JP2719817B2

JP2719817B2 - デジタル回転計

Info

Publication number: JP2719817B2
Application number: JP251789A
Authority: JP
Inventors: 充徳松浦
Original assignee: シンポ工業株式会社
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1998-02-25
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JPH02183111A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、モータ、ギヤー等の各種回転体の回転数を
計測してその値をデジタル表示するデジタル回転計に関
する。

＜従来の技術＞従来のデジタル回転計には、たとえば、第４図に示す
構成のものがある。

同図において、ａはモータ等の回転体（図示省略）の
回転速度に対応した回転パルスを出力するロータリエン
コーダ等の回転検出器、ｂは回転検出器ａからの回転パ
ルスをカウントする回転パルスカウンタ、ｃは回転パル
スカウンタｂのカウント値に基づいて単位時間あたりの
回転数を算出する回転数演算部、ｄは回転数演算部ｃの
演算結果を表示するLED等でできた表示器、ｅは回転パ
ルスカウンタｂのカウント時間を規制するためのタイ
マ、ｆはタイマｅの出力と回転パルスとを共に入力する
アンドゲートである。

上記構成のデジタル回転計において、回転検出器ａか
らは、第５図に示すように、回転体の回転速度に応じた
回転パルスP₀が出力される。この回転パルスP₀は、回転
パルスカウンタｂでカウントされる。一方、タイマｅ
は、アンドゲートｆを通過した一つの回転パルスが入力
されることによりトリガされて基準時間T₀（これは表示
更新時間を考慮して、たとえば1.0secに設定される）を
有するハイレベルのパルス信号を出力する。そして、こ
のタイマｅの出力は、アンドゲートｆの一方の反転入力
端子に加えられる。また、アンドゲートｆの他方の入力
端子には、回転検出器ａからの回転パルスが与えられ
る。したがって、タイマｅの出力がタイムアップしてロ
ーレベルになった後、最初の回転パルスが加えられたと
きにこの回転パルスがアンドゲートｆを通過する。そし
て、この回転パルスが表示変更パルスP₁としてタイマｅ
に与えられて該タイマｅがセットされる一方、この表示
変更パルスP₁は、回転パルスカウンタｂと回転数演算部
ｃにそれぞれ与えられる。これに応答して、回転パルス
カウンタｂがリセットされる一方、回転数演算部ｃは、
回転パルスカウンタｂのカウント値を取り込む。したが
って、回転数演算部ｃには、タイマｅが表示変更パルス
P₁によりセットされてから基準時間T₀が経過した後の最
初の回転パルスの立ち上がりのタイミングまでの期間Ｔ
（＝T₀＋Ｔαsec）に回転パルスカウンタｂでカウント
されたカウント値が取り込まれる。そして、回転数演算
部ｃは、このカウント値に基づき、次式によって単位時
間あたりの回転数Ｎを算出する。

Ｎ（rpm）＝60×（n/A）/T （１）ここに、Ｔは回転パルスカウンタｂのカウント時間、
ｎはカウント時間Ｔ中にカウントされるカウント値、Ａ
は回転検出器ａから出力される回転体の１回転あたりの
パルス数である。

そして、回転数演算部ｃの演算結果は、次段の表示器
ｄに与えられる。この場合、回転数演算部ｃは、表示更
新パルスP₁により演算結果が更新されるまでの間は、そ
のまま出力内容を維持する。これにより、表示器ｄの表
示内容は、カウント時間Ｔ（＝T₀＋Ｔαsec）ごとに時
分割で更新される。

＜発明が解決しようとする課題＞上述したように、回転数演算部ｃが、基準時間T₀が経
過した後、さらに次の回転パルスの立ち上がりのタイミ
ングを待って回転パルスカウンタｂのカウント値を取り
込むようにしているのは、（１）式に基づく回転数の計
算上、カウント値を整数個とってその間の時間Ｔを計測
しなければ、演算結果が不正確になるためである。

ところが、このような構成を備えたものでは、次の問
題がある。

すなわち、工作機械等において使用されるACサーボモ
ータをプログラム制御するような場合には、該モータが
急減速あるいは急停止されることがある。そのようなと
きには、基準時間T₀の経過後に次の回転パルスが長期に
渡って入力されないか、あるいは全く次の回転パルスが
入力されなくなる。すると、これに伴ってアンドゲート
ｆからは表示変更パルスP₁が出力されないので、回転数
演算部ｃは回転パルスカウンタｂのカウント値を取り込
んで回転数を演算できない。このため、表示器ｄの表示
内容が長期にわたって更新されなくなる。その結果、実
際にはモータが既に停止しているのに、表示器ｄには高
速の回転数が表示されたままになる等の不具合を生じ
る。

これを改善するため、従来技術では、回転パルスの有
無を検出し、回転パルスが所定の時間（たとえば6sec
間）に継続して入力されない場合には強制的に表示器ｄ
の表示内容を“0"にするようにしたものがある。ところ
が、この場合でも、表示内容が“0"になるまでの時間は
高速回転数が表示されたままになるので、即応性に欠け
る。しかも、高速回転数が表示されていたところから急
に“0"表示になるのは不自然でもある。

さらに、従来技術では、第６図に示すように、予め一
定の減衰曲線Ｓを設定しておき、回転パルスが所定の時
間（たとえば0.25sec間）に継続して入力されない場合
には、この減衰曲線Ｓに沿って回転数の表示内容を順次
変更していくようにしたものがある。しかし、この減衰
曲線Ｓに沿う限り、実際の回転数がどの程度の割合で減
少するのか全く考慮されないので、極く短時間のうちに
急停止された場合でも、表示内容は一定時間が経過した
後でないとほぼ“0"にならず、そのため、依然としてデ
ジタル表示の応答性が欠けるといった不都合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、測定対象となる回転体の急減速、急停止されて回
転パルスが所定時間にわたって入力されなくなった場合
には、実際の回転数がどの程度の割合で減少するのか予
測し、その予測の上に立って回転数を算出するので、こ
の回転数変化に追従するかたちで表示内容が順次更新さ
れるようにして、できるだけ真の回転数変化に近似した
内容を表示できるようにすることを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞本発明は、上記の目的を達成するために、回転体の回
転速度に対応した回転パルスを出力する回転検出器と、
この回転検出器からの回転パルスをカウントする回転パ
ルスカウンタと、この回転パルスカウンタのカウント値
に基づいて単位時間あたりの回転数を算出する回転数演
算部と、この回転数演算部の演算結果を表示する表示器
とを備えたデジタル回転計において、次の構成を採る。

すなわち、本発明のデジタル回転計では、回転検出器
からの回転パルスの有無を検出し、回転パルスが停止し
てから所定の時間経過後に回転パルス停止検出信号を出
力する回転パルス検出部と、この回転パルス検出部から
の回転パルス停止検出信号に応答して前記回転数演算部
で得られた回転パルスの停止直前の回転数を入力し、こ
の回転数と予め設定された基準回転数とに基づいて回転
数減少の予測勾配を決定する予測勾配決定部と、この予
測勾配決定部により決定された予測勾配をもつ回転数減
少曲線に従って回転数を算出する予測演算部とを備えて
いる。

＜作用＞上記構成によれば、回転体が急停止されることにより
回転検出器から回転パルスが所定時間にわたって出力さ
れなくなると、これが回転パルス検出部で検出されて回
転パルス停止検出信号が出力される。この回転パルス停
止検出信号に応答して、予測勾配決定部は、回転数演算
部で得られた回転パルスの停止直前の回転数を入力し、
この回転数と予め設定された基準回転数とに基づいて回
転数減少の予測勾配を決定する。この予測勾配の値は予
測演算部に与えられるので、予測演算部がこの予測勾配
をもつ回転数減少曲線に従って回転数を一定時間経過ご
とに算出する。そして、予測演算部の演算結果が表示器
に出力される。

このように、予測勾配決定部と予測演算部とによって
実際の回転数がどの程度の割合で減少するのか予測し、
その予測の上に立って回転数を算出するので、実際の回
転数の変化に追従するかたちで表示内容が順次更新され
ることになる。

＜実施例＞第１図は本発明の実施例に係るデジタル回転計の構成
を示すブロック図である。同図において、１はデジタル
回転計の全体を示し、２はモータ、ギヤ、プーリ等の回
転体（図示省略）の回転速度に対応した回転パルスを出
力する回転検出器であって、たとえばロータリエンコー
ダ、マグネチックセンサ、光電スイッチ等が適用され
る。４は回転検出器２からの回転パルスをカウントする
回転パルスカウンタ、６は回転パルスカウンタ４のカウ
ント値に基づいて単位時間あたりの回転数を算出する回
転数演算部、８は回転数演算部６の演算結果を表示する
LED等でできた表示器、10は回転パルスカウンタ４のカ
ウント時間Ｔ（本例では1.0sec）を規制するためのタイ
マ、12はタイマ10の出力と回転検出器２からの回転パル
スとを共に入力するアンドゲートであり、これらの構成
は従来例の場合と同様である。

14は回転検出器２からの回転パルスの有無を検出し、
回転パルスが停止してから所定の時間（本例では0.25se
c）経過後に回転パルス停止検出信号を出力する回転パ
ルス検出部、16は基準回転数（本例では240rpm）が予め
設定された基準回転数レジスタ部である。この基準回転
数は、回転検出器２で検出できる単位時間あたりのパル
ス数を考慮して決定されており、たとえば、１回転１パ
ルスとして0.25secが最低検出時間とすれば、計測可能
な最低回転数は、（１パルス/0.25sec）×60＝240rpmと
なる。18は回転パルス検出部14からの回転パルス停止検
出信号に応答して回転数演算部６で得られた回転パルス
の停止直前の回転数を入力し、この回転数と基準回転数
レジスタ部16からの基準回転数とに基づいて回転数減少
の予測勾配を決定する予測勾配決定部、20は予測勾配決
定部18により決定された予測勾配Ｋをもつ回転数減少曲
線に従って回転数を順次算出する予測演算部である。

次に、上記構成を有するデジタル回転計１について、
モータ等の回転体が急停止された場合の制御動作を、第
２図に示すフローチャートを参照して説明する。

回転体が急停止されると、回転検出器２から回転パル
スが出力されなくなる。回転パルス検出部14は、回転パ
ルスが所定時間（本例では0.25sec）以上入力されなく
なると、回転パルス停止検出信号を出力する。この回転
パルス停止検出信号は、回転数演算部６、基準回転数レ
ジスタ部16、および予測演算部20にそれぞれ与えられ
る。

この回転パルス停止検出信号に応答して、基準回転数
レジスタ部16から基準回転数Ｍ（本例では240rpm）のデ
ータが読み出され、これが予測勾配決定部18と予測演算
部20にそれぞれ与えられる。また、回転数演算部６から
は回転パルスの停止直前に得られた回転数（以下、直前
回転数という）Ｌが読み出されて予測勾配決定部18と予
測演算部20にそれぞれ送出される。

予測演算部20は、回転パルス検出部14から回転パルス
停止検出信号が与えられると、これに応答して、まず、
直前回転数Ｌと基準回転数Ｍとを比較し（ステップ
）、直前回転数Ｌが基準回転数Ｍよりも大きい場合に
は、予測勾配Ｋ＝１に設定してM/Kを演算し、その演算
結果Ｍを表示用データＤとして出力する。したがって、
予測演算部20からは、最初、基準回転数レジスタ部16で
与えられた基準回転数Ｍ（＝240rpm）のデータがそのま
ま出力され、これが表示器８に与えられる。これによ
り、表示器８には回転パルスの停止から0.25sec後に基
準回転数（240rpm）が表示される（ステップ）。この
表示用データＤは、再び予測演算部20にフィードバック
されて入力される（ステップ）。

一方、予測勾配決定部18は、直前回転数Ｌと基準回転
数Ｍとが共に入力されると（ステップ）、両データに
基づいて、第３図に示すように、回転数減少の予測勾配
Ｋ＝L/Mを決定する（ステップ）。この場合、勾配Ｋ
は、直前回転数Ｌが大きい程、大きくなる。これは、勾
配決定Ｋのための時間（0.25sec）は一定であるから、
その間にパルスが入力されないことは、直前回転数Ｌが
大きい程、急速に減速されていると考えることができる
からである。そして、この予測勾配Ｋのデータが予測演
算部20に送出される。なお、ステップにおいて、直前
回転数Ｌが既に基準回転数Ｍよりも小さい場合には、以
下の予測演算は行われない。

次に、予測演算部20は、基準回転数Ｍと予測勾配Ｋの
両データが入力されると、第３図に示すように、予測勾
配Ｋをもつ回転数減少曲線に従って回転数を一定時間経
過（本例では0.25sec）ごとに算出する。すなわち、予
測演算部20は、まず、基準回転数Ｍと予測勾配Ｋの両デ
ータからＤ（＝Ｍ）/Kを算出し、これを表示用データＤ
としてセットする（ステップ）。そして、この表示用
データＤを演算打ち切りの最低回転数MINと比較する
（ステップ）。表示用データＤが最低回転数MINより
も大きい場合には、表示用データＤを表示器８に出力す
る（ステップ）。この表示用データＤは、また、予測
演算部20にフィードバックされて入力される（ステップ
）。引き続いて、予測演算部20は、0.25sec後に再び
ステップ〜ステップを実行する。この場合、予測演
算部20は、次の演算結果が得られるまでの間は、そのま
ま出力内容を維持する。したがって、表示器８の表示内
容は、0.25sec経過するたびに更新される。

そして、ステップにおいて、表示用データＤが演算
打ち切りの最低回転数MINよりも小さくなると、予測演
算部20は、表示用データＤを強制的に０に設定した後、
これを表示器８に出力する（）。

したがって、たとえば、直前回転数が1000rpm、演算
打ち切り最低回転数MINが5rpmの場合、表示器８の表示
内容は、0.25sec後には240rpm、0.5sec後には58rpm、0.
75sec後は14rpm、1.0sec後は0rpmとなる。

このように、測定対象となる回転体が急減速、急停止
されて回転パルスが所定時間にわたって入力されなくな
った場合には、予測勾配決定部18と予測演算部20とによ
って実際の回転数がどの程度の割合で減速するのか予測
し、その予測の上に立って回転数を算出するので、実際
の回転数の変化に追従するかたちで表示内容が順次更新
されることになる。

＜発明の効果＞本発明によれば、回転体が急停止されたような場合で
も、回転数変化に追従するかたちで表示内容が順次更新
される。そのため、真の回転数変化に近似した内容がリ
アルタイムで表示されるようになる等の優れた効果が発
揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例に係り、第１図は
本発明のデジタル回転計の構成を示すブロック図、第２
図は第１図のデジタル回転計の動作説明に供するフロー
チャート、第３図は回転数減少の予測演算の説明図であ
る。第４図ないし第６図は従来例に係り、第４図はデジタル
回転計のブロック図、第５図は回転検出器で得られる回
転パルスのタイムチャート、第６図は減衰曲線の説明図
である。１……デジタル回転計、２……回転検出器、４……回転
パルスカウンタ、６……回転数演算部、８……表示器、
14……回転パルス検出部、18……予測勾配決定部、20…
…予測演算部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体の回転速度に対応した回転パルスを
出力する回転検出器と、この回転検出器からの回転パル
スをカウントする回転パルスカウンタと、この回転パル
スカウンタのカウント値に基づいて単位時間あたりの回
転数を算出する回転数演算部と、この回転数演算部の演
算結果を表示する表示器とを備えたデジタル回転計にお
いて、前記回転検出器からの回転パルスの有無を検出し、回転
パルスが停止してから所定の時間経過後に回転パルス停
止検出信号を出力する回転パルス検出部と、この回転パルス検出部からの回転パルス停止検出信号に
応答して前記回転数演算部で得られた回転パルスの停止
直前の回転数を入力し、この回転数と予め設定された基
準回転数とに基づいて回転数減少の予測勾配を決定する
予測勾配決定部と、この予測勾配決定部により決定された予測勾配をもつ回
転数減少曲線に従って回転数を算出する予測演算部と、を備えることを特徴とするデジタル回転計。