the reluctance of the magnetic path passing through each stator excitation pole A, B, C, and D according to the rotation angle θ. In the example shown in FIG. 1, the rotor 3 is connected to the rotating shaft 4.
It has a cylindrical shape and is mounted eccentrically with respect to the center. Due to this eccentric cylindrical shape, the gap distance between the cylindrical side surface of the rotor 3 and the end of each pole A, B, C, and D changes depending on the rotation angle θ. This gap change causes a reluctance change in each pole A, B, C, and D corresponding to one cycle of the trigonometric function per one revolution of the rotor 3.
A及びCから成る励磁極対とB及びDから成る
励磁極対は、90度位相のずれた交流信号によつて
別々に励磁される。図では、極AとCの1次巻線
2A及び2Cが直列接続され、発振器5から正弦
波信号ia=Isinωtが印加される。また、極BとD
の1次巻線2B及び2Dが直列接続され、発振器
6から余弦波信号ib=Icosωtが印加される。1次
巻線2A及び2Cだけを抜き出してみると、両者
は同相直列接続のように見えるが、両者が巻回さ
れた磁極A及びCの向きすなわち両者によつて発
生される磁束の向きを考慮すると、両者は実質的
に逆相直列接続されている(すなわち差動的に巻
回されている)。1次巻線2B及び2Dに関して
も同様である。 The excitation pole pair consisting of A and C and the excitation pole pair consisting of B and D are separately excited by alternating current signals that are 90 degrees out of phase. In the figure, primary windings 2A and 2C of poles A and C are connected in series, and a sine wave signal i a =Isinωt is applied from an oscillator 5. Also, poles B and D
The primary windings 2B and 2D of are connected in series, and a cosine wave signal i b =Icosωt is applied from an oscillator 6. If you extract only the primary windings 2A and 2C, they appear to be connected in series in the same phase, but consider the direction of the magnetic poles A and C around which they are wound, that is, the direction of the magnetic flux generated by both. Then, both are substantially connected in reverse phase series (ie, differentially wound). The same applies to the primary windings 2B and 2D.
上記の構成において、各励磁極A,B,C,D
によつて夫々誘起される電圧を取り出すために2
次巻線7がステータ1に巻回される。第1図の例
では、励磁極A及びCに2次巻線7A及び7Cが
夫々同相で巻回され、励磁極B及びDに2次巻線
7B及び7Dが夫々同相で巻回されており、7A
及び7Cと7B及び7Dは互いに逆相である。こ
れらの2次巻線7A〜7Dが直列接続されて、各
励磁極A,B,C,Dにおいて夫々誘起された電
圧の合成信号Eが取り出されるようになつてい
る。この出力信号Eは、励磁用交流信号ia=
Isinωtまたはib=Icosωtに対してロータ3の回転
角度θに対応する位相ずれが生じた交流信号とな
る。これは、試作機によつて容易に確認すること
ができるが、その理由を解析すると次の通りであ
る。 In the above configuration, each excitation pole A, B, C, D
2 to extract the voltages induced respectively by
The next winding 7 is wound around the stator 1. In the example shown in Figure 1, secondary windings 7A and 7C are wound around excitation poles A and C, respectively, in phase, and secondary windings 7B and 7D are wound around excitation poles B and D, respectively, in phase. ,7A
and 7C, 7B, and 7D are in opposite phases to each other. These secondary windings 7A to 7D are connected in series so that a composite signal E of voltages induced at each excitation pole A, B, C, and D is extracted. This output signal E is an excitation AC signal i a =
This becomes an AC signal with a phase shift corresponding to the rotation angle θ of the rotor 3 with respect to Isinωt or i b =Icosωt. This can be easily confirmed using a prototype, and the reason for this can be analyzed as follows.
第1図に示す回転検出器12において形成され
る磁気回路の等価回路は第2図のように示すこと
ができる。Nは各1次巻線2A,2B,2C,2
Dの巻数を示す。ia及びibは励磁用交流信号
Isinωt及びIcosωtの瞬時電流値を示す。従つて、
Nia、Nib、−Nia、−Nibは各励磁極A,B,C,
Dの1次巻線2A〜2Dによつて生ぜしめられる
起磁力を示す。PA,PB,PC,PDは各磁極A,B,
C,Dとロータ3との間のギヤツプによつて生じ
るパーミアンスを夫々示す。前述のように、1回
転につき1周期分の三角関数に相当するリラクタ
ンス変化がもたらされるようにロータ3が構成さ
れているので、各パーミアンスPA〜PDは次式の
ように示すことができる。 An equivalent circuit of the magnetic circuit formed in the rotation detector 12 shown in FIG. 1 can be shown as shown in FIG. N is each primary winding 2A, 2B, 2C, 2
Indicates the number of turns of D. i a and i b are excitation AC signals
The instantaneous current values of Isinωt and Icosωt are shown. Therefore,
Ni a , Ni b , -Nia , -Ni b are each excitation pole A, B, C,
The magnetomotive force generated by the primary windings 2A to 2D of D is shown. P A , P B , P C , P D are each magnetic pole A, B,
The permeance caused by the gap between C and D and the rotor 3 is shown respectively. As mentioned above, since the rotor 3 is configured so that a reluctance change corresponding to one cycle of trigonometric functions is brought about per rotation, each permeance P A to P D can be expressed as the following equation. .
PA=P0−P1sinθ
PB=P0−P1cosθ
PC=P0−P1sinθ ………(1)
PD=P0+P1cosθ
P0及びP1はステータ1及びロータ3のサイズ
及び透磁率等に応じて定まる定数である。上記第
(1)式では、第1図bに示すように、磁極Dとロー
タ3との間のギヤツプ距離が最小のときの回転角
度θを0度としている。φA,φB,φC,φDは各磁
極A,B,C,Dとロータ3との間のギヤツプを
通る磁束を夫々示す。等価回路から明らかなよう
に、
φA+φB+φC+φD=0 ………(2)
なる関係にある。Uは等価回路全体の磁立を示
し、
U=Nia+φA/PA=Nib+φB/PB=−Nia
+φC/PC=−Nib+φD/PD………(3)
なる関係にある。従つて、各磁束φA〜φDは次の
ように示すことができる。 P A =P 0 −P 1 sinθ P B =P 0 −P 1 cosθ P C =P 0 −P 1 sinθ ………(1) P D =P 0 +P 1 cosθ P 0 and P 1 are stator 1 and This is a constant determined depending on the size, magnetic permeability, etc. of the rotor 3. Above number
In equation (1), as shown in FIG. 1b, the rotation angle θ is set to 0 degrees when the gap distance between the magnetic pole D and the rotor 3 is the minimum. φ A , φ B , φ C and φ D represent the magnetic flux passing through the gap between each magnetic pole A, B, C, D and the rotor 3, respectively. As is clear from the equivalent circuit, the following relationship exists: φ A + φ B + φ C + φ D = 0 (2). U indicates the magnetic field of the entire equivalent circuit, U=Ni a +φ A /P A = Ni b +φ B /P B = −Ni a
+φ C /P C =−Ni b +φ D /P D ......(3) There is a relationship. Therefore, each magnetic flux φ A to φ D can be expressed as follows.
φA=(U−Nia)PA
φB=(U−Nib)PB
φC=(U+Nia)PC ………(4)
φD=(U+Nib)PD
ここで、各2次巻線7A,7B,7C,7Dの
巻数を夫々N2とすると、各磁極A〜Dのギヤツ
プに応じて各2次巻線7A〜7Dに誘起される電
圧eA,eB,eC,eDは次式のように示される。 φ A = (U−Ni a )P A φB = (U−Ni b )P B φC = (U+Ni a )P C ………(4) φ D = (U+Ni b )P DHere , each When the number of turns of the secondary windings 7A, 7B, 7C, and 7D is respectively N2 , the voltages e A , e B , and e induced in each of the secondary windings 7 A to 7 D according to the gap of each magnetic pole A to D are C and e D are expressed as follows.
eA=N2d/dtφA
eB=−N2d/dtφB
eC=N2d/dtφC
eD=−N2d/dtφD ……(5)
2次巻線7(7A〜7D)の合成出力信号E
は、前記(5)式、第(4)式、第(3)式、第(1)式及びia=
Isinωt、ib=Icosωtより、次のように示すことが
できる。 e A = N 2 d/dtφ A e B = −N 2 d/dtφ B e C = N 2 d/dtφ C e D = −N 2 d/dtφ D ……(5) Secondary winding 7 (7A ~7D) composite output signal E
is the above equation (5), equation (4), equation (3), equation (1) and i a =
From Isinωt, i b =Icosωt, it can be shown as follows.
E=eA+eB+eC+eD=N2d/dt(φA−φB+φC−φD)
=N2d/dt{(U−Nia)PA−(U−Nib)PB
+(U+Nia)PC−(U+Nib)PD}=N2d/dt{U
(PA−PB+PC−PD)−Nia(PA−PC)+Nib(PB−PD)}
=N2d/dt(−2NiaP1sinθ−2NibP1cosθ)=2N2NP1
d/dt(−Isinωtsinθ−Icosωtcosθ)
=2N2NP1I(−cosωtsinθ+sinωtcosθ)=2N2NP1I
sin(ωt−θ)………(6)
但し、前記第(1)式より、PA−PB+PC−PD=0
である。上記第(6)式において、係数(2N2NP1I)
は定数であるので、これをKで置換えると、
E=Ksin(ωt−θ) ………(7)
と表わすことができる。この第(7)式から明らかな
ように、出力信号Eは、励磁用交流信号Isinωtに
対して回転角度θに対応する位相角だけ位相がず
れた交流信号となる。E=e A +e B +e C +e D =N 2 d/dt (φ A −φ B +φ C −φ D )
=N 2 d/dt {(U−Ni a )P A −(U−Ni b )P B +(U+Ni a )P C −(U+Ni b )P D }=N 2 d/dt{U
(P A − P B + P C − P D ) − Ni a (P A − P C ) + Ni b (P B − P D )}
=N 2 d/dt (−2Ni a P 1 sinθ−2Ni b P 1 cosθ) = 2N 2 NP 1
d/dt (−Isinωtsinθ−Icosωtcosθ) = 2N 2 NP 1 I (−cosωtsinθ + sinωtcosθ) = 2N 2 NP 1 I
sin(ωt−θ)……(6) However, from the above equation (1), P A −P B +P C −P D =0
It is. In the above equation (6), the coefficient (2N 2 NP 1 I)
Since is a constant, by replacing it with K, it can be expressed as E=Ksin(ωt−θ) (7). As is clear from this equation (7), the output signal E is an AC signal whose phase is shifted from the excitation AC signal Isinωt by a phase angle corresponding to the rotation angle θ.
ここで、回転軸4が適宜の角速度または角加速
度で回転する場合は、前記第(7)式の位相ずれ(す
なわち回転角度)θは次式のように時間の関数θ
(t)で与えられる。 Here, when the rotating shaft 4 rotates at an appropriate angular velocity or angular acceleration, the phase shift (i.e. rotation angle) θ in the above equation (7) is expressed as a function of time θ as shown in the following equation.
It is given by (t).
E=Ksin{ωt±θ(t)} ………(8)
位相ずれ関数θ(t)の符号(±)は位相ずれ
の方向(進相または遅相)を示しており、これは
軸4の回転方向に対応する。説明の便宜上、以下
では進相方向に位相ずれが生じるものとし、+θ
(t)として説明する。この位相ずれ関数θ(t)
には回転軸4の角速度または角加速度の成分が含
まれている。 E=Ksin {ωt±θ(t)} ......(8) The sign (±) of the phase shift function θ(t) indicates the direction of the phase shift (advanced or slow), which is the axis 4 corresponds to the direction of rotation. For convenience of explanation, in the following it is assumed that a phase shift occurs in the phase advancing direction, and +θ
(t). This phase shift function θ(t)
includes a component of the angular velocity or angular acceleration of the rotating shaft 4.
軸4が一定の角速度ωMで回転している場合は、
d/dtθ(t)=ωM ………(9)
であり、この角速度ωMを積分したものが位相ず
れ量θ(t)に相当するので、上記(8)式は次のよ
うに書換えることができる。但し、θ0は初期位相
である。 When the shaft 4 is rotating at a constant angular velocity ω M , d/dtθ(t) = ω M (9), and the integral of this angular velocity ω M is the phase shift amount θ(t). Therefore, the above equation (8) can be rewritten as follows. However, θ 0 is the initial phase.
E=Ksin{(ω+ωM)t+θ0} ………(10)
また、軸4が一定の角加速度αMで回転してい
る場合は、
d/dtθ(t)=αMt ………(11)
であり、従つて、
θ(t)=∫αMtdt=αM/2t2+θ0………(12)
となり、上記(8)式は次のように書換えることがで
きる。E=Ksin {(ω+ω M )t+θ 0 } ………(10) Also, if the axis 4 is rotating with a constant angular acceleration α M , d/dtθ(t)=α M t ………( 11) Therefore, θ(t)=∫α M tdt=α M /2t 2 +θ 0 (12), and the above equation (8) can be rewritten as follows.
E=Ksin{(ω+αM/2t)t+θ0} ………(13)
上記(10)式あるいは(13)式のように、この発明
の回転検出器12から得られる回転検出信号Eの
位相ずれ分には、回転角速度ωMあるいは角加速
度αMの成分が含まれるので、位相ずれ量θ(一般
的にはθ(t))を解析することにより回転速度あ
るいは加速度を求めることができる。E=Ksin {(ω+α M /2t)t+θ 0 } ......(13) As in the above equation (10) or (13), the phase shift of the rotation detection signal E obtained from the rotation detector 12 of the present invention Since the component of the rotational angular velocity ω M or the angular acceleration α M is included in the rotational velocity ω M , the rotational velocity or acceleration can be determined by analyzing the phase shift amount θ (generally θ(t)).
次に、角速度ωM及び角加速度αMの求め方につ
いて第3図を参照して原理的に説明する。 Next, how to obtain the angular velocity ω M and the angular acceleration α M will be explained in principle with reference to FIG.
回転軸4が角速度ωMで回転するときに得られ
る回転検出信号E(これをESで示す)の一例を第
3図に一点鎖線にて示す。実線で示す波形は励磁
用交流信号Isinωtを示し、破線の波形は一定の回
転角度θ0で静止しているときの回転検出信号E
(これをE0で示す)を示す。回転時の信号ESはθ0
を初期位相として回転したときの状態を示してい
る。t0は静止時の回転検出信号E0の一周期であ
り、これは励磁用交流信号Isinωtの周期と同じで
ある。tSは回転時の回転検出信号ESの一周期であ
る。回転時は、回転検出信号E(すなわちES)の
周波数が基準の周波数(ω)より偏移することが
第3図からわかる。これは、前記第(10)式からも明
らかであり、周波数偏移量は角速度ωMに対応す
る。回転時の回転検出信号ESの角周波数をωSと
すると、ESは(10)式から次のように表わせる。 An example of a rotation detection signal E (indicated by E S ) obtained when the rotating shaft 4 rotates at an angular velocity ω M is shown by a dashed line in FIG. 3 . The waveform indicated by the solid line indicates the excitation AC signal Isinωt, and the waveform indicated by the broken line indicates the rotation detection signal E when the stationary state is at a constant rotation angle θ 0 .
(denoted as E 0 ). The signal E S during rotation is θ 0
The figure shows the state when rotated with , as the initial phase. t 0 is one cycle of the rotation detection signal E 0 at rest, which is the same as the cycle of the excitation AC signal Isinωt. t S is one cycle of the rotation detection signal E S during rotation. It can be seen from FIG. 3 that during rotation, the frequency of the rotation detection signal E (ie, E S ) deviates from the reference frequency (ω). This is also clear from equation (10) above, and the amount of frequency deviation corresponds to the angular velocity ω M . If the angular frequency of the rotation detection signal E S during rotation is ω S , E S can be expressed as follows from equation (10).
ES=K′sin(ωSt+θ0)
=K′sin{(ω+ωM)t+θ0} ………(14)
第3図において、△θは、ある時点における基
準の信号Isinωtと回転検出信号E(すなわちES)
との位相ずれθ0と、そのtS秒後の位相ずれθSとの
差である。静止している場合はθ0=θSであり△θ
は0であるが、回転している場合はこの△θは回
転軸4の角速度ωMに対応する値をとる。すなわ
ち、第3図から明らかなように、基準の信号
Isinωtの1周期t0を2π(ラジアン)とすると、時
間tSに相当する位相値は∫tS 0ωdtであり、△θは
△θ=2π−∫tS 0ωdt ………(15)
と表わせる。ここで、前記(14)式から
ωS=ω+ωM
ω=ωS−ωM ………(16)
であり、これを(15)式に代入すると、
△θ=2π−∫tS 0ωSdt
+∫tS 0ωMdt=∫tS 0ωMdt ………(17)
となる。尚、ωS=2π1/tSであるので、∫tS 0ωSdt=
2π
である。上記(17)式から明らかなように、△θ
は角速度ωMの関数となる。これを解くと、
△θ=ωM・tS
ωM=△θ/tS ………(18)
となる。従つて、△θとtSにもとづいて角速度ωM
を求めることができる。E S = K'sin (ω S t+θ 0 ) = K'sin {(ω+ω M )t+θ 0 } ......(14) In Figure 3, △θ is the reference signal Isinωt and the rotation detection signal at a certain point in time. E (i.e. E S )
It is the difference between the phase shift θ 0 with respect to θ 0 and the phase shift θ S after t S seconds. If it is stationary, θ 0 = θ S and △θ
is 0, but when rotating, this Δθ takes a value corresponding to the angular velocity ω M of the rotating shaft 4. In other words, as is clear from Fig. 3, the reference signal
If one period t 0 of Isinωt is 2π (radians), the phase value corresponding to time t S is ∫ tS 0 ωdt, and △θ is expressed as △θ=2π−∫ tS 0 ωdt (15) Ru. Here, from the above equation (14), ω S = ω + ω M ω = ω S − ω M ………(16), and substituting this into equation (15), △θ=2π−∫ tS 0 ω S dt +∫ tS 0 ω M dt=∫ tS 0 ω M dt (17). Furthermore, since ω S =2π1/t S , ∫ tS 0 ω S dt=
2π. As is clear from equation (17) above, △θ
is a function of the angular velocity ω M. Solving this, we get △θ=ω M・t S ω M = △θ/t S (18). Therefore, based on △θ and t S, the angular velocity ω M
can be found.
具体的には、tSは回転検出信号E(すなわちES)
の1周期をクロツクパルスCPによつてカウント
することにより求めることができる。tSに対応す
るカウント値をnSとし、クロツクパルスCPの1
周期をφ(秒)とすると、
tS=nS・φ ………(19)
である。△θも、このカウント値nSにもとづいて
求めることができる。励磁用の信号Isinωtの1周
期t0に対応するクロツクパルスCPのカウント数
をn0とすると、その角周波数ωは
ω=2π1/t0=2π1/n0・φ ………(20)
と表わせる。この(20)式を前記(15)式に代入
して積分項を解くと、
△θ=2π−2π・nS/n0
=2π・n0/n0−2π・nS/n0
=2π/n0(n0−nS) ………(21)
となる。(21)式と(19)式を(18)式に代入す
ると、
ωM=2π/n0・φ(n0−nS/nS) ………(22)
となる。ここで、2π、n0、φは定数であるので、
回転検出信号Eの1周期をカウントし、そのカウ
ント値nSにもとづいてこの(22)式を演算するだ
けで角速度ωMを求めることができる。 Specifically, t S is the rotation detection signal E (i.e. E S )
This can be determined by counting one period of the clock pulse CP. The count value corresponding to t S is n S , and 1 of the clock pulse CP is
If the period is φ (seconds), then t S =n S・φ (19). Δθ can also be determined based on this count value n S . If the count number of the clock pulse CP corresponding to one period t 0 of the excitation signal Isinωt is n 0 , its angular frequency ω can be expressed as ω=2π1/t 0 =2π1/n 0・φ (20) Ru. Substituting this equation (20) into the above equation (15) and solving the integral term, △θ=2π−2π・n S /n 0 =2π・n 0 /n 0 −2π・n S /n 0 = 2π/n 0 (n 0 −n S ) (21). Substituting equations (21) and (19) into equation (18) yields ω M =2π/n 0 ·φ (n 0 −n S /n S ) (22). Here, 2π, n 0 and φ are constants, so
The angular velocity ω M can be obtained by simply counting one cycle of the rotation detection signal E and calculating the equation (22) based on the count value n S .
尚、前記(16)式を入れかえて、
ωM=ωS−ω
=2π1/tS−2π1/t0
=2π(1/nS・φ−1/n0・φ)
とし、これを解くことによつても、上記(22)式
と同じ解を得ることができる。 In addition, by replacing the above equation (16), we set ω M = ω S −ω = 2π1/t S −2π1/t 0 = 2π (1/n S・φ−1/n 0・φ) and solve this. However, the same solution as the above equation (22) can be obtained.
角加速度αMと角速度ωMには次のような関係が
成り立つ。 The following relationship holds true between angular acceleration α M and angular velocity ω M.
αM=d/dtωM△ωM/△t ………(23)
ここで△ωMは時間変化△tの間における角速
度ωMの変化分である。時点t1において求められ
た角速度をωM1とし、それからtS(秒)後の時点t2
において求められた角速度をωM2とすると、
△t=tS、△ωM=ωM2−ωM1
であり、前記(19)式からtS=nS・φであるの
で、上記(23)式は
αM=ωM2−ωM1/tS=ωM2−ωM1/nS・φ………(2
4)
と書換えることができる。 α M =d/dtω M △ω M /△t (23) Here, △ω M is the change in the angular velocity ω M during the time change △t. Let ω M1 be the angular velocity determined at time t 1 , and then at time t 2 t S (seconds) later.
If the angular velocity found in is ω M2 , then △t=t S , △ω M = ω M2 −ω M1 , and from the above equation (19), t S = n S・φ, so the above (23) The formula is α M = ω M2 −ω M1 /t S = ω M2 −ω M1 /n S・φ……(2
4) It can be rewritten as
従つて、回転角度検出信号E(すなわちES)の
1周期tS毎に角速度ωMの検出を行ない、今回検出
した角速度ωM2と前回検出した角速度ωM1との差
を求め、その差をカウント値nSとクロツクパルス
周期φの積によつて除算することにより、角加速
度αMを求めることができる。 Therefore, the angular velocity ω M is detected every period t S of the rotation angle detection signal E (that is, E S ), the difference between the currently detected angular velocity ω M2 and the previously detected angular velocity ω M1 is determined, and the difference is calculated as follows: The angular acceleration α M can be determined by dividing by the product of the count value n S and the clock pulse period φ.
次に、上述の演算を実行する回路の一例を第4
図に示す。 Next, an example of a circuit that executes the above operation is shown in the fourth section.
As shown in the figure.
第4図において回転検出器12は1次巻線2
A,2C及び2B,2Dと2次巻線7のみを模式
的に示し、他は図示を省略したが、第1図と同様
のものである。まず、励磁用交流信号Isinωt、
Icosωtを形成する回路について説明する。発振
器15は高速のクロツクパルスCPを発振する。
分周回路16はこのクロツクパルスCPを1/M分
周してデユーテイ50%のパルスPbと、このパル
スPbの反転信号Paを出力する。(但し、Mは任意
の整数)。詳しくは、2/M分周器17と1/2分周用
のフリツプフロツプ18とを含み、クロツクパル
スCPを2/M分周したパルスPcを分周器17から
得て、このパルスPcをフリツプフロツプ18で
1/2分周する。その結果、フリツプフロツプ18
の出力(Q)からはクロツクパルスCPの1/Mの
周波数をもつデユーテイ50%の方形波パルスPb
が出力され、その反転出力()からは該パルス
Pbを反転した方形波パルスPaが出力される。180
度位相のずれたパルスPb及びPaは1/2分周用のフ
リツプフロツプ19及び20に夫々入力され、こ
れらのパルスPb及びPaを夫々1/2分周したパルス
1/2Pb及び1/2Paが得られる。また、フリツプフ
ロツプ20の反転出力()からはパルス1/2Pa
を反転したパルス1/2Pa′が得られる。従つて、
各パルスCP,Pc,Pb,Pa,1/2Pb,1/2Pa,1/2
Pa′の関係は第5図に示すようになる。すなわ
ち、各フリツプフロツプ19及び20から出力さ
れるパルス1/2Pb及び1/2Paは、クロツクパルス
CPの1/2Mの周波数をもち、かつ位相が90度ずれ
ている。また、1/2Paと1/2Pa′は位相が180度ず
れている。 In FIG. 4, the rotation detector 12 is connected to the primary winding 2.
Only A, 2C, 2B, 2D and the secondary winding 7 are schematically shown, and the others are not shown, but it is the same as in FIG. 1. First, the excitation AC signal Isinωt,
The circuit that forms Icosωt will be explained. Oscillator 15 generates a high speed clock pulse CP.
The frequency dividing circuit 16 divides the frequency of this clock pulse CP by 1/M and outputs a pulse Pb with a duty of 50% and an inverted signal Pa of this pulse Pb. (However, M is any integer). Specifically, it includes a 2/M frequency divider 17 and a flip-flop 18 for 1/2 frequency division, and a pulse Pc obtained by dividing the clock pulse CP by 2/M is obtained from the frequency divider 17, and this pulse Pc is sent to the flip-flop 18. Divide the frequency by 1/2. As a result, flip-flop 18
The output (Q) of is a square wave pulse Pb with a duty of 50% and a frequency of 1/M of the clock pulse CP.
is output, and its inverted output () outputs the pulse
A square wave pulse Pa, which is the inversion of Pb, is output. 180
The pulses P b and P a with a degree phase shift are input to the flip-flops 19 and 20 for 1/2 frequency division, respectively, and the pulses 1/2 P b and P a are obtained by dividing these pulses P b and P a by 1/2, respectively. 1/2P a is obtained. Also, from the inverted output () of flip-flop 20, a pulse 1/2P a
A pulse 1/2P a ′ is obtained by inverting . Therefore,
Each pulse CP, P c , P b , P a , 1/2P b , 1/2P a , 1/2
The relationship between P a ' is shown in Figure 5. That is, the pulses 1/2P b and 1/2P a output from each flip-flop 19 and 20 are clock pulses.
It has a frequency of 1/2M of CP and is 90 degrees out of phase. Furthermore, 1/2P a and 1/2P a ′ are out of phase by 180 degrees.
パルス1/2Pbはローパスフイルタ21に入力さ
れる。パルス1/2Paと1/2Pa′は切換回路40でど
ちらか一方が選択され、ローパスフイルタ22に
入力される。今は、パルス1/2Paの方が選択され
ているものとして説明を進める。ローパスフイル
タ21及び22においては各パルス1/2Pb,1/2
Paの基本波成分が取り出される。従つて、ロー
パスフイルタ21から出力される信号が余弦波信
号cosωtであるとすると、ローパスフイルタ22
から出力される信号は正弦波信号sinωtとなる。
ローパスフイルタ21の出力cosωtは増幅器23
で増幅され、その出力Icosωtが一方の励磁極対
B及びD(または9B及び9D)の1次巻線2B
及び2Dに印加される。ローパスフイルタ22の
出力sinωtは増幅器24で増幅され、その出力
Isinωtが他方の励磁極対A及びC(または9A及
び9C)の1次巻線2A及び2Cに印加される。 Pulse 1/2P b is input to the low pass filter 21 . One of the pulses 1/2P a and 1/2P a ' is selected by the switching circuit 40 and input to the low-pass filter 22 . For now, the explanation will proceed assuming that pulse 1/2P a has been selected. In the low-pass filters 21 and 22, each pulse 1/2P b , 1/2
The fundamental wave component of P a is extracted. Therefore, if the signal output from the low-pass filter 21 is a cosine wave signal cosωt, the low-pass filter 22
The signal output from is a sine wave signal sinωt.
The output cosωt of the low-pass filter 21 is
The output Icosωt is amplified by the primary winding 2B of one excitation pole pair B and D (or 9B and 9D).
and applied to 2D. The output sinωt of the low-pass filter 22 is amplified by the amplifier 24, and its output
Isinωt is applied to the primary windings 2A and 2C of the other excitation pole pair A and C (or 9A and 9C).
前述のように、出力巻線7からは回転速度に対
応する周波数偏移ωMの生じた交流信号E=ES=
K′sin(ωSt+θ0)が得られる。基準の周波数ωに
対する周波数偏移ωMの方向は回転軸4の回転方
向によつて異なるが、今はプラスの方向すなわち
周波数ωSが基準周波数ωよりも高くなる方向に
回転しているものとし、この方向を時計方向とす
る。 As mentioned above, the output winding 7 generates an alternating current signal E=E S = with a frequency deviation ω M corresponding to the rotational speed.
K′sin(ω S t+θ 0 ) is obtained. The direction of the frequency deviation ω M with respect to the reference frequency ω differs depending on the direction of rotation of the rotating shaft 4, but for now it is assumed that the rotation is in the positive direction, that is, in the direction in which the frequency ω S is higher than the reference frequency ω. , this direction is defined as clockwise.
速度検出回路51は回転検出信号E(すなわち
ES)にもとづいて回転速度を求めるための回路で
あり、周期算出回路41、演算回路48、ラツチ
回路49を含んでいる。 The speed detection circuit 51 receives the rotation detection signal E (i.e.
This is a circuit for determining the rotational speed based on E S ), and includes a period calculation circuit 41, an arithmetic circuit 48, and a latch circuit 49.
周期算出回路41は回転検出器12の出力信号
E(すなわちES)の周期tSを求めるためのもので、
信号ESの1周期間をクロツクパルスCPによつて
カウントすることにより、tSに対応するカウント
値nSを出力する。回転検出信号E(すなわちES)
はコンパレータ42に入力され、第6図に示すよ
うにその極性に応じて“1”または“0”が該コ
ンパレータ42から出力される。単安定マルチバ
イブレータ43はコンパレータ42の出力信号F
の立上り時に一発の(例えば100+1秒程度の時
間幅の)パルスGを出力する。単安定マルチバイ
ブレータ44はパルスGの立下り時に一発のパル
スHを出力する(第6図参照)。従つて、パルス
Gは回転検出信号E(ES)の1周期tSに対応して
発生し、パルスHはパルスGより僅かに遅れて発
生する。分周回路45はクロツクパルスCPを1/2
分周し、この出力がカウンタ46でカウントされ
る。このカウンタ46のリセツト入力にはパルス
Hが供給されている。また、カウンタ46のカウ
ント出力はレジスタ47に入力される。レジスタ
47のロード制御入力にはパルスGが供給され
る。従つて、パルスGによつてカウント値をレジ
スタ47に取込んだ直後にカウンタ46がリセツ
トされる。カウンタ46はパルスHによつて回転
検出信号E(すなわちES)の1周期tS毎にリセツ
トされるので、その直前のパルスGのタイミング
ではtSに対応するカウント値nSを保持しており、
このnSがレジスタ47に記憶される。 The period calculating circuit 41 is for calculating the period t S of the output signal E (ie, E S ) of the rotation detector 12.
By counting one period of the signal E S using the clock pulse CP, a count value n S corresponding to t S is output. Rotation detection signal E (i.e. E S )
is input to the comparator 42, and as shown in FIG. 6, "1" or "0" is output from the comparator 42 depending on its polarity. The monostable multivibrator 43 receives the output signal F of the comparator 42.
A single pulse G (with a time width of about 100+1 seconds, for example) is output at the rising edge of . The monostable multivibrator 44 outputs one pulse H at the falling edge of the pulse G (see FIG. 6). Therefore, the pulse G is generated corresponding to one period t S of the rotation detection signal E (E S ), and the pulse H is generated slightly later than the pulse G. The frequency dividing circuit 45 divides the clock pulse CP into 1/2.
The frequency is divided and the output is counted by a counter 46. A pulse H is supplied to the reset input of this counter 46. Further, the count output of the counter 46 is input to the register 47. A pulse G is supplied to the load control input of register 47. Therefore, the counter 46 is reset immediately after the count value is taken into the register 47 by the pulse G. Since the counter 46 is reset by the pulse H every period t S of the rotation detection signal E (that is, E S ), the counter 46 holds the count value n S corresponding to t S at the timing of the immediately preceding pulse G. Ori,
This n S is stored in register 47.
演算回路48は前記(22)式に相当する演算を
実行する回路である。すなわち、2π、n0、φは予
じめわかつている定数であるので、レジスタ47
に記憶されたカウント値nSを用いて、下記の順で
計算を実行すればよい。 The arithmetic circuit 48 is a circuit that executes an arithmetic operation corresponding to equation (22) above. That is, since 2π, n 0 and φ are constants known in advance, register 47
Calculations can be performed in the following order using the count value n S stored in .
n0−nS→R1
R1/nS→R2
2π/n0・φ×R2→R3
尚、R1、R2、R3は各計算ステツプにおける計
算結果を示す。尚、この例では、クロツクパルス
CPを1/2分周したものをカウンタ46でカウント
するようにしているので、上記式のφはクロツク
パルスCPの周期の2倍の周期を示すものである。
すなわち、この例では、クロツクパルスCPの周
期はφ/2であるとする。因みに各定数の具体例を
示すと、次のようになる。 n 0 −n S →R 1 R 1 /n S →R 2 2π/n 0 ·φ×R 2 →R 3 Note that R 1 , R 2 , and R 3 indicate the calculation results at each calculation step. In this example, the clock pulse
Since the frequency of CP is divided by 1/2 and counted by the counter 46, φ in the above equation indicates a period twice the period of the clock pulse CP.
That is, in this example, it is assumed that the period of the clock pulse CP is φ/2. By the way, concrete examples of each constant are as follows.
基準の交流信号IsinωtはクロツクパルスCPを
1/2Mの比率で分周したものであるので、その周期
t0はクロツクパルスCPの周期を2M倍してt0=
φMとなる。この1周期分のカウント値n0はn0=
t0/φ=Mとなる。ここで、分周回路16の分周率
Mを9766とすると、n0=9766である。また、クロ
ツクパルスCPの周波数を3.2MHzとすると、φ=
1/1600000である。 The reference AC signal Isinωt is the clock pulse CP divided by a ratio of 1/2M, so its period t 0 is the period of the clock pulse CP multiplied by 2M, t 0 =
It becomes φM. The count value n 0 for this one cycle is n 0 =
t 0 /φ=M. Here, if the frequency division ratio M of the frequency dividing circuit 16 is 9766, n 0 =9766. Also, if the frequency of clock pulse CP is 3.2MHz, φ=
It is 1/1600000.
尚、第(22)式の演算によつて求まるものは角
速度ωMであるので、1秒間当りの回転数(r.p.s)
を求めるには角速度ωMを2πで割ればよい。一般
的には、回転速度は角速度ωMではなく、回転数
で表わされるので、演算回路48では前記の計
算ステツプにおいて2πを予じめ除算した係数
1/n0・φを掛算するようにするとよい。すなわち、
前記は下記′のように変更される。 Furthermore, what is found by calculating equation (22) is the angular velocity ω M , so the number of revolutions per second (rps)
To find , just divide the angular velocity ω M by 2π. Generally, the rotational speed is expressed not by the angular velocity ω M but by the number of rotations, so in the calculation step described above, the arithmetic circuit 48 multiplies the coefficient 1/n 0 ·φ, which is obtained by dividing 2π in advance. good. That is, the above is changed as follows.
′ 1/n0・φ×R2→R3
こうして求められた演算結果R3(すなわちωM/2π)
が回転軸4の回転速度を表わしている。この演算
結果R3はラツチ回路49にラツチされる。この
ラツチ回路49はパルスGのタイミングでデータ
を取込む。従つて、ラツチ回路49に保持された
回転速度を示すデータXは回転検出信号Eの1周
期tS毎に書替えられる。尚、演算回路48には演
算タイミングを制御するためにクロツクパルス
CPとパルスGが入力されている。勿論、の計
算ステツプをそのまま実行して角速度ωMを求め
るようにしてもよい。'1/n 0 ·φ×R 2 →R 3 The calculation result R 3 (ie, ω M /2π) thus obtained represents the rotation speed of the rotating shaft 4. This calculation result R3 is latched in the latch circuit 49. This latch circuit 49 takes in data at the timing of pulse G. Therefore, the data X indicating the rotation speed held in the latch circuit 49 is rewritten every cycle tS of the rotation detection signal E. Note that the arithmetic circuit 48 receives a clock pulse to control the arithmetic timing.
CP and pulse G are input. Of course, the angular velocity ω M may be obtained by executing the calculation steps as they are.
デイジタル比較器50は、回転軸4の回転方向
を弁別するためのものであり、レジスタ47から
出力されるカウント値nSが基準のカウント値n0よ
り大きいか否かを比較する。比較器50はnS>n0
のときパルスGのタイミングで“1”を出力し、
それ以外のときは“0”を出力する。比較器50
の出力は切換回路40に加えられる。切換回路4
0は比較器50から“1”が与えられる毎に、選
択すべきパルスを1/2Paから1/2Pa′に、またはそ
の逆に切換える。 The digital comparator 50 is for discriminating the rotational direction of the rotary shaft 4, and compares whether the count value n S output from the register 47 is larger than the reference count value n 0 . The comparator 50 is n S > n 0
When , outputs “1” at the timing of pulse G,
In other cases, "0" is output. Comparator 50
The output of is applied to the switching circuit 40. Switching circuit 4
0 switches the pulse to be selected from 1/2P a to 1/2P a ' or vice versa every time "1" is applied from the comparator 50.
今、切換回路40でパルス1/2Paが選択され、
回転方向が時計方向であり、回転検出信号E(す
なわちES)の周波数ωSは基準の周波数より高い
とする(ωS>ω)。このとき、nS<n0であり、比
較器50の出力は“0”である。従つて、依然と
してパルス1/2Paが選択される。この状態で回転
方向が反時計方向に変化すると角速度ωMは負の
値−ωMとなるのでωS<ωとなり、カウント値は
nS>n0となる。従つて、比較器50の出力が
“1”となり、切換回路40で選択するパルスは
1/2Paから1/2Pa′に切換わる。1/2Pa′に対応する
フイルタ22の出力は−sinωtであり、前記(6)式
のiaが−Isinωtに変わることを意味する。この(6)
式のiaを−Isinωtに置換えてみるとわかるよう
に、回転検出信号Eの極性が反転するだけで、位
相ずれθの方向は変化しない。すなわち、1次巻
線の励磁信号ia,ibの位相ずれの方向が変わらな
い場合は、回転方向が変わると回転検出信号Eの
位相ずれθの方向も正または負に反転するが、回
転方向が変わつたときに1次巻線の励磁信号ia,
ibの位相ずれ方向を逆転してやれば回転検出信号
Eの位相ずれθの方向は常に一定にすることがで
きるのである。こうして、励磁信号を切換えるこ
とにより反時計方向の回転に対してnS<n0が成立
するようになる。従つて、比較器50の出力はす
ぐに“0”となる。 Now, pulse 1/2P a is selected in the switching circuit 40,
It is assumed that the rotation direction is clockwise and that the frequency ω S of the rotation detection signal E (ie, E S ) is higher than the reference frequency (ω S >ω). At this time, n S <n 0 and the output of the comparator 50 is "0". Therefore, pulse 1/2P a is still selected. If the rotation direction changes counterclockwise in this state, the angular velocity ω M becomes a negative value - ω M , so ω S < ω, and the count value becomes
n S > n 0 . Therefore, the output of the comparator 50 becomes "1", and the pulse selected by the switching circuit 40 is switched from 1/2P a to 1/2P a '. The output of the filter 22 corresponding to 1/2P a ' is -sinωt, which means that i a in the above equation (6) changes to -Isinωt. This(6)
As can be seen by replacing ia in the equation with -Isinωt, only the polarity of the rotation detection signal E is reversed, and the direction of the phase shift θ does not change. In other words, if the direction of the phase shift of the primary winding excitation signals i a and i b does not change, when the rotation direction changes, the direction of the phase shift θ of the rotation detection signal E will also be reversed to positive or negative; When the direction changes, the excitation signal i a of the primary winding,
By reversing the direction of the phase shift of i b , the direction of the phase shift θ of the rotation detection signal E can always be kept constant. In this way, by switching the excitation signal, n S <n 0 is established for counterclockwise rotation. Therefore, the output of the comparator 50 becomes "0" immediately.
上述のように切換回路40でパルス1/2Pa′が
選択されているときに、回転方向が反時計方向か
ら時計方向に変わると、nS>n0が成立し、比較器
50から“1”が出力される。これにより、切換
回路40はパルス1/2Paを選択する状態に切換わ
る。従つて、時計方向の回転に対してnS<n0がす
ぐに成立するようになる。 As mentioned above, when the pulse 1/2P a ' is selected in the switching circuit 40, when the rotation direction changes from counterclockwise to clockwise, n S > n 0 holds, and the comparator 50 outputs "1". ” is output. As a result, the switching circuit 40 is switched to a state in which pulse 1/2P a is selected. Therefore, n S <n 0 soon comes to hold for clockwise rotation.
以上のように、比較器50と切換回路40の働
きにより、回転方向に無関係に常にnS<n0が成立
するようにすることができ、演算回路48の構成
が簡単となり(n0−nSが常に正であるため)、か
つラツチ回路49から出力される回転速度データ
Xの処理も簡単となる。すなわち、比較器50と
切換回路40を設けない場合はラツチ回路49か
ら出力される回転速度データXは回転方向に応じ
て正または負の値となるのでこの絶対値を求める
回路が必要となるが、そのような回路が不要とな
る。勿論、比較器50と切換回路40を設けなく
ても本発明を実施することができる。 As described above, by the functions of the comparator 50 and the switching circuit 40, n S <n 0 can always be satisfied regardless of the rotation direction, and the configuration of the arithmetic circuit 48 can be simplified (n 0 - n Since S is always positive), the processing of the rotational speed data X output from the latch circuit 49 is also simplified. That is, if the comparator 50 and the switching circuit 40 are not provided, the rotation speed data X output from the latch circuit 49 will be a positive or negative value depending on the rotation direction, so a circuit for calculating this absolute value is required. , such a circuit becomes unnecessary. Of course, the present invention can be practiced without providing the comparator 50 and the switching circuit 40.
加速度演算回路52では、速度検出回路51で
求めた速度データにもとづいて前記(24)式の演
算を実行し、加速度αMを求める。加速度演算回
路52には、前回の回転速度を示すデータX1と
してラツチ回路49にラツチされているデータが
入力され、今回の回転速度を示すデータX2とし
て演算回路48から出力される前記計算ステツプ
′における計算結果R3が入力され、前回と今回
の時間差を示すデータとしてレジスタ47に記憶
されている回転検出信号Eの1周期tSを示すカウ
ント値nSが入力される。これらのデータにもとづ
いて
X2−X1/nS・φ ………(25)
なる演算を実行し、回転加速度を求める。ここで
X2=ωM2/2π、X1=ωM1/2πとすると、上記式は
ωM2−ωM1/2π・nS・φ=αM/2π
と表わすことができ、前記(24)式と同等の演算
が実行されていることがわかる。すなわち、(24)
式では角加速度αMが求められるが、(25)式では
1秒間当りの回転数変化分すなわち加速度αM/2πが
直接求められる。勿論、X1、X2が角速度ωM1、
ωM2を表わすものである場合は、(24)式の通り、
演算回路52では角加速度αMが求められる。演
算回路52で求められた加速度αM/2πを示すデータ
はラツチ回路53に入力され、パルスGのタイミ
ングで該ラツチ回路53に取込まれる。こうし
て、ラツチ回路53から回転加速度を示すデータ
が出力される。このデータは回転検出信号Eの1
周期毎に書替えられる。 The acceleration calculation circuit 52 executes the calculation of equation (24) based on the speed data obtained by the speed detection circuit 51, and calculates the acceleration α M. The acceleration calculation circuit 52 receives the data latched in the latch circuit 49 as data X1 indicating the previous rotational speed, and outputs the data from the calculation circuit 48 as data X2 indicating the current rotational speed. The calculation result R 3 at ' is input, and the count value n S indicating one period t S of the rotation detection signal E stored in the register 47 as data indicating the time difference between the previous time and the current time is input. Based on these data, the following calculation is executed: X 2 −X 1 /n S ·φ (25) to obtain the rotational acceleration. here
Assuming that X 2 = ω M2 /2π and X 1 = ω M1 /2π, the above equation can be expressed as ω M2 −ω M1 /2π・n S・φ=α M /2π, which is similar to equation (24) above. It can be seen that equivalent operations are being performed. That is, (24)
In the equation, the angular acceleration α M is obtained, but in the equation (25), the change in the number of revolutions per second, that is, the acceleration α M /2π is directly obtained. Of course, X 1 and X 2 are angular velocities ω M1 ,
If it represents ω M2 , as in equation (24),
The arithmetic circuit 52 calculates the angular acceleration α M. Data indicating the acceleration α M /2π determined by the arithmetic circuit 52 is input to the latch circuit 53 and taken into the latch circuit 53 at the timing of the pulse G. In this way, the latch circuit 53 outputs data indicating rotational acceleration. This data is 1 of rotation detection signal E.
It is rewritten every cycle.
次に、回転検出器12の別の実施例を列挙す
る。 Next, other embodiments of the rotation detector 12 will be listed.
第7図は、ステータ1の構造は第1図と同一で
あり、ロータ8の形状を第1図のロータ3とは異
らせた実施例を示す。このロータ8は円筒を斜め
に切断した形状を成しており、この円筒の中心と
回転軸4の中心が一致する。各磁極A〜Dの端部
とロータ8の円筒側面とが対向するが、そのギヤ
ツプ距離は変化せず、対向面積がロータ8の回転
角度θに応じて変化する。従つて、第7図のロー
タ8によつても第1図のロータ3による場合と同
様に、各磁極A〜Dのギヤツプのリラクタンスを
回転角度θに応じて変化させることができる。す
なわち、前記第(1)式と同様のパーミアンス変化が
得られるようにすることができる。 FIG. 7 shows an embodiment in which the structure of the stator 1 is the same as that in FIG. 1, but the shape of the rotor 8 is different from that of the rotor 3 in FIG. This rotor 8 has the shape of a cylinder cut diagonally, and the center of this cylinder and the center of the rotating shaft 4 coincide. Although the ends of each of the magnetic poles A to D face the cylindrical side surface of the rotor 8, the gap distance does not change, and the opposing area changes according to the rotation angle θ of the rotor 8. Therefore, with the rotor 8 of FIG. 7, the reluctance of the gap of each magnetic pole A to D can be changed in accordance with the rotation angle .theta., similarly to the rotor 3 of FIG. 1. That is, it is possible to obtain the same permeance change as in equation (1) above.
第8図及び第9図の実施例は、ステータ9及び
9′の構造を第1図及び第7図のステータ1とは
若干異らせたものである。第8図において、ステ
ータ9は、円周方向に90度の間隔で配された励磁
極9A,9B,9C,9Dと、回転軸4の延長線
上に位置する出力用磁極9Eとを具える。第1図
と同様に、一方の励磁極対9A及び9Cには1次
巻線2A及び2Cが差動的に巻回され、正弦波信
号ia=Isinωtによつて励磁される。また、他の励
磁極対9B及び9Dには1次巻線2B及び2Dが
差動的に巻回され、余弦波信号ib=Icosωtによつ
て励磁される。出力用磁極9Eには2次巻線7が
巻回されている。この場合は、1個の2次巻線7
によつてすべての励磁極9A〜9Dによる誘起電
圧の合成信号Eを取り出すことができる。第1図
及び第7図では各磁極A〜Dの端部は半径方向を
向いているが、第8図及び第9図では各磁極9A
〜9Eの端部は軸方向を向いている。第8図にお
いて、ロータ10は軸4に偏心して取付けられた
円板形状を成しており、各励磁極9A〜9Dの端
部とのギヤツプの距離は変化しないが、その対向
面積が回転角度θに応じて変化するようになつて
いる。従つて、第8図の構成においても、前記第
(1)式を同様のパーミアンス変化が得られるように
することができる。 In the embodiments shown in FIGS. 8 and 9, the structure of the stators 9 and 9' is slightly different from that of the stator 1 shown in FIGS. 1 and 7. In FIG. 8, the stator 9 includes excitation poles 9A, 9B, 9C, and 9D arranged at intervals of 90 degrees in the circumferential direction, and an output magnetic pole 9E located on an extension of the rotating shaft 4. Similar to FIG. 1, primary windings 2A and 2C are differentially wound around one excitation pole pair 9A and 9C, and are excited by a sinusoidal signal i a =Isinωt. Further, primary windings 2B and 2D are differentially wound around the other excitation pole pair 9B and 9D, and are excited by a cosine wave signal i b =Icosωt. A secondary winding 7 is wound around the output magnetic pole 9E. In this case, one secondary winding 7
As a result, a composite signal E of induced voltages caused by all the excitation poles 9A to 9D can be extracted. In FIGS. 1 and 7, the ends of each magnetic pole A to D face in the radial direction, but in FIGS. 8 and 9, each magnetic pole 9A
The ends of ~9E point in the axial direction. In FIG. 8, the rotor 10 has a disc shape eccentrically attached to the shaft 4, and although the gap distance from the end of each excitation pole 9A to 9D does not change, the opposing area is the angle of rotation. It is designed to change according to θ. Therefore, even in the configuration shown in FIG.
Equation (1) can be modified to obtain similar permeance changes.
第9図のステータ9′は第8図のステータ9と
ほとんど同一構成であるが、出力用磁極9E′が他
の磁極9A〜9Dよりもやや長い点だけが異な
る。ロータ11は斜板であり、各励磁極9A〜9
Dとの間のギヤツプの距離が回転角度θに応じて
変化するようになつている。従つて、第9図の構
成においても前記第(1)式と同様のパーミアンス変
化が得られるようにすることができる。 The stator 9' in FIG. 9 has almost the same configuration as the stator 9 in FIG. 8, except that the output magnetic pole 9E' is slightly longer than the other magnetic poles 9A to 9D. The rotor 11 is a swash plate, and each excitation pole 9A to 9
The distance between the gap and D changes according to the rotation angle θ. Therefore, even in the configuration shown in FIG. 9, it is possible to obtain the same permeance change as in equation (1).
尚、各励磁極対A及びC(9A及び9C)並び
にB及びD(9B及び9D)を励磁する交流信号
は正弦波と余弦波に限らず、正弦波と余弦波の反
転信号(−cosωt)あるいは余弦波と正弦波の反
転信号(−sinωt)であつてもよく、要するに位
相が90度ずれているものであればよい。 Note that the AC signals that excite each excitation pole pair A and C (9A and 9C) and B and D (9B and 9D) are not limited to sine waves and cosine waves, but also inverted signals (-cosωt) of sine waves and cosine waves. Alternatively, it may be an inverted signal (-sinωt) of a cosine wave and a sine wave, as long as the phases are shifted by 90 degrees.
尚、各励磁極対を同一円周上ではなく中心軸を
同じくする異なる円周上に夫々配するようにして
もよい。その一例を第10図に示す。第10図に
おいて、ステータ部分は、軸方向に配設された2
つのステータ1A及び1Bとから成る。ステータ
1Aは半径方向で対向する2つの励磁極A及びC
を有し、各々に巻回された1次巻線2A及び2C
が逆方向に磁束を生じるように直列接続されてお
り、正弦波信号(Isinωt)によつて励磁される。
ステータ1Bも同様に半径方向で対向する2つの
励磁極B及びDを有し、各々に巻回された1次巻
線2B及び2Dが逆方向に磁束を生じるように直
列接続されており、余弦波信号(Icosωt)によ
つて励磁される。そして、夫々の励磁極対A及び
CとB及びDの位置が90度ずれるように両ステー
タ1A及び1Bが配されている。各励磁極A,
B,C,Dに巻回された2次巻線7A〜7Dの出
力は第1図と同様にして合成して取り出すものと
する。ロータ32は第1図のロータ3と同様に、
軸4に対して偏心して取付けられた円筒状の鉄心
から成るものである。 Note that the excitation pole pairs may be arranged not on the same circumference but on different circumferences having the same central axis. An example is shown in FIG. In FIG. 10, the stator section includes two axially arranged
It consists of two stators 1A and 1B. The stator 1A has two excitation poles A and C facing each other in the radial direction.
primary windings 2A and 2C wound around each
are connected in series so as to generate magnetic flux in opposite directions, and are excited by a sinusoidal signal (Isinωt).
The stator 1B similarly has two excitation poles B and D facing each other in the radial direction, and the primary windings 2B and 2D wound around each are connected in series so as to generate magnetic flux in opposite directions. It is excited by a wave signal (Icosωt). Both stators 1A and 1B are arranged such that the positions of the respective excitation pole pairs A and C and B and D are shifted by 90 degrees. Each excitation pole A,
The outputs of the secondary windings 7A to 7D wound around B, C, and D are combined and extracted in the same manner as in FIG. The rotor 32 is similar to the rotor 3 in FIG.
It consists of a cylindrical iron core mounted eccentrically with respect to the shaft 4.
更に、第11図に示すようなE字形のステータ
33を用いることもできる。ステータ33の両端
に位置する励磁極33A及び33Bには1次巻線
34A及び34Bが夫々巻回される。34Aは正
弦波信号(Isinωt)によつて励磁し、34Bは余
弦波信号(Icosωt)によつて励磁する。ステー
タ33の中央に位置する磁極33Eには2次巻線
7が巻回される。ロータ35は円筒鉄心の両端を
斜めに切断した形状を成しており、この円筒の中
心と軸4の中心が一致する。ロータ35の両端は
同方向に(平行に)切断されているのではなく、
一端の斜面に対して他端の斜面は90度ねじれてい
る。各磁極33A及び33Bの端部とロータ35
の円筒側面とが対向し、その対向面積がロータ3
5の回転角度θに応じて変化することにより回転
角度θに応じたリラクタンス変化を得ることがで
きる。ここで、ロータ35の両端斜面の90度のね
じれにより、極33Aにおけるリラクタンス変化
と極33Bにおけるリラクタンス変化には90度の
ずれが生じる。これにより、正弦波によつて励磁
される極33Aと余弦波によつて励磁される極3
3Bとを90度ずらして配設したのと同じ効果が得
られることになり、第1図あるいは第7図乃至第
9図の実施例と同様にロータ35の回転角度θに
応じた位相ずれの生じた交流信号を極33Eの2
次巻線7から得ることができる。尚、一点鎖線で
示すようにステータ33の反対側に同様のE字形
ステータ33′を設け、励磁極33Aと33Cに
正弦波信号によつて励磁される1次巻線を差動的
に巻回すると共に、励磁極33Bと33Dに余弦
波信号によつて励磁される1次巻線を差動的に巻
回するようにしてもよい。その場合、両ステータ
33及び33′の中央の磁極33E,33E′に
夫々設けた2次巻線の出力を合成したものが、回
路角度θに応じた位相ずれの生じた交流信号
(Ksin(ωt−θ)である。 Furthermore, an E-shaped stator 33 as shown in FIG. 11 may also be used. Primary windings 34A and 34B are wound around excitation poles 33A and 33B located at both ends of the stator 33, respectively. 34A is excited by a sine wave signal (Isinωt), and 34B is excited by a cosine wave signal (Icosωt). A secondary winding 7 is wound around a magnetic pole 33E located at the center of the stator 33. The rotor 35 has a shape in which both ends of a cylindrical core are cut diagonally, and the center of this cylinder coincides with the center of the shaft 4. Both ends of the rotor 35 are not cut in the same direction (parallel),
The slope at one end is twisted 90 degrees to the slope at the other end. Ends of each magnetic pole 33A and 33B and rotor 35
The cylindrical side surface of the rotor 3 faces the rotor 3, and its opposing area is
By changing the reluctance according to the rotation angle θ of No. 5, it is possible to obtain a reluctance change according to the rotation angle θ. Here, due to the 90 degree twist of the slopes at both ends of the rotor 35, a 90 degree difference occurs between the reluctance change at the pole 33A and the reluctance change at the pole 33B. As a result, the pole 33A is excited by the sine wave and the pole 3A is excited by the cosine wave.
3B and 3B by 90 degrees, and similarly to the embodiments shown in FIG. 1 or FIGS. 7 to 9, the phase shift according to the rotation angle θ of the rotor 35 The generated AC signal is connected to the 2nd pole of pole 33E.
It can be obtained from the next winding 7. As shown by the dashed line, a similar E-shaped stator 33' is provided on the opposite side of the stator 33, and a primary winding excited by a sine wave signal is differentially wound around the excitation poles 33A and 33C. In addition, primary windings excited by a cosine wave signal may be differentially wound around the excitation poles 33B and 33D. In that case, the output of the secondary windings provided at the central magnetic poles 33E and 33E' of both stators 33 and 33', respectively, is synthesized as an AC signal (Ksin(ωt −θ).
また、第12図に示すように、ロータ36とス
テータ37の各磁極A〜Dにスロツト歯を設けて
もよい。各磁極A〜Dの1次巻線2A〜2Dと2
次巻線7A〜7Dは第1図と同様に構成されてい
る。ロータ36のスロツト歯とステータ37の各
磁極A乃至Dの歯との対応関係は、対を成す磁極
同士(AとCまたはBとD)では1/2ピツチに相
当する機械的位相ずれが生じるようになつてい
る。これにより一方の磁極A(またはB)とロー
タ36との間のパーミアンスと他方の磁極C(ま
たはD)とロータ36との間のパーミアンスとが
歯の1ピツチを1サイクルとして差動的に変化す
る。また、各磁極対(A,CとB,D)の間では
1/4ピツチの機械的位相ずれが生じるように設計
されている。従つて、前記(1)式と同様のパーミア
ンス変化PA〜PDがスロツト歯の1サイクルを1
周期として生じる。その結果、1回転分のスロツ
ト歯のピツチ数をNとすると、前記(7)式の位相ず
れθはN倍に拡大されてNθとして現われる。従
つて、前記(19)式に従つて求めた角速度ωMも
実際の角速度をN倍に拡大したものが得られ、検
出分解能が増す。 Further, as shown in FIG. 12, slot teeth may be provided on each of the magnetic poles A to D of the rotor 36 and stator 37. Primary windings 2A to 2D and 2 of each magnetic pole A to D
The next windings 7A to 7D are constructed in the same manner as in FIG. The correspondence between the slot teeth of the rotor 36 and the teeth of each magnetic pole A to D of the stator 37 is such that a mechanical phase shift equivalent to 1/2 pitch occurs between the paired magnetic poles (A and C or B and D). It's becoming like that. As a result, the permeance between one magnetic pole A (or B) and the rotor 36 and the permeance between the other magnetic pole C (or D) and the rotor 36 change differentially, with one tooth pitch being one cycle. do. Further, it is designed so that a mechanical phase shift of 1/4 pitch occurs between each pair of magnetic poles (A, C and B, D). Therefore, the same permeance changes P A to P D as in equation (1) above correspond to one cycle of the slot teeth.
Occurs as a cycle. As a result, when the number of pitches of the slot teeth for one rotation is N, the phase shift θ in equation (7) is expanded by N times and appears as Nθ. Therefore, the angular velocity ω M obtained according to the above equation (19) can also be obtained by enlarging the actual angular velocity by N times, increasing the detection resolution.
回転検出器12は上記実施例で示したものに限
らず、要するに、1次巻線と2次巻線をステータ
側に具えた可変磁気抵抗型の検出器であつて、各
磁極のパーミアンス変化の機械的位相ずれに応じ
た電気的位相ずれを有する複数の交流信号によつ
て各極を各別に励磁する構成のものであればよ
い。 The rotation detector 12 is not limited to the one shown in the above embodiment, but in short, it is a variable magnetic resistance type detector equipped with a primary winding and a secondary winding on the stator side, and is capable of detecting changes in permeance of each magnetic pole. Any structure may be used as long as each pole is individually excited by a plurality of alternating current signals having an electrical phase shift corresponding to a mechanical phase shift.
また、回転検出器12の出力信号E(すなわち
ES)にもとづいて回転速度及び加速度を求める回
路は第4図に示すものに限らず、適宜に設計変更
できることはいうまでもない。第4図では周期
t0、tS(n0、nS)にもとづいて回転速度を検出して
いるが、第13図に示すように回転検出信号E
(すなわちES)の周波数ωSを直接計測することに
より回転角速度ωMを求めるようにしてもよい。
第13図において、符号18,19,20,2
1,22,23,24は第4図において同一符号
を付された回路と同様の機能を果す回路であり、
発振回路60の発振出力にもとづいて正弦波信号
Isinωtと余弦波信号Icosωtとを発生する。回転角
度検出器12から出力される回転検出信号E(す
なわちES)が入力されるコンパレータ61は第4
図のコンパレータ42と同様の機能を果すもの
で、回転検出信号Eと同周波数のパルス信号Fを
出力する。周波数計測回路62はパルス信号Fの
周波数ωSを計測し、これにもとづき現在の回転
角速度ωMを示すデータX2を出力する。すなわち、
前記(13)式からωM=ωS−ωであるため、信号
F(すなわち回転検出信号E)の周波数ωSを計測
することによりωMを求めることができる。 Furthermore, the output signal E of the rotation detector 12 (i.e.
It goes without saying that the circuit for determining the rotational speed and acceleration based on E S ) is not limited to the one shown in FIG. 4, and the design can be modified as appropriate. In Figure 4, the period
The rotation speed is detected based on t 0 , t S (n 0 , n S ), but as shown in Fig. 13, the rotation detection signal E
The rotational angular velocity ω M may be determined by directly measuring the frequency ω S of (that is, E S ).
In FIG. 13, symbols 18, 19, 20, 2
1, 22, 23, and 24 are circuits that perform the same functions as the circuits with the same symbols in FIG.
A sine wave signal is generated based on the oscillation output of the oscillation circuit 60.
Isinωt and a cosine wave signal Icosωt are generated. The comparator 61 to which the rotation detection signal E (i.e. E S ) output from the rotation angle detector 12 is inputted is the fourth comparator 61 .
It performs the same function as the comparator 42 shown in the figure, and outputs a pulse signal F having the same frequency as the rotation detection signal E. The frequency measuring circuit 62 measures the frequency ω S of the pulse signal F, and based on this, outputs data X 2 indicating the current rotational angular velocity ω M . That is,
Since ω M =ω S −ω from the above equation (13), ω M can be obtained by measuring the frequency ω S of the signal F (ie, the rotation detection signal E).
第14図は周波数計測回路62として周波数/
電圧コンバータ62Aを用いて回転角速度ωMを
示すアナログ電圧V(ωM)を出力するようにした
例を示す。この場合、周波数/電圧コンバータ6
2Aのオフセツト周波数を基準周波数ωに設定し
ておけば、入力信号Fに対応する出力電圧V
(ωM)は入力周波数ωSとオフセツト周波数ωの差
ωS−ωすなわち回転速度ωMに比例するものとな
る。従つて、極めて簡単に回転速度を求めること
ができる。 FIG. 14 shows the frequency/frequency measurement circuit 62.
An example will be shown in which the voltage converter 62A is used to output an analog voltage V (ω M ) indicating the rotational angular velocity ω M . In this case, frequency/voltage converter 6
If the offset frequency of 2A is set to the reference frequency ω, the output voltage V corresponding to the input signal F
(ω M ) is proportional to the difference ω S −ω between the input frequency ω S and the offset frequency ω, that is, the rotational speed ω M. Therefore, the rotation speed can be determined extremely easily.
第15図は周波数計測回路62として周波数カ
ウンタ62Bを用いて回転速度を示すデイジタル
データC(ωM)を出力するようにしたものであ
る。カウントした周波数ωSを示すデータC(ωS)
と基準周波数ωを示すデータC(ω)とを引算器
62Cで引算し、速度データC(ωM)を求める。 In FIG. 15, a frequency counter 62B is used as a frequency measuring circuit 62 to output digital data C(ω M ) indicating the rotational speed. Data C (ω S ) indicating the counted frequency ω S
and data C(ω) indicating the reference frequency ω are subtracted by a subtracter 62C to obtain speed data C(ω M ).
第13図のように周波数を直接計測する方式
は、第12図のような高分解能型の回転検出器1
2を用いた場合に特に有利である。何故ならば、
高分解能型の回転検出器は回転角速度に対応する
周波数ずれが大きく生じるため、周波数計測の精
度が上がるからである。 The method of directly measuring the frequency as shown in Fig. 13 uses a high-resolution rotation detector 1 as shown in Fig. 12.
It is particularly advantageous when 2 is used. because,
This is because a high-resolution rotation detector produces a large frequency deviation corresponding to the rotational angular velocity, which improves the accuracy of frequency measurement.
周波数計測回路62から出力されたデータは適
当なタイミングで記憶回路63にホールドされ
る。記憶回路63の出力は前回の速度データX1
として、周波数計測回路62の出力は今回の速度
データX2として加速度演算回路52に入力され、
その変化分(X2−X1)にもとづいて加速度αMが
求められる。 The data output from the frequency measurement circuit 62 is held in the storage circuit 63 at an appropriate timing. The output of the memory circuit 63 is the previous speed data
The output of the frequency measurement circuit 62 is input to the acceleration calculation circuit 52 as the current speed data X2 ,
Acceleration α M is determined based on the amount of change (X 2 −X 1 ).
以上説明したようにこの発明によれば、基準の
交流信号に対する回転検出信号の周波数偏移(周
期のずれ)にもとづいて回転速度を検出し、その
変化分にもとづいて回転加速度を検出するように
したので、検出可能な回転加速度の範囲が極めて
広くなり、また分解能も増すことができるという
優れた効果がある。 As explained above, according to the present invention, the rotational speed is detected based on the frequency deviation (period shift) of the rotation detection signal with respect to the reference AC signal, and the rotational acceleration is detected based on the change. Therefore, the range of rotational acceleration that can be detected becomes extremely wide, and the resolution can also be increased, which is an excellent effect.
第1図aはこの発明に係る回転加速度計の回転
検出器の部分の一実施例側断面を略示する図、同
図bはaの正面略図、第2図は第1図の検出器の
磁気回路の等価回路図、第3図は上記実施例の2
次巻線から得られる回転検出信号の周波数が回転
速度に応じて偏移することを例示する波形図、第
4図はこの発明に係る回転加速度計の電気回路部
分の一実施例を示すブロツク図、第5図は第4図
における励磁用交流信号を形成する回路部分の動
作を示すタイミングチヤート、第6図は第4図に
おける回転検出信号の周期を検出する回路部分の
動作を示すタイミングチヤート、第7図aは第1
図に示す回転検出器部分の別の実施例の側断面を
略示する図、同図bはaの正面略図、第8図aは
同部分の更に別の実施例を示す側断面略図、同図
bはaの正面略図、第9図aは同部分の他の実施
例を示す側断面略図、同図bはaの正面略図、第
10図aは同部分の更に他の実施例を示す側断面
略図、同図bはaの正面略図、第11図aは同部
分の他の実施例を示す側面略図、同図bはaの正
面略図、第12図aは同部分の更に他の実施例を
示す径方向断面図、同図bはaの側断面図、第1
3図はこの発明に係る回転加速度計の電気回路部
分の別の実施例を示すブロツク図、第14図及び
第15図は第13図の周波数計測回路の一例を
夫々示す図、である。
1,9,9′,37……ステータ、2A〜2D
……1次巻線、3,8,10,11,36……ロ
ータ、4……回転軸、A,B,C,D,9A〜9
D……励磁極、5,6……発振器、7,7A〜7
D……2次巻線、12……回転検出器、15……
クロツク発振器、16……分周回路、41……周
期算出回路、48……演算回路、51……速度検
出回路、52……加速演算回路。
FIG. 1a is a schematic side cross-sectional view of an embodiment of the rotation detector of the rotational accelerometer according to the present invention, FIG. 1b is a schematic front view of a, and FIG. The equivalent circuit diagram of the magnetic circuit, Figure 3 is the second embodiment of the above example.
A waveform diagram illustrating that the frequency of the rotation detection signal obtained from the next winding shifts depending on the rotation speed, and FIG. 4 is a block diagram illustrating an embodiment of the electric circuit portion of the rotational accelerometer according to the present invention. , FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the circuit section that forms the excitation AC signal in FIG. 4, and FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the circuit section that detects the cycle of the rotation detection signal in FIG. 4. Figure 7a is the first
FIG. 8a is a schematic side cross-sectional view of another embodiment of the rotation detector portion shown in FIG. Figure b is a schematic front view of a, Figure 9 a is a schematic side sectional view showing another embodiment of the same part, Figure b is a schematic front view of a, and Figure 10 a is a schematic side view of another embodiment of the same part. Fig. 11a is a schematic side view showing another embodiment of the same part, Fig. 12b is a schematic front view of a, and Fig. 12a is a schematic front view of the same part. A radial cross-sectional view showing the embodiment, FIG. b is a side cross-sectional view of a, and the first
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the electric circuit portion of the rotational accelerometer according to the present invention, and FIGS. 14 and 15 are diagrams showing an example of the frequency measuring circuit shown in FIG. 13, respectively. 1, 9, 9', 37...Stator, 2A to 2D
...Primary winding, 3, 8, 10, 11, 36...Rotor, 4...Rotating shaft, A, B, C, D, 9A~9
D... Excitation pole, 5, 6... Oscillator, 7, 7A~7
D... Secondary winding, 12... Rotation detector, 15...
Clock oscillator, 16... Frequency dividing circuit, 41... Period calculation circuit, 48... Arithmetic circuit, 51... Speed detection circuit, 52... Acceleration computing circuit.
Claims (1)
するステータと、 このステータの各励磁極を通る磁路のリラクタ
ンスを回転角度に応じて変化させる形状を成した
ロータと、 所定のクロツクパルスを分周することにより所
定周波数の位相のずれた複数の交流信号を発生
し、前記励磁極をこれらの位相のずれた複数の交
流信号によつて各別に励磁する回路と、 前記2次巻線の出力交流信号の周期を示すデイ
ジタルデータを前記クロツクパルスを利用してカ
ウントすることにより求める周期算出回路と、 求めたカウント値と前記励磁用交流信号の周期
に対応する予め準備された基準のカウント値とに
もとづいて回転速度を求める演算式をデイジタル
で実行するデイジタル演算回路と、 前記デイジタル演算回路で所定周期前に求めら
れた速度と今回求められた速度との差にもとづい
て回転加速度をデイジタルで演算する加速度演算
回路と を具える回転加速度計。 2 前記加速度演算回路は、前記デイジタル演算
回路で1周期前に求められた速度と今回求められ
た速度との差と、前記周期算出回路で求められた
その1周期分のカウント値とにもとづいて回転加
速度を演算する回路である特許請求の範囲第1項
記載の回転加速度計。[Claims] 1. A stator including a plurality of excitation poles, a primary winding, and a secondary winding, and a shape that changes the reluctance of a magnetic path passing through each excitation pole of the stator according to the rotation angle. a rotor, and a circuit that generates a plurality of phase-shifted alternating current signals of a predetermined frequency by frequency-dividing a predetermined clock pulse, and separately excites the excitation poles with the plurality of phase-shifted alternating current signals. a period calculation circuit that calculates digital data indicating the period of the output AC signal of the secondary winding by counting it using the clock pulse; A digital arithmetic circuit that digitally executes an arithmetic expression for calculating the rotational speed based on a prepared standard count value; A rotational accelerometer comprising an acceleration calculation circuit that digitally calculates rotational acceleration. 2. The acceleration calculation circuit calculates the speed based on the difference between the speed calculated one cycle ago by the digital calculation circuit and the speed calculated this time, and the count value for one cycle calculated by the period calculation circuit. The rotational accelerometer according to claim 1, which is a circuit for calculating rotational acceleration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP107381A JPS5770465A (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | Revolution accelerometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP107381A JPS5770465A (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | Revolution accelerometer |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55147425A Division JPS5770406A (en) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Rotating angle detecting apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5770465A JPS5770465A (en) | 1982-04-30 |
| JPH0157306B2 true JPH0157306B2 (en) | 1989-12-05 |
Family
ID=11491332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP107381A Granted JPS5770465A (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | Revolution accelerometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5770465A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018592B2 (en) * | 1979-11-09 | 1985-05-11 | 日産自動車株式会社 | Vehicle body set structure |
-
1981
- 1981-01-09 JP JP107381A patent/JPS5770465A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5770465A (en) | 1982-04-30 |
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