JP2011174800A - Rotation pulse generator and rotation speed analysis device - Google Patents

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JP2011174800A JP2010038754A JP2010038754A JP2011174800A JP 2011174800 A JP2011174800 A JP 2011174800A JP 2010038754 A JP2010038754 A JP 2010038754A JP 2010038754 A JP2010038754 A JP 2010038754A JP 2011174800 A JP2011174800 A JP 2011174800A
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Inventor
Hideo Suzuki
英男 鈴木
Takashi Nakajima
中島  隆
Makoto Sugizaki
誠 杉崎
Koichi Tachikawa
弘一 立川
Naonobu Mizukawa
尚信 水川
Shinsuke Matsumura
晋介 松村
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A&D Holon Holdings Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation pulse generator outputting a rotation pulse signal which can enhance a time resolution and accuracy of an instant rotation speed, and a rotation speed analysis device using the same. <P>SOLUTION: The rotation pulse generator 10 installed in a body of rotation 11 includes a reflective tape 12 having a high-reflection part 15 and a low-reflection part 16 with different reflectances alternately formed against a rotating direction of the body of rotation 11, and a photoelectric sensor 13 irradiating the reflective tape 12 with light and detecting the reflected light therefrom. The reflective tape 12 allows the reflectances to gradually change between the high-reflection part 15 and the low-reflection part 16. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転体の回転速度を検出するための回転パルス発生器および回転速度解析装置に関し、さらに詳細には、従来よりも高分解能で高精度に回転体の瞬時回転速度を求めることができる光学式回転パルス発生器に関する。   The present invention relates to a rotation pulse generator and a rotation speed analysis device for detecting the rotation speed of a rotating body. More specifically, the instantaneous rotation speed of the rotating body can be obtained with higher resolution and higher accuracy than in the past. The present invention relates to an optical rotation pulse generator.

機械システムには、モータやエンジンなどの回転する機構を持つものがほとんどである。回転体の回転速度変動は、振動や騒音の発生原因となるため、それをいかに精度よく測定し、低減する方策を見つけることが重要である。   Most mechanical systems have rotating mechanisms such as motors and engines. Since the rotational speed fluctuation of the rotating body causes generation of vibrations and noises, it is important to measure how accurately it is and to find a way to reduce it.

回転体の回転速度を検出する手段として最も一般的なものは、図13に示すように、回転軸に歯車2を取り付け、歯車2の歯の近傍に電磁センサ4を固定して、歯車2の歯が電磁センサ4の感知領域を通過することにより電気信号の回転パルス信号を発生させる電磁式回転パルス発生器である(非特許文献1参照)。しかしながら、電磁センサ4は、電磁ノイズの影響を受けやすい欠点がある。また、回転数が遅くなると回転パルス信号レベルが低下し、さらにノイズの影響を受けやすくなるという欠点を有する。   As shown in FIG. 13, the most common means for detecting the rotational speed of the rotating body is that the gear 2 is attached to the rotating shaft, the electromagnetic sensor 4 is fixed near the teeth of the gear 2, and the gear 2 This is an electromagnetic rotation pulse generator that generates a rotation pulse signal of an electric signal when teeth pass through a sensing region of the electromagnetic sensor 4 (see Non-Patent Document 1). However, the electromagnetic sensor 4 has a drawback that it is easily affected by electromagnetic noise. Further, when the rotational speed is slowed, the rotational pulse signal level is lowered, and it is further susceptible to noise.

上記の欠点を解決するものとして、光学式回転パルス発生器(以下、単に回転パルス発生器ともいう)がある(特許文献1参照)。光学式回転パルス発生器の一般的な構成としては、たとえば図14(a)に示す反射テープ8が回転体の外周面に貼り付けられ、その反射テープ8に対して光電センサから光が照射され、その反射光が光電センサで検出される。反射テープ8の表面には、模様として白6と黒7とが交互に、且つ、その境界が明確に形成されている。したがって、光電センサで反射光を検出すると、白6と黒7の反射率の差によって、矩形波が出力される。   As a solution to the above-described drawbacks, there is an optical rotation pulse generator (hereinafter also simply referred to as a rotation pulse generator) (see Patent Document 1). As a general configuration of the optical rotation pulse generator, for example, a reflective tape 8 shown in FIG. 14A is attached to the outer peripheral surface of a rotating body, and light is irradiated to the reflective tape 8 from a photoelectric sensor. The reflected light is detected by the photoelectric sensor. On the surface of the reflective tape 8, white 6 and black 7 are alternately formed as a pattern, and the boundary is clearly formed. Therefore, when the reflected light is detected by the photoelectric sensor, a rectangular wave is output due to the difference in reflectance between white 6 and black 7.

光学式回転パルス発生器の別の形態としては、図14(b)に示す反射円板シート9が回転体の側面に装着され、その反射円板シート9に光電センサから光を照射され、その反射光が光電センサで検出される。この場合、反射円板シート9は、白6と黒7が放射方向に、且つ、一定の角度間隔で交互に形成されており、白6と黒7の境界は明確に形成されている。この場合にも、光電センサで反射光を検出すると、白6と黒7の反射率の明確な違いによって矩形波が出力される。   As another form of the optical rotation pulse generator, a reflection disk sheet 9 shown in FIG. 14B is mounted on the side surface of the rotating body, and the reflection disk sheet 9 is irradiated with light from a photoelectric sensor. The reflected light is detected by the photoelectric sensor. In this case, in the reflective disk sheet 9, white 6 and black 7 are alternately formed in the radial direction and at a constant angular interval, and the boundary between white 6 and black 7 is clearly formed. Also in this case, when the reflected light is detected by the photoelectric sensor, a rectangular wave is output due to a clear difference in reflectance between white 6 and black 7.

上記の如く構成された光学式回転パルス発生器は、電磁センサのように電磁ノイズの影響を受けることがなく、さらに回転速度が低下しても出力レベルが低下しないので、電磁ノイズの強い環境下でも良好な測定結果を得ることができる。   The optical rotation pulse generator configured as described above is not affected by electromagnetic noise unlike an electromagnetic sensor, and the output level does not decrease even when the rotation speed is reduced. But good measurement results can be obtained.

特開2006−170788号JP 2006-170788 A

中島 隆、杉崎 誠、鈴木 英男、解析的信号法による回転体の瞬時回転速度・位相の計測方法−回転検出器モデルを用いた解析精度の検討−、自技会学術講演会前刷集No.20−09、P.1〜6、2009年5月Takashi Nakajima, Makoto Sugisaki, Hideo Suzuki, Measurement Method of Instantaneous Rotation Speed and Phase of Rotating Body by Analytical Signaling Method-Examination of Analytical Accuracy Using Rotation Detector Model- 20-09, P.I. 1-6, May 2009

しかしながら、上述した従来装置の場合、出力信号が矩形波であり、0あるいは1の値しか得られない。換言すると、従来装置の場合、0から1または1から0に変化するときだけしか、回転速度に関する情報が得られない。このため、従来装置では、回転速度が変動すると、高次成分の情報が失われ、瞬時回転速度の時間分解能が低くなり、高精度に瞬時回転速度を求めることができないという問題があった。   However, in the case of the conventional apparatus described above, the output signal is a rectangular wave, and only a value of 0 or 1 can be obtained. In other words, in the case of the conventional apparatus, information about the rotational speed can be obtained only when the value changes from 0 to 1 or from 1 to 0. For this reason, when the rotational speed fluctuates, the conventional apparatus has a problem that information on high-order components is lost, the temporal resolution of the instantaneous rotational speed is lowered, and the instantaneous rotational speed cannot be obtained with high accuracy.

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、瞬時回転速度の時間分解能の向上と瞬時回転速度の高精度化が可能となる回転パルス信号を出力することのできる回転パルス発生器を提供することを目的とする。また、その信号によって瞬時回転速度の時間分解能の向上と瞬時回転速度の高精度化を達成できる回転速度解析装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a rotation pulse generator capable of outputting a rotation pulse signal that can improve the temporal resolution of the instantaneous rotation speed and increase the accuracy of the instantaneous rotation speed. With the goal. It is another object of the present invention to provide a rotational speed analyzing apparatus that can improve the temporal resolution of the instantaneous rotational speed and increase the accuracy of the instantaneous rotational speed by using the signal.

請求項1に係る発明は前記課題を解決するため、回転体に設けられ、反射率の異なる高反射部と低反射部とが前記回転体の回転方向に対して交互に形成された反射部と、前記反射部に照射された光の反射光を検出するセンサと、を備えた回転パルス発生器において、前記反射部は、前記高反射部と前記低反射部との間で反射率が徐々に変化することを特徴とする回転パルス発生器を提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is provided in a rotating body, and a reflecting section in which a high reflecting section and a low reflecting section having different reflectivities are alternately formed with respect to the rotating direction of the rotating body; A rotation pulse generator comprising: a sensor that detects reflected light of the light irradiated on the reflecting portion; and the reflecting portion gradually reflects between the high reflecting portion and the low reflecting portion. A rotating pulse generator is provided that is characterized by varying.

請求項2に係る発明は請求項1に係る発明において、前記反射部は前記回転体の外周面または内周面に設けられることを特徴とする。請求項3に係る発明は請求項2に係る発明において、前記反射部は、前記高反射部と前記低反射部が長手方向に交互に形成された反射テープを、前記回転体の外周面または内周面に装着することによって構成されることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the reflecting portion is provided on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of the rotating body. According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the reflective portion is formed by using a reflective tape in which the high reflective portion and the low reflective portion are alternately formed in the longitudinal direction, the outer peripheral surface or the inner surface of the rotating body. It is configured by being mounted on a peripheral surface.

請求項4に係る発明は請求項1に係る発明において、前記反射部は前記回転体の側面(回転軸に直交する面)に設けられることを特徴とする。請求項5に係る発明は請求項4に係る発明において、前記反射部は、前記高反射部と前記低反射部が放射状に形成され、且つ、一定の角度間隔で交互に形成された円状の反射シートを、その中心と前記回転体の回転中心が一致するように前記回転体の側面に装着することによって構成されることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the reflecting portion is provided on a side surface (a surface orthogonal to the rotation axis) of the rotating body. The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the reflection portion is a circular shape in which the high reflection portion and the low reflection portion are radially formed and are alternately formed at regular angular intervals. The reflection sheet is configured by being mounted on a side surface of the rotating body such that the center of the reflecting sheet coincides with the rotation center of the rotating body.

請求項6に係る発明は請求項1〜5に係る発明において、前記高反射部が白色、前記低反射部が黒色であり、前記高反射部と前記低反射部との間は灰色であることを特徴とする。請求項7に係る発明は請求項6に係る発明において、前記高反射部と前記低反射部との間は、前記高反射部に近づくに連れて白色に近い灰色になり、前記低反射部に近づくに連れて黒色に近い灰色になることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to 5, wherein the high reflection portion is white, the low reflection portion is black, and the space between the high reflection portion and the low reflection portion is gray. It is characterized by. The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the space between the high reflection portion and the low reflection portion becomes gray near white as the high reflection portion is approached. As it gets closer, it turns gray near black.

請求項8に係る発明は、請求項1〜7に記載の回転パルス発生器と、前記回転パルス発生器から出力された回転パルス信号に基づいて前記回転体の回転速度に関する解析を行う解析手段と、を備えたことを特徴とする回転速度解析装置を提供する。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the rotational pulse generator according to any one of the first to seventh aspects, and analysis means for analyzing the rotational speed of the rotating body based on the rotational pulse signal output from the rotational pulse generator. And a rotational speed analyzing apparatus characterized by comprising:

請求項1に係る発明によれば、高反射部と低反射部との間で反射率が徐々に変化するので、この反射部からの反射光をセンサで検出すると、センサからは正弦波に近い出力が得られる。このように正弦波に近い出力が得られることによって、高反射部と低反射部との間においても回転速度に関する情報が得られる。したがって、本発明によれば、瞬時回転速度及び位相の時間分解能を上げるとともに、高精度に瞬時回転速度及び位相を求めることができる。   According to the first aspect of the present invention, the reflectance gradually changes between the high reflection portion and the low reflection portion. Therefore, when the reflected light from the reflection portion is detected by the sensor, the sensor is close to a sine wave. Output is obtained. By obtaining an output close to a sine wave in this way, information regarding the rotational speed can be obtained between the high reflection portion and the low reflection portion. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain the instantaneous rotational speed and phase with high accuracy while increasing the temporal resolution of the instantaneous rotational speed and phase.

請求項2に係る発明によれば、反射部が回転体の外周面または内周面に設けられるので、その外周面または内周面から回転に関する情報が得られる。請求項3に係る発明によれば、反射テープを回転体の外周面または内周面に装着することによって、反射部が回転体の外周面または内周面に形成される。   According to the second aspect of the invention, since the reflecting portion is provided on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the rotating body, information relating to rotation can be obtained from the outer peripheral surface or the inner peripheral surface. According to the invention which concerns on Claim 3, a reflection part is formed in the outer peripheral surface or inner peripheral surface of a rotary body by mounting | wearing a reflective tape with the outer peripheral surface or internal peripheral surface of a rotary body.

請求項4に係る発明によれば、反射部が回転体の側面に設けられるので、その側面から回転に関する情報が得られる。請求項5に係る発明によれば、反射シートを回転体の側面に装着することによって、反射部が回転体の側面に形成される。   According to the fourth aspect of the present invention, since the reflecting portion is provided on the side surface of the rotating body, information about rotation can be obtained from the side surface. According to the invention which concerns on Claim 5, a reflection part is formed in the side surface of a rotary body by mounting | wearing the side surface of a rotary body with a reflective sheet.

請求項6に係る発明によれば、高反射部と低反射部が、反射率の差の大きい白黒模様によって形成されるので、反射率の差をセンサで確実に識別することができる。請求項7に係る発明によれば、高反射部に近づくに連れて黒色に近い灰色とし、前記低反射部に近づくに連れて白色に近い灰色としたので、略正弦波の信号を確実に出力することができる。   According to the sixth aspect of the invention, since the high reflection portion and the low reflection portion are formed by a monochrome pattern having a large difference in reflectance, the difference in reflectance can be reliably identified by the sensor. According to the seventh aspect of the present invention, the gray color is nearly black as it approaches the high reflection part, and the gray color is close to white as the low reflection part is approached. can do.

請求項8に係る発明によれば、請求項1〜7に記載の回転パルス発生器から出力された回転パルス信号に基づいて解析を行うので、瞬時回転速度及び位相の時間分解能を上げるとともに、高精度に瞬時回転速度及び位相を求めることができる。   According to the invention according to claim 8, since the analysis is performed based on the rotation pulse signal output from the rotation pulse generator according to claims 1 to 7, the time resolution of the instantaneous rotation speed and phase is increased, and The instantaneous rotation speed and phase can be obtained with high accuracy.

第1の実施形態の回転パルス発生器の構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of the rotation pulse generator of the first embodiment 反射テープの正面図Front view of reflective tape 反射テープの反射率を説明する説明図Explanatory drawing explaining the reflectance of reflective tape 信号処理装置における制御フロー図Control flow diagram for signal processing equipment 第2の実施形態の回転パルス発生器の構成を示す模式図The schematic diagram which shows the structure of the rotation pulse generator of 2nd Embodiment. 反射円板シートの正面図Front view of reflective disc sheet 本実施の形態と従来装置における出力信号を示す図The figure which shows the output signal in this Embodiment and a conventional apparatus 図7の結果から求めた周波数スペクトルを示す図The figure which shows the frequency spectrum calculated | required from the result of FIG. 変動角度が0.01の場合の周波数スペクトルを示す図The figure which shows the frequency spectrum when the fluctuation angle is 0.01 図8の周波数スペクトルから求めた回転周波数を示す図The figure which shows the rotational frequency calculated | required from the frequency spectrum of FIG. 図9の周波数スペクトルから求めた回転周波数を示す図The figure which shows the rotational frequency calculated | required from the frequency spectrum of FIG. 図9の周波数スペクトルから求めた位相を示す図The figure which shows the phase calculated | required from the frequency spectrum of FIG. 従来の電磁式回転パルス発生器の構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of a conventional electromagnetic rotation pulse generator 従来の光学式回転パルス発生器の要部を説明する説明図Explanatory drawing explaining the principal part of the conventional optical rotation pulse generator

以下、図面に基づいて、本発明の一実施例について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は第1の実施形態の回転速度解析装置10の構成を示す模式図である。同図に示すように、回転パルス発生器10は、回転体11の回転に応じた信号(すなわち略正弦波の回転パルス信号)を出力する装置であり、回転体11の外周面に装着される反射テープ12と、その反射テープ12からの反射光を受光する光電センサ13を備える。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a rotational speed analysis apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in the figure, the rotation pulse generator 10 is a device that outputs a signal corresponding to the rotation of the rotating body 11 (that is, a rotation pulse signal of a substantially sine wave), and is mounted on the outer peripheral surface of the rotating body 11. A reflective tape 12 and a photoelectric sensor 13 that receives reflected light from the reflective tape 12 are provided.

図2は反射テープ12の正面図である。同図に示すように、反射テープ12は、白黒模様をプリントしたテープであり、白色から成る高反射部15と、黒色から成る低反射部16とを備える。高反射部15と低反射部16はそれぞれ、長手方向と直交する方向に直線状に形成されている。また、高反射部15と低反射部16は、長手方向に一定の間隔で交互に形成されている。なお、本発明において高反射部15とは、反射テープ12の反射部分(後述の検査光が当たる部分)のうち反射率が最も大きい部分であり、本実施の形態では(面積のない)直線状に形成されている。すなわち、本実施の形態では、反射率の最も高い部分が直線状であり、そのすぐ両側で後述の如く反射率が少しずつ低下している。同様に、低反射部16とは、反射テープ12の反射部分のうち反射率が最も小さい部分であり、本実施の形態では(面積のない)直線状に形成されている。ただし、高反射部15、低反射部16を所定の幅を持って形成するようにしてもよい。   FIG. 2 is a front view of the reflective tape 12. As shown in the figure, the reflective tape 12 is a tape on which a monochrome pattern is printed, and includes a high reflective portion 15 made of white and a low reflective portion 16 made of black. The high reflection part 15 and the low reflection part 16 are each formed in a straight line in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Further, the high reflection portions 15 and the low reflection portions 16 are alternately formed at regular intervals in the longitudinal direction. In the present invention, the high reflection portion 15 is a portion having the highest reflectance among the reflection portions of the reflection tape 12 (portions to which inspection light described later is applied). In the present embodiment, the high reflection portion 15 is linear (no area). Is formed. That is, in the present embodiment, the portion with the highest reflectance is linear, and the reflectance gradually decreases on both sides immediately as described later. Similarly, the low reflection portion 16 is a portion having the smallest reflectance among the reflection portions of the reflection tape 12, and is formed in a straight line (having no area) in the present embodiment. However, the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16 may be formed with a predetermined width.

高反射部15と低反射部16との間は、白から黒へ、または黒から白へと色が連続的に変化しており、反射率が徐々に変化するように構成されている。ここで、「反射率が徐々に変化する」とは、高反射部15と低反射部16との明確な境界線が認識できないことを意味する。   Between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16, the color continuously changes from white to black or from black to white, and the reflectance is gradually changed. Here, “the reflectance changes gradually” means that a clear boundary line between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16 cannot be recognized.

たとえば反射テープ12をベタ塗り印刷した場合、高反射部15と低反射部16の間は白と黒の中間色(灰色)であり、且つ、高反射部15に近づくほど徐々に白色に近い灰色に変化させ、低反射部16に近づくほど徐々に黒色に近い灰色に変化させる。または、高反射部15に近づくほど黒色を薄く(淡く)し、低反射部16に近づくほど黒色の濃度を濃くする。ドット印刷の場合は、高反射部15に近づくほどドットの密度を徐々に小さくし、低反射部16に近づくほどドットの密度を徐々に大きくする。このように構成することによって、高反射部15と低反射部16との間で反射率が徐々に変化するようになり、高反射部15に近づくほど反射率が大きくなり、低反射部16に近づくほど反射率が小さくなる。   For example, when the reflective tape 12 is solid-printed, the space between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16 is an intermediate color between white and black (gray), and gradually becomes closer to white as it approaches the high reflection portion 15. The color is gradually changed to gray near black as the low reflection part 16 is approached. Alternatively, the closer to the high reflection portion 15, the thinner the black color (lighter), and the closer to the low reflection portion 16, the darker the black density. In the case of dot printing, the density of dots is gradually reduced as it approaches the high reflection portion 15, and the density of dots is gradually increased as it approaches the low reflection portion 16. By configuring in this way, the reflectance gradually changes between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16, and the reflectance increases as it approaches the high reflection portion 15. The closer it is, the lower the reflectance.

図3は反射テープ12における長手方向(すなわち回転方向)の位置と反射率との関係を説明する説明図である。図3(a)は図2に示した反射テープ12の一部を拡大した図であり、図3(b)は図3(a)に対応する位置での反射率を示している。図3(b)において、αは高反射部15の位置、βは低反射部16の位置を示している。図3(b)に示すように、反射率は、α(高反射部15)の位置で最大値となり、β(低反射部16)の位置で最小値となる正弦波状に周期的に変化している。このように反射率を正弦波状に変化させることによって、後述の検査光の幅を小さくした場合であっても確実に略正弦波の回転パルス信号を出力することができる。なお、反射率の変化は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な態様が可能である。たとえば高反射部15から低反射部16へ常に一定の割合で反射率を低下させるとともに、低反射部16から高反射部15へ常に一定の割合で反射率を増加させるようにしてもよい。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the position in the longitudinal direction (that is, the rotation direction) and the reflectance in the reflective tape 12. 3A is an enlarged view of a part of the reflective tape 12 shown in FIG. 2, and FIG. 3B shows the reflectance at a position corresponding to FIG. 3A. In FIG. 3B, α indicates the position of the high reflection portion 15, and β indicates the position of the low reflection portion 16. As shown in FIG. 3B, the reflectance periodically changes in a sine wave shape having a maximum value at the position of α (high reflection portion 15) and a minimum value at the position of β (low reflection portion 16). ing. Thus, by changing the reflectance in a sine wave shape, a rotation pulse signal having a substantially sine wave can be reliably output even when the width of inspection light described later is reduced. Note that the change in reflectance is not limited to the above-described embodiment, and various modes are possible. For example, the reflectivity may always be decreased from the high reflection portion 15 to the low reflection portion 16 at a constant rate, and the reflectivity may be always increased from the low reflection portion 16 to the high reflection portion 15 at a constant rate.

なお、本実施の形態では、高反射部15と低反射部16の間で色が連続的に変化するように構成したが、これに限定するものではなく、色が段階的に変化するように(すなわち、色の濃淡が異なる複数の層を順番に並べて配置するように)してもよい。この場合にも高反射部15と低反射部16との間で反射率が徐々に変化するので、後述の光電センサ13によって略正弦波が出力される。   In the present embodiment, the color is changed continuously between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16, but the present invention is not limited to this, and the color changes stepwise. (In other words, a plurality of layers having different color shades may be arranged in order). Also in this case, since the reflectance gradually changes between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16, a substantially sine wave is output by the photoelectric sensor 13 described later.

また、上述した実施形態は、高反射部15を白色とし、低反射部16を黒色としたが、これに限定するものではなく、他色(カラー表示)であってもよい。カラー表示の場合、白黒以外の1色を用いるとともにその濃淡を変化させることによって、高反射部15、低反射部16、その中間部分を形成する方法が考えられる。また、白黒以外の2色を用いるとともに、検査光に対する反射率が高い色を高反射部15、反射率が低い色を低反射部16にし、高反射部15と低反射部16の間を2色の中間色として徐々に変化させる方法が考えられる。   In the above-described embodiment, the high reflection portion 15 is white and the low reflection portion 16 is black. However, the present invention is not limited to this, and other colors (color display) may be used. In the case of color display, a method of forming the high reflection portion 15, the low reflection portion 16, and an intermediate portion thereof by using one color other than black and white and changing the density thereof can be considered. Further, two colors other than black and white are used, a color having a high reflectance with respect to the inspection light is a high reflection portion 15, a color having a low reflectance is a low reflection portion 16, and a distance between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16 is 2. A method of gradually changing the color as an intermediate color is conceivable.

さらに、上述した実施形態は、色の変化によって反射率を変化させるようにしたが、これに限定するものではなく、表面加工等によって反射率を変化させるようにしてもよい。たとえば、高反射部15を鏡面加工にしたり、低反射部16、26を梨地仕上げのような微小凹凸加工をしたりしてもよい。いずれの場合にも高反射部15と低反射部16との間で反射率が徐々に変化し、その結果として、光電センサ13の出力信号が略正弦波になるように構成されていればよい。   Further, in the above-described embodiment, the reflectance is changed by changing the color. However, the present invention is not limited to this, and the reflectance may be changed by surface processing or the like. For example, the high reflection portion 15 may be mirror-finished, and the low reflection portions 16 and 26 may be subjected to minute unevenness processing such as a satin finish. In any case, it is sufficient that the reflectance gradually changes between the high reflection portion 15 and the low reflection portion 16, and as a result, the output signal of the photoelectric sensor 13 is configured to be a substantially sine wave. .

上記の如く構成された反射テープ12は、長手方向の長さが回転体11の外周長と同じ長さで形成される。そして、回転体11を一周するようにして隙間なく、回転体11の外周面に装着される。反射テープ12の回転体11への装着方法は特に限定するものではないが、たとえば反射テープ12の裏面に粘着層を設け、この粘着層によって回転体11に装着される。この他、接着剤やねじなど、公知の他の手段によって装着するようにしてもよい。なお、反射テープ12の長さと回転体11の外周長との間に誤差が生じた場合には、その誤差を後述の信号処理装置14で吸収することが好ましい。具体的には、反射テープ12の長さと回転体11との外周長とに誤差が生じると、その位置に基づいて出力信号に規則的な変動が生じるので、この規則的な変動を検出し、その部分のデータを補正または削除するとよい。また、上述した実施形態は、反射テープ12を回転体11の外周面に装着したが、これに限定するものではなく、たとえば回転体11が筒状部分を有する場合はその筒状部分の内周面に反射テープ12を装着してもよい。   The reflective tape 12 configured as described above is formed so that the length in the longitudinal direction is the same as the outer peripheral length of the rotating body 11. And it mounts | wears with the outer peripheral surface of the rotary body 11 without a space | interval so that the rotary body 11 may be made a round. A method for attaching the reflective tape 12 to the rotating body 11 is not particularly limited. For example, an adhesive layer is provided on the back surface of the reflective tape 12 and the adhesive layer is attached to the rotating body 11. In addition, you may make it mount | wear with other well-known means, such as an adhesive agent and a screw | thread. In the case where an error occurs between the length of the reflective tape 12 and the outer peripheral length of the rotating body 11, it is preferable that the error is absorbed by the signal processing device 14 described later. Specifically, when an error occurs between the length of the reflective tape 12 and the outer peripheral length of the rotating body 11, a regular variation occurs in the output signal based on the position, so this regular variation is detected, It is preferable to correct or delete the data in that portion. In the above-described embodiment, the reflective tape 12 is mounted on the outer peripheral surface of the rotating body 11. However, the present invention is not limited to this. For example, when the rotating body 11 has a cylindrical portion, the inner periphery of the cylindrical portion. The reflective tape 12 may be attached to the surface.

図1に示すように光電センサ13は、回転体11の外周面(ただし、反射テープ12を内周面に装着した場合はその内周面)に近接し、且つ、反射テープ12に接触しないように配置される。また、光電センサ13は、反射テープ12に検査光を照射するとともに、その検査光が反射した反射光を受光し、光量を検出するように構成される。なお、検査光の出射装置と反射光の受光装置とを別々に設けてもよい。   As shown in FIG. 1, the photoelectric sensor 13 is close to the outer peripheral surface of the rotating body 11 (however, when the reflective tape 12 is attached to the inner peripheral surface) and does not come into contact with the reflective tape 12. Placed in. In addition, the photoelectric sensor 13 is configured to irradiate the reflection tape 12 with inspection light, receive reflected light reflected by the inspection light, and detect the amount of light. The inspection light emitting device and the reflected light receiving device may be provided separately.

回転体11を回転させながら光電センサ13で検出を行うと、光電センサ13からは、反射テープ12の白黒模様に応じた出力が得られる。光電センサ13は、信号処理装置14に接続されており、光電センサ13で得られた回転パルス信号が信号処理装置14に出力される。   When detection is performed by the photoelectric sensor 13 while rotating the rotating body 11, an output corresponding to the monochrome pattern of the reflective tape 12 is obtained from the photoelectric sensor 13. The photoelectric sensor 13 is connected to the signal processing device 14, and the rotation pulse signal obtained by the photoelectric sensor 13 is output to the signal processing device 14.

信号処理装置14は、光電センサ13の出力信号に対して、各種の信号処理を行う装置であり、回転体11の回転速度(回転変動も含む)に関する解析を行う機能を備えている。ここで、解析機能の付いた信号処理装置14と、上記の回転パルス発生器10とを合わせて回転速度解析装置という。回転速度の解析は、たとえば、ヒルベルト変換法または解析的変換法を用いることによって、回転パルス信号から位相や瞬時回転数(瞬時回転速度)を求める。図4は、その場合の制御フローを示している。   The signal processing device 14 is a device that performs various types of signal processing on the output signal of the photoelectric sensor 13, and has a function of analyzing the rotational speed (including rotational fluctuations) of the rotating body 11. Here, the signal processing device 14 having an analysis function and the rotation pulse generator 10 are collectively referred to as a rotation speed analysis device. For the analysis of the rotational speed, for example, the phase and the instantaneous rotational speed (instantaneous rotational speed) are obtained from the rotational pulse signal by using the Hilbert transform method or the analytical transform method. FIG. 4 shows a control flow in that case.

同図に示すように、まず、信号処理装置14は回転パルス信号(すなわち光電センサ13の実測値データ)を取得する(ステップS1)。ただし、検証試験等を行う場合には、検出器モデルを用いて発生させた回転パルス信号を取得してもよい。次いで、取得した信号のデータ長Ndataを超えるN=2(M:整数)を見出し、不足分のデータは0を与えて高速フーリエ変換によって、信号を周波数領域のスペクトルに変換する(ステップS2)。 As shown in the figure, first, the signal processing device 14 acquires a rotation pulse signal (that is, measured value data of the photoelectric sensor 13) (step S1). However, when a verification test or the like is performed, a rotation pulse signal generated using a detector model may be acquired. Next, N = 2 M (M: integer) exceeding the data length N data of the acquired signal is found, 0 is given to the deficient data, and the signal is converted into a frequency domain spectrum by fast Fourier transform (step S2). ).

次に、解析的信号を得るために、fを含むF〜Fの帯域の正の周波数成分のみを残し、その他の部分を0とする(ステップS3)。続いて逆フーリエ変換により時間軸信号に変換する(ステップS4)。これにより、正の周波数成分を有する複素スペクトルの逆フーリエ変換が複素信号になる。 Next, in order to obtain an analytic signal, only the positive frequency components in the band of F L to F H including f 1 are left, and the other portions are set to 0 (step S3). Then, it converts into a time-axis signal by inverse Fourier transform (step S4). Thereby, the inverse Fourier transform of a complex spectrum having a positive frequency component becomes a complex signal.

次に各サンプリング時刻(nΔt)における位相φ(nΔt)を複素信号の実部xreと虚部ximから下式により求める。 Next, the phase φ (nΔt) at each sampling time (nΔt) is obtained from the real part x re and the imaginary part x im of the complex signal by the following equation.

これにより、時間対位相特性が求まり、求めた時間対位相特性から回転変動成分を抽出する(ステップS5)。 As a result, the time-phase characteristic is obtained, and the rotation fluctuation component is extracted from the obtained time-phase characteristic (step S5).

次に必要に応じて、瞬時回転周波数を求める。まず、位相の増分Δφ(nΔt)を次式により求める。次式では前後2点の値を使用して求めている。   Next, the instantaneous rotation frequency is obtained as necessary. First, the phase increment Δφ (nΔt) is obtained by the following equation. In the following formula, the values are obtained using the values at the front and rear two points.

次に、位相と周波数の関係は前者の時間微分を2πで割って得られることを利用し、式(2)で得られる位相の増分から瞬時回転周波数を求める。 Next, using the fact that the relationship between the phase and the frequency is obtained by dividing the former time derivative by 2π, the instantaneous rotation frequency is obtained from the phase increment obtained by Equation (2).

以上のような制御フローを行うことによって、回転変動成分が抽出され、必要に応じて瞬時回転周波数や位相が求められる。 By performing the control flow as described above, the rotational fluctuation component is extracted, and the instantaneous rotational frequency and phase are obtained as necessary.

なお、信号処理装置14の構成や制御フロー等は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な態様が可能である。たとえば、信号処理装置の構成として、所定時間の時間窓によって回転パルス信号の信号波を切り出す信号切り出し手段と、切り出した信号波を解析して瞬時位相を算出し、瞬時位相の時間変化から瞬時角速度を算出する角速度算出手段と、信号波の山または谷のピーク時刻を算出するピーク時刻算出手段と、ピーク時刻に基づいて瞬時位相を補正して補正瞬時位相を算出する位相補正手段と、を備えるように構成してもよい。このような装置構成の場合、まず、ピーク時刻算出手段によって回転パルス信号の山または谷のピーク時刻を求める。その際、最小二乗法等を適用することによって回転パルス信号を補正するとよい。次に、信号切り出し手段によって回転パルス信号の切り出しを行う。その際、ハニング窓などの時間窓により信号波3〜5周期程度で行う。次に、角速度算出手段によって瞬時位相と瞬時角速度を算出する。すなわち、切り出した回転パルス信号に対して離散フーリエ変換を施して周波数スペクトルを求めた後、正の一次の周波数成分を抽出し、これ以外の範囲の成分を零として逆離散フーリエ変換を施す。これにより瞬時位相が求められる。次に瞬時角速度を求めるため、周期ΔTあたりの位相変化Δφを求める。位相変化Δφは、複素時間軸信号の(N/2−1)番目の瞬時位相φ(N/2−1)と、(N/2+1)番目の瞬時位相φ(N/2+1)とを用いることによって、次式:Δφ={φ(N/2+1)−φ(N/2−1)}/2により求まる。そして、高反射部15の数(または低反射部16の数)をNtとして、瞬時角周波数ωを、次式:ω=Δφ/(NtΔT)から算出する。さらに回転体の瞬時回転数fを、f=Δφ/(2πNtΔT)から算出する。これにより、サンプリング点ごとの瞬時角周波数ωと瞬時回転数fを算出することができる。このような処理を、サンプリングデータを1つずつずらして、または、数点ずつずらして、繰り返し行う。次に位相補正手段によってバイアス誤差を修正する。位相補正手段は、まず、瞬時角速度ωを積分することによって積算瞬時位相ρを算出し、その積算瞬時位相ρがn周期ごとにnπとなるような直線を求める。そして、その直線と、瞬時位相φのn周期ごとの直線(傾き)との差によって、瞬時位相φを補正する。これにより、補正された補正瞬時位相を求めることができる。信号処理装置14を上記の如く構成することによって、瞬時回転速度の時間分解能を高めることができるとともに、リアルタイムでの解析が可能となる。   Note that the configuration, control flow, and the like of the signal processing device 14 are not limited to the above-described embodiments, and various modes are possible. For example, as a signal processing device configuration, a signal extraction means for extracting a signal wave of a rotation pulse signal by a time window of a predetermined time, an instantaneous phase is calculated by analyzing the extracted signal wave, and an instantaneous angular velocity is calculated from the temporal change of the instantaneous phase. Angular velocity calculation means for calculating the peak time, peak time calculation means for calculating the peak time of the peak or valley of the signal wave, and phase correction means for correcting the instantaneous phase based on the peak time and calculating the corrected instantaneous phase. You may comprise as follows. In the case of such an apparatus configuration, the peak time of the peak or valley of the rotation pulse signal is first obtained by the peak time calculating means. At this time, the rotation pulse signal may be corrected by applying a least square method or the like. Next, the rotation pulse signal is cut out by the signal cutout means. At this time, the signal wave is performed in about 3 to 5 cycles by a time window such as a Hanning window. Next, the instantaneous phase and the instantaneous angular velocity are calculated by the angular velocity calculating means. That is, a discrete Fourier transform is performed on the extracted rotation pulse signal to obtain a frequency spectrum, a positive primary frequency component is extracted, and an inverse discrete Fourier transform is performed with components in other ranges as zero. Thereby, an instantaneous phase is obtained. Next, in order to obtain the instantaneous angular velocity, the phase change Δφ per period ΔT is obtained. The phase change Δφ uses the (N / 2-1) th instantaneous phase φ (N / 2-1) and the (N / 2 + 1) th instantaneous phase φ (N / 2 + 1) of the complex time axis signal. Is obtained by the following equation: Δφ = {φ (N / 2 + 1) −φ (N / 2-1)} / 2. Then, the instantaneous angular frequency ω is calculated from the following equation: ω = Δφ / (NtΔT), where Nt is the number of high reflection portions 15 (or the number of low reflection portions 16). Further, the instantaneous rotational speed f of the rotating body is calculated from f = Δφ / (2πNtΔT). As a result, the instantaneous angular frequency ω and the instantaneous rotational speed f for each sampling point can be calculated. Such processing is repeated by shifting the sampling data one by one or by shifting several points. Next, the bias error is corrected by the phase correction means. The phase correction means first calculates the integrated instantaneous phase ρ by integrating the instantaneous angular velocity ω, and obtains a straight line such that the integrated instantaneous phase ρ becomes nπ every n cycles. Then, the instantaneous phase φ is corrected based on the difference between the straight line and the straight line (slope) for each n period of the instantaneous phase φ. As a result, the corrected corrected instantaneous phase can be obtained. By configuring the signal processing device 14 as described above, the time resolution of the instantaneous rotational speed can be increased and real-time analysis can be performed.

図5は第2の実施形態の回転パルス発生器20の構成を示す模式図である。同図に示す第2の実施形態の回転パルス発生器20は、第1の実施形態と比較して、反射テープ12の代わりに反射円板シート22が設けられている。反射円板シート22は円形に形成されており、その中心が回転体11の回転中心と一致するようにして回転体11の側面に装着される。なお、反射円板シート22の中心と回転体11の回転中心との位置に誤差が生じた場合には、その誤差を信号処理装置14で吸収することが好ましい。具体的には、誤差が生じると、回転速度に応じた周期で規則的な変動が生じるので、この規則的な変動を検出し、その変動に応じた補正を行うとよい。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the rotation pulse generator 20 of the second embodiment. The rotation pulse generator 20 of the second embodiment shown in the figure is provided with a reflective disk sheet 22 instead of the reflective tape 12 as compared with the first embodiment. The reflection disk sheet 22 is formed in a circular shape, and is mounted on the side surface of the rotating body 11 so that the center thereof coincides with the rotation center of the rotating body 11. If an error occurs in the position between the center of the reflective disk sheet 22 and the rotation center of the rotating body 11, it is preferable that the signal processor 14 absorbs the error. Specifically, when an error occurs, regular fluctuations occur at a cycle according to the rotation speed. Therefore, it is preferable to detect the regular fluctuations and perform correction according to the fluctuations.

図6は、反射円板シート22の正面図を示している。同図に示すように、反射円板シート22は、白色から成る高反射部25と、黒色から成る低反射部26がそれぞれ、放射状に(すなわち径方向に)形成されている。また、高反射部25と低反射部26は、一定の角度間隔で交互に形成されている。高反射部25と低反射部26との間は、第1の実施形態と同様に、白から黒へ、または黒から白へと色が連続的に変化するように(すなわち、反射率が徐々に変化するように)構成されている。   FIG. 6 shows a front view of the reflective disc sheet 22. As shown in the figure, the reflective disk sheet 22 is formed with a high reflection portion 25 made of white and a low reflection portion 26 made of black, respectively, radially (that is, in the radial direction). Moreover, the high reflection part 25 and the low reflection part 26 are alternately formed at a fixed angular interval. As in the first embodiment, between the high reflection portion 25 and the low reflection portion 26, the color continuously changes from white to black or from black to white (that is, the reflectance gradually increases). To change).

第2の実施形態における光電センサ13は、回転体11の側面に近接し、且つ、反射円板テープ22に接触しないように配設され、反射円板シート22に向けて検査光を照射するように構成される。光電センサ13の径方向の位置は、特に限定するものではないが、回転体11のできるだけ外周に近い部分に配置するとよい。なお、光電センサ13の構成や、光電センサ13に接続される信号処理装置14の構成は、第1の実施形態と同様であり、その説明を省略する。   The photoelectric sensor 13 in the second embodiment is disposed so as to be close to the side surface of the rotating body 11 and not to contact the reflective disk tape 22, and to irradiate inspection light toward the reflective disk sheet 22. Configured. The position of the photoelectric sensor 13 in the radial direction is not particularly limited, but it may be arranged in the portion of the rotating body 11 as close to the outer periphery as possible. The configuration of the photoelectric sensor 13 and the configuration of the signal processing device 14 connected to the photoelectric sensor 13 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

次に上記の如く構成された第1の実施形態と第2の実施形態(以下まとめて本実施の形態という)の作用について、従来装置と比較して説明する。なお、従来装置としては、回転体11の外周面に図14(a)の反射テープ8を装着した装置、または回転体11の側面に図14(b)の反射円板シート9を装着した装置を使用した。   Next, the operation of the first embodiment and the second embodiment (hereinafter collectively referred to as this embodiment) configured as described above will be described in comparison with a conventional apparatus. In addition, as a conventional apparatus, the apparatus which mounted | wore the outer peripheral surface of the rotary body 11 with the reflective tape 8 of FIG. 14 (a), or the apparatus which mounted | wore the side of the rotary body 11 with the reflective disc sheet | seat 9 of FIG. It was used.

図7は、本実施の形態における出力信号(実線)と従来装置における出力信号(点線)を示している。この出力信号は、回転角度に対する縞模様の位置に基づき、モデルを用いて回転パルス信号を作成したものである。その際、サンプリング周波数は51.2kHz、回転数は30rps、縞の数は128本とした。回転体11は、回転数30rpsの10倍の周波数で±0.1度の角度変動を有するものとした。ただし、後述するように角度変動0.01度の場合についても調べた。   FIG. 7 shows an output signal (solid line) in the present embodiment and an output signal (dotted line) in the conventional apparatus. This output signal is a rotation pulse signal created using a model based on the position of the stripe pattern with respect to the rotation angle. At that time, the sampling frequency was 51.2 kHz, the rotation speed was 30 rps, and the number of fringes was 128. The rotating body 11 has an angular variation of ± 0.1 degrees at a frequency 10 times the rotational speed of 30 rps. However, as will be described later, the case where the angle variation was 0.01 degrees was also examined.

図7から分かるように、従来装置の場合には、矩形パルスが出力されている。これは、白黒の縞模様が明確な境界を有する形で形成されているためである。これに対して、本実施の形態では、正弦波に近い連続的な波形が出力されている。以下、それぞれの出力信号から得られる情報(周波数スペクトル)について図8および図9に基づいて説明する。   As can be seen from FIG. 7, a rectangular pulse is output in the case of the conventional apparatus. This is because the black and white striped pattern is formed with a clear boundary. In contrast, in the present embodiment, a continuous waveform close to a sine wave is output. Hereinafter, information (frequency spectrum) obtained from each output signal will be described with reference to FIGS.

図8および図9は、出力信号から周波数スペクトルを求めた結果を示している。具体的には、1秒の観測波形を離散フーリエ変換(以下、FFT)して周波数スペクトルを求めた結果を示している。その際、実際のサンプリング点数は51200であるが、それに0のデータを加えて65536点としてFFTを行った。図8は変動角度0.1度の場合であり、図9は変動角度0.01度の場合である。なお、図8、図9において、従来装置のスペクトルのピーク部分は、本実施の形態のスペクトルのピーク部分に重なっている。   8 and 9 show the results of obtaining the frequency spectrum from the output signal. Specifically, a result of obtaining a frequency spectrum by performing discrete Fourier transform (hereinafter referred to as FFT) on an observed waveform of 1 second is shown. At that time, although the actual number of sampling points is 51200, the data of 0 was added to it and 65536 points were subjected to FFT. FIG. 8 shows a case where the fluctuation angle is 0.1 degree, and FIG. 9 shows a case where the fluctuation angle is 0.01 degree. 8 and 9, the peak portion of the spectrum of the conventional apparatus overlaps the peak portion of the spectrum of the present embodiment.

これらの図から分かるように、本実施の形態と従来装置とでは大きな差異が生じた。具体的に説明すると、従来装置の場合は、側帯波の周波数以外にも多くのスペクトルが現われ、側帯波の成分がそれらに埋もれた。特に角度変動の大きさが0.01度になると、それが顕著に現れた。これに対して、本実施の形態では、側帯波の周波数以外のスペクトルの発生が少なく、側帯波が明瞭に現れた。なお、本実施の形態において、最大のスペクトルは3840Hz(回転数30×縞の数128)に存在し、側帯波は、3840Hzを中心に±n×300Hz(nは整数)のところに現れた。また、本実施の形態では、300Hzに10次の高調波の周波数が現れた。   As can be seen from these figures, there was a great difference between the present embodiment and the conventional apparatus. More specifically, in the case of the conventional apparatus, many spectra appear in addition to the sideband frequency, and the sideband component is buried in them. In particular, when the magnitude of the angle variation became 0.01 degrees, it appeared remarkably. In contrast, in the present embodiment, the generation of a spectrum other than the frequency of the sideband wave is small, and the sideband wave appears clearly. In the present embodiment, the maximum spectrum exists at 3840 Hz (number of rotations 30 × number of stripes 128), and sidebands appear at ± n × 300 Hz (n is an integer) centering on 3840 Hz. In the present embodiment, the 10th harmonic frequency appears at 300 Hz.

次にそれぞれの周波数スペクトルから得られる回転周波数波形について図10および図11に基づいて説明する。   Next, the rotational frequency waveform obtained from each frequency spectrum will be described with reference to FIGS.

図10、図11はそれぞれ、図8、図9の周波数スペクトルを用いて時間対瞬時回転数を求めた結果を示している。具体的には、図8、図9における2つの線で囲む範囲(3840Hzの0.8倍から1.2倍)の正の周波数成分のみを使用し、それ以外の範囲の成分をゼロとして、逆離散フーリエ変換(以下、IFFTと記載する)を行い、複素時間波形から時間対位相特性を求め、さらに位相の変化量から時間対瞬時回転数を求めた結果を示している。なお、図10は変動角度0.1度の場合であり、図11は変動角度0.01度の場合である。   FIG. 10 and FIG. 11 show the results of obtaining the time vs. instantaneous rotational speed using the frequency spectra of FIG. 8 and FIG. 9, respectively. Specifically, only the positive frequency component in the range surrounded by the two lines in FIGS. 8 and 9 (0.8 to 1.2 times 3840 Hz) is used, and the components in the other ranges are set to zero. The result of performing inverse discrete Fourier transform (hereinafter referred to as IFFT), obtaining the time-to-phase characteristic from the complex time waveform, and further obtaining the time-to-instantaneous rotational speed from the amount of phase change is shown. FIG. 10 shows a case where the fluctuation angle is 0.1 degree, and FIG. 11 shows a case where the fluctuation angle is 0.01 degree.

図10から分かるように、従来装置の場合は波形が歪んでおり、10次の周波数で回転変動する成分が正しく求められていない。これに対して、本実施の形態の場合は、10次の高調波が正弦波的に変化して正しく求められている。特に図11の場合に両者の差が顕著になり、本実施の形態の効果が明瞭に現れている。なお、平均回転数については両者ともに数桁の精度で正しく求められており問題ない。   As can be seen from FIG. 10, in the case of the conventional apparatus, the waveform is distorted, and the component that rotationally fluctuates at the 10th frequency is not correctly obtained. On the other hand, in the case of the present embodiment, the 10th harmonic changes sinusoidally and is correctly obtained. In particular, in the case of FIG. 11, the difference between the two becomes significant, and the effect of the present embodiment clearly appears. Note that both the average rotational speeds are correctly obtained with a precision of several digits, and there is no problem.

図12は、図9の周波数スペクトルを用いて時間対位相を求めた結果を示している。具体的には図8の縦の2つの線で囲む範囲の正の周波数成分のみを使用し、それ以外の範囲の成分をゼロとして、IFFTを行い、複素時間波形から時間対位相特性を求め、10次高調波成分の変動角度が0.01度の場合、時間を横軸にして縦軸に位相の変動量を示したものである。   FIG. 12 shows the result of obtaining the time versus phase using the frequency spectrum of FIG. Specifically, only the positive frequency components in the range surrounded by the two vertical lines in FIG. 8 are used, and the components in the other ranges are set to zero, IFFT is performed, and the time-phase characteristic is obtained from the complex time waveform, When the fluctuation angle of the 10th harmonic component is 0.01 degrees, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amount of phase fluctuation.

図12から分かるように、従来装置の場合は、小さい位相変動量を求めることができない。これに対して、本実施の形態の場合は、10次の位相変動量の振幅0.01度が誤差1%未満で正しく求められている。   As can be seen from FIG. 12, in the case of the conventional apparatus, a small amount of phase fluctuation cannot be obtained. On the other hand, in the case of the present embodiment, the amplitude 0.01 degree of the 10th-order phase fluctuation amount is correctly obtained with an error of less than 1%.

以上述べたように、本実施の形態によれば、反射テープ12または反射円板シート22は高反射部15、25と低反射部16、26との間で反射率が徐々に変化しているので、瞬時回転数(瞬時回転速度)と位相の変動量について、測定精度と時間分解能を大幅に向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the reflectance of the reflective tape 12 or the reflective disk sheet 22 gradually changes between the high reflection portions 15 and 25 and the low reflection portions 16 and 26. Therefore, the measurement accuracy and time resolution can be greatly improved with respect to the instantaneous rotational speed (instantaneous rotational speed) and the amount of phase fluctuation.

なお、上述した実施形態は、高反射部15、25と低反射部16、26を回転体11に設けるため、回転体11と別部材である反射テープ12や反射円形シート22を用いたが、これに限定するものではなく、回転体11に直接、高反射部15、25と低反射部16、26を形成してもよい。   In the above-described embodiment, since the high reflection portions 15 and 25 and the low reflection portions 16 and 26 are provided on the rotating body 11, the reflecting tape 12 and the reflective circular sheet 22 which are separate members from the rotating body 11 are used. However, the present invention is not limited to this, and the high reflection portions 15 and 25 and the low reflection portions 16 and 26 may be formed directly on the rotating body 11.

また、上述した実施形態は、高反射部15、25と低反射部16、26との間で反射率を徐々に変化させるようにしたが、正弦波に近い出力信号が得られるのであれば、他の態様も可能である。たとえば、高反射部15、25と低反射部16、26を同じ幅で非連続的に変化させる(すなわち、境界が明確になるように形成する)とともに、光電センサ13の検知幅を、高反射部15、25の幅や低反射部16、26の幅よりも大きく(すなわち100%以上に)設定する。その際、特に限定するものではないが、110〜190%が好ましく、特に150%程度が好ましい。これにより、正弦波に近い出力信号が得られる。   In the above-described embodiment, the reflectance is gradually changed between the high reflection portions 15 and 25 and the low reflection portions 16 and 26. If an output signal close to a sine wave can be obtained, Other embodiments are possible. For example, the high reflection portions 15 and 25 and the low reflection portions 16 and 26 are discontinuously changed with the same width (that is, formed so that the boundary becomes clear), and the detection width of the photoelectric sensor 13 is made high reflection. The width is set larger than the width of the portions 15 and 25 and the width of the low reflection portions 16 and 26 (that is, 100% or more). In that case, although it does not specifically limit, 110-190% is preferable and about 150% is especially preferable. Thereby, an output signal close to a sine wave is obtained.

10 回転パルス発生器
11 回転体
12 反射テープ
13 光電センサ
14 信号処理装置
15 高反射部
16 低反射部
20 回転パルス発生器
22 反射円板シート
25 高反射部
26 低反射部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotation pulse generator 11 Rotating body 12 Reflective tape 13 Photoelectric sensor 14 Signal processing device 15 High reflection part 16 Low reflection part 20 Rotation pulse generator 22 Reflection disk sheet 25 High reflection part 26 Low reflection part

Claims (8)

回転体に設けられ、反射率の異なる高反射部と低反射部とが前記回転体の回転方向に対して交互に形成された反射部と、
前記反射部に照射された光の反射光を検出するセンサと、
を備えた回転パルス発生器において、
前記反射部は、前記高反射部と前記低反射部との間で、反射率が前記回転方向に徐々に変化することを特徴とする回転パルス発生器。
A reflecting portion provided on the rotating body, wherein high reflecting portions and low reflecting portions having different reflectivities are alternately formed with respect to the rotating direction of the rotating body;
A sensor for detecting the reflected light of the light applied to the reflecting portion;
In a rotating pulse generator with
The rotary pulse generator according to claim 1, wherein the reflection part gradually changes in the rotation direction between the high reflection part and the low reflection part.
前記反射部は前記回転体の外周面または内周面に設けられることを特徴とする請求項1に記載の回転パルス発生器。   The rotation pulse generator according to claim 1, wherein the reflection portion is provided on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of the rotating body. 前記反射部は、前記高反射部と前記低反射部が長手方向に交互に形成された反射テープを、前記回転体の外周面または内周面に装着することによって構成されることを特徴とする請求項2に記載の回転パルス発生器。   The reflection part is configured by mounting a reflection tape in which the high reflection part and the low reflection part are alternately formed in a longitudinal direction on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of the rotating body. The rotation pulse generator according to claim 2. 前記反射部は前記回転体の側面に設けられることを特徴とする請求項1に記載の回転パルス発生器。   The rotation pulse generator according to claim 1, wherein the reflection unit is provided on a side surface of the rotating body. 前記反射部は、前記高反射部と前記低反射部が放射状に形成され、且つ、一定の角度間隔で交互に形成された円状の反射シートを、その中心と前記回転体の回転中心が一致するように前記回転体の側面に装着することによって構成されることを特徴とする請求項4に記載の回転パルス発生器。   The reflection part is a circular reflection sheet in which the high reflection part and the low reflection part are radially formed and alternately formed at a constant angular interval, and the center coincides with the rotation center of the rotating body. The rotation pulse generator according to claim 4, wherein the rotation pulse generator is configured to be mounted on a side surface of the rotating body. 前記高反射部が白色、前記低反射部が黒色であり、前記高反射部と前記低反射部との間は灰色であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の回転パルス発生器。   The rotation according to claim 1, wherein the high reflection portion is white, the low reflection portion is black, and the space between the high reflection portion and the low reflection portion is gray. Pulse generator. 前記高反射部と前記低反射部との間は、前記高反射部に近づくに連れて白色に近い灰色になり、前記低反射部に近づくに連れて黒色に近い灰色になることを特徴とする請求項6に記載の回転パルス発生器。   Between the high reflection part and the low reflection part, it becomes gray near white as it approaches the high reflection part, and it becomes gray near black as it approaches the low reflection part. The rotation pulse generator according to claim 6. 請求項1〜7に記載の回転パルス発生器と、
前記回転パルス発生器から出力された回転パルス信号に基づいて前記回転体の回転速度に関する解析を行う解析手段と、
を備えたことを特徴とする回転速度解析装置。
The rotation pulse generator according to claim 1,
Analyzing means for analyzing the rotational speed of the rotating body based on the rotation pulse signal output from the rotation pulse generator;
A rotational speed analyzing apparatus comprising:
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