JPH0370187B2 - - Google Patents

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JPH0370187B2
JPH0370187B2 JP57196855A JP19685582A JPH0370187B2 JP H0370187 B2 JPH0370187 B2 JP H0370187B2 JP 57196855 A JP57196855 A JP 57196855A JP 19685582 A JP19685582 A JP 19685582A JP H0370187 B2 JPH0370187 B2 JP H0370187B2
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pulse
value
oscillator
pulses
memory
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JP57196855A
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JPS5888666A (ja
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Kyuunrain Kurausu
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AA BEE BEE TORUBIINEN NYURUNBERUKU GmbH
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AA BEE BEE TORUBIINEN NYURUNBERUKU GmbH
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Publication date
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Publication of JPS5888666A publication Critical patent/JPS5888666A/ja
Publication of JPH0370187B2 publication Critical patent/JPH0370187B2/ja
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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
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
    • G01P13/045—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement with speed indication

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転数に依存するパルス発信器によ
り、高速回転機械、例えばタービンの回転数を測
定、監視する方法、およびこの方法を実施する装
置に関する。この場合、一定の高い周波数を有す
る発振器からのクロツク・パルスを計数するため
の計数装置が、パルス発信器の発生したパルスに
より制御され、クロツク・パルスの数は回転数の
基準量として用いられる。
回転機械を制御するためには、機械の回転数を
一定かつ確実に監視し、測定値と所定の目標値と
の相違を毎分回転数の形で表示することが極めて
重要である。
この目的で回転数に比例した信号を利用するた
め、磁気的ないし光学的原理に基く発信器は公知
である。この発信器は、機械軸に取付けられた基
準マークの通過を記録する。従つてこの種の装置
は、その周縁に一様な歯を有する歯車から成り、
歯には例えば誘導形発信器が対向配置され、この
発信器は１つの歯が通過する度に１つの電圧パル
スを発生する。
ドイツ連邦共和国特許第1223179号明細書によ
り、この種のパルスを評価するための回転数測定
装置は公知である。この装置は、クロツク発信器
を制御する目標周波数発信器および、実際の回転
数に比例するパルス周波数をパルス・カウンタに
供給する周波数検出器と共働する。しかしこの装
置は、回転数を毎分回転数として表示できないこ
とはともかくとして、１チヤネルの回路しか有し
ていないために、後続する制御装置で評価を行な
うために必要な精度で測定を行なうことができな
い。
発明の目的 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法およ
び装置を改良して、回転数を比例した繰返し周波
数を有するパルス列から、回転数検出装置の障害
に対して、より安全確実に、毎分回転数の形での
直接表示に適した測定値を取出すことである。
本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第
１項に記載された特徴によつて解決される。
発明の効果 本発明の利点は、パルス発信器の１つが故障し
ても、回転数を測定し得ることである。従つて、
保安上の理由から回転数を一定に保つ必要のある
機械の監視に特に適している。つまり例えば、タ
ービンの制御に適しているということである。な
ぜならタービンは、タービン発電機の駆動機械と
して使用する限り、常に電源と同期して駆動させ
なければならないからである。
さらに本発明において、３個のパルス発信器が
設けられる。これら発信器は、機械軸に連結され
た歯車によつて作動可能とされ、また歯車の周縁
に沿い、相互に等しい間隔を置いて配置されてい
る。その際、パルス発信器はそれぞれ計数装置の
制御入力側と接続され、計数装置の計数入力側は
発振器の出力側と接続されている。さらに計数装
置の出力側は、計算器内容の逆数値を形成する装
置と接続されている。
多くの場合、１つのパルス発信器が故障した
際、確実に回転数を検出するためには、２つのパ
ルス発信器で十分である。この装置は、極めて簡
単な方法で、時々の回転数に比例した誤差値を保
持し、毎分回転数の形で表示される値に変換する
ことができる。
別の有利な実施例では、発振器によつてクロツ
ク制御されるシフト・レジスタが双安定マルチバ
イブレータの出力側と接続され、シフト・レジス
タの出力側は発振器によつてクロツク制御される
計数装置のイネーブル入力と接続されている。シ
フト・レジスタの第２の出力側は計数装置の消去
入力側と接続され、その際、計数装置の桁上げ入
力側は、論理和素子を介して双安定マルチバイブ
レータのリセツト入力側と接続されている。論理
和素子の第２入力側は、シフト・レジスタの第３
出力側と接続されている。シフト・レジスタの第
４出力側は一時記憶メモリのイネーブル入力側と
接続され、その入力側は計数装置の出力側と接続
されている。
この構成では、一つのパルス発信器が２つのパ
ルスを発生する間に発振器が発生したクロツク・
パルスを加算するために、２進カウンタが使用さ
れる。この時シフト・レジスタは、パルスの読込
みと計数器内容の読出しを制御するための、簡単
かつ信頼性の高い制御装置を形成する。
さらに好適な実施例では、シフト・レジスタの
中に保持されており、かつ順次連続するクロツ
ク・パルスの回転数に依存する瞬時値が、後置接
続されたメモリの中で一時的に記憶される。この
メモリは、論理和素子とＤ−Ａ変換器から成る、
各計数器内容の逆数値形成装置と接続され、論理
和素子とＤ−Ａ変換器の出力側は加算増幅器の中
で１つにまとめられている。加算増幅器は別の増
幅器と接続され、この増幅器は入力信号の商を形
成するために乗算器を有する帰還接続をもつてい
る。
計数器内容は一時記憶され、記憶されている間
にアナログ値に変換される。この３つの一時記憶
メモリのアナログ値から非常に簡単なアナログ除
算回路を介して、被監視部分の毎分当り回転数を
表わすアナログ値が形成される。
別の有利な実施例では、一時記憶メモリの数
が、カウンタから並列に出力される個所の数に対
応している。この場合一時記憶メモリの出力側
は、マイクロ・プロセツサのデータ・バスと接続
され、そのためマイクロ・プロセツサのアドレ
ス・バスおよび読出し制御線路を介して、一時記
憶メモリの内容を読取ることができる。
この装置では、毎分当り回転数がデジタル的に
発生されるために、高い精度が得られる。
特別に有利な実施例では、選択された計数器状
態に対して、一時記憶メモリの中に対応する回転
数値の表が記憶され、選択された回転数目標値の
ための隣接する計数器状態の間には等しい間隔が
ある。この場合、計数器状態は対応する回転数値
を有するメモリ・セルのためのアドレスであり、
測定サイクルに応じた計数器状態に対応するメモ
リセルは読出しおよび一時記憶可能とされてい
る。従つて計数器状態は、記憶された回転数値が
それに相応しているかどうか検査される。その
際、肯定的な結果が出れば一時記憶値が回転数と
して出力される。これに対して否定的な結果が出
れば、表の中で後続するアドレスが読出し可能と
され、その内容が一時記憶値と共に補間される。
この装置では、デジタル回転数値が毎分当り回
転数の形で極めて迅速に形成される。従つて、回
転数が非常に大きい機械も監視することができ
る。その際、表に対するメモリの容量は比較的小
さいが、それでも極めて正確に回転数を検出する
ことができる。
別の好ましい実施例では、一時記憶されたメモ
リ・セルの内容と新しくアドレス指定されたメモ
リ・セルの内容との差値が、補間のために形成さ
れる。その場合、計数器状態とメモリ・セルの内
容との相違が差値と乗算され、その積は最初にア
ドレス指定されたメモリ・セルの内容から減算さ
れる。この時、補間はごく短い時間で行なわれ
る。従つて、補間が頻繁に行なわれるので、表値
のためのメモリ容量を低減することができる。
１つの有利な実施例では、一時記憶された回転
数値のバイトと新たにアドレス指定された回転数
値のバイトとの差値が、アドレスの桁の小さなバ
イトと乗算される。その積は全バイトに対して丸
められ、その結果は桁の大きいバイトから減算さ
れる。
この構成によつて、８ビツトのデータ幅を有す
るマイクロ・プロセツサにおいて、補間に必要な
費用を最小限にまで減らすことができる。高い分
解能が必要とされる場合に、回転数決定のための
サイクル・タイムが比較的短いマイクロ・プロセ
ツサを使用することは、補間を迅速に行なうこと
により始めて可能となる。
各パルス発信器のパルスに異なる標識を配属す
れば有利である。その際、パルスは監視装置に供
給される。監視装置は第１にパルス発信器からの
パルスが存在しないことを選択的に表示し、第２
に到来したパルスの順序により被監視機械の回転
方向を表示する。この装置はパルス発信器の故障
を即座に表示するが、その際どのパルス発信器が
故障を起しているかも同時に検出する。従つて、
測定値の検出を中断させることなく、障害を除去
する構成とすることができる。測定の確実性はそ
れによつて著しく改善される。
次に本発明のその他の特徴、詳細、利点などに
ついて、図面を参照しながら以下の実施例の説明
によつて明らかにする。
第１図は回転数測定装置のブロツク図を示す。
図において機械軸と連結された正面歯車４をパル
ス発信器１，２，３が監視している。パルス発信
器は、歯車４の周縁に沿い、互いに一定の間隔を
置いて配置されている。この間隔は歯のピツチに
合わせてある。パルス発信器は磁気的または電気
的原理に基いて作動する装置であり、歯が１つ通
過する度に１つのパルスを発生する。
パルス発信器はそれぞれカウンタ６，７，８の
制御入力側と接続されている。各カウンタの計数
入力側は共に発振器５と接続され、発振器５は例
えば10MHzの比較的高い繰返し周波数を有するク
ロツク・パルスを発生する。カウンタ６，７，８
の出力側はそれぞれ逆数値形成装置１８，１９，
２０と接続されている。この装置については後で
詳しく説明する。
各パルス発信器は監視装置９の入力側とも接続
されている。パルス発信器は歯車４の歯を検出し
た時にパルスＡを発生するが、１つのパルス発信
器が発生したパルスは、第２図に示すように隣り
のパルス発信器のパルスに対して位相が1/3だけ
ずれている。
第３図は各パルス発信器と接続されたパルス形
成回路および計数過程を制御する制御装置のブロ
ツク図を示す。この図から明らかなように、各パ
ルス発信器１，２，３はシユミツトトリガ１０と
接続されている。シユミツトトリガ１０は単安定
マルチバイブレータ１１と接続され、その出力側
はRSフリツプ・フロツプ１２と接続されている。
フリツプ・フロツプ１２の非反転出力側はシフ
ト・レジスタ１３のデータ入力側と接続され、そ
のクロツク入力側は発振器５と接続されている。
また、フリツプ・フロツプ１０の非反転出力側か
らは１本の線路が分岐され、監視装置９と接続さ
れている。シフト・レジスタ１３は４つの段を有
し、それらの出力側はそれぞれ、フリツプ・フロ
ツプ１２のリセツト入力側、カウンタ６，７，８
に後置接続された逆数値形成回路１６，１７〜４
２の読取り入力側、カウンタ６，７，８の消去入
力側およびフリツプ・フロツプ１４のセツト入力
側と接続されている。フリツプ・フロツプ１４の
非反転出力側はカウンタ６，７，８のイネーブル
入力側と接続され、それらのクロツク入力側は発
振器５と接続されている。カウンタの各出力側は
後置接続された逆数値形成装置と接続されてい
る。カウンタの桁上げ出力側は、オーバフローを
防止するために論理和素子１５の入力側の１つと
接続され、その第２の入力側はシフト・レジスタ
１３の第１の出力側と接続されている。論理和素
子１５の出力側はフリツプ・フロツプ１４の消去
入力側と接続されている。
第３図および第４図の計数回路に後置接続され
たコーダ回路とメモリのブロツク図から明らかな
ように各レジスタ６，７，８は、その桁上げ入力
側が直列に接続された４つの４桁２進カウンタか
ら成つている。各２進カウンタの４つの出力側は
AND回路１７と接続され、AND回路１７の第５
入力側はパルス発信器からのパルスを受取る。
AND回路１７の４つの出力側はそれぞれ論理和
素子１８の１つの入力側と接続されている。論理
和素子１８は３つの入力側を有し、それには異な
るパルス発信器と接続されたAND回路１７から
の信号が加えられる。論理和素子１８の出力側
は、シフト・レジスタとして構成された一時記憶
メモリ１６の入力側と接続されている。一時記憶
メモリ１６ではそれぞれ３つのシフト・レジスタ
段が直列に接続され、その際16個の並列段が設け
られている。シフト・レジスタ１６は論理和素子
１９を介してクロツク制御されるが、これら入力
側には各パルス発信器のパルスが加えられる。各
一時記憶メモリの１６の出力側はＤ−Ａ変換器２
０と接続されている。
第４図の計数回路と接続された逆数値発生およ
び平均値形成装置が第５図に示されている。Ｄ−
Ａ変換器２０は評価抵抗を介して加算増幅器２１
と接続され、その出力側は乗算回路２２ａを帰還
ループに有する演算増幅器２２と接続されてい
る。つまり演算増幅器２２は除算器として働き、
その出力側にアナログ値を形成する。この値は毎
分当りの回転数に対応している。
第６図に示す逆数値形成回路の別の実施例では
各カウンタ６，７，８は一時記憶メモリ３７〜４
２と直接に接続しても良い。その際、一時記憶メ
モリはそれぞれ８ビツトグループに分割されてい
る。その都度２つの一時記憶メモリ３７，３８な
いし３９，４０に、計数器状態の４つの高い値ま
たは低い値のビツトが供給される。各メモリのア
ドレス入力側はマイクロプロセツサ３０のアドレ
スバス３３と接続されている。アドレスバス３３
とマイクロプロセツサ３０との間にはデコーダ回
路５３が配置され、それはアドレスを単一信号に
変換する。従つて各入力ないし出力メモリは個別
にアドレス指定される。
メモリの読出し入力側には、所属のパルス発信
器からのパルスが加えられる。
メモリ３７〜４２のデータ出力側はマイクロ・
プロセツサ３０のデータ・バス３１と接続されて
いる。
マイクロ・プロセツサ３０の読出し線路３４は
メモリ３７〜４２の読出し線路と接続されてい
る。線路３５は出力メモリ４３，４４の書込み線
路である。
第７図はパルス発信器の機能を監視する回路を
示す。監視装置９は９個のＤフリツプ・フロツプ
２３から成るマトリクス形配列を有しており、そ
れらのＤ入力側はRSフリツプ・フロツプ１２と
接続されている。Ｄフリツプ・フロツプ２３は、
論理和素子を介してRSフリツプ・フロツプ１２
から供給される、各パルス発信器のパルスによつ
てクロツク制御される。
すべてのＤフリツプ・フロツプの出力側は
AND回路２４から成るコーダ回路と接続され、
コーダ回路には論理和素子２５，２６，２７，２
８，２９，１９が後置接続されている。メモリの
出力側、AND回路２４および論理和素子は、パ
ルス発信器１，２，３の故障や機械の回転方向が
論理和素子の出力側で表示されるように接続され
ている。
第８図はパルス発信器の２元数検出装置のブロ
ツク図を示す。各パルス発信器は論理和素子５
０，５１の入力側とも接続される。それらはそれ
ぞれＤフリツプ・フロツプ４７ないし４８のＤ入
力側と接続され、Ｄフリツプ・フロツプ４７，４
８のクロツク入力側は共に論理和素子４９と接続
されている。論理和素子４９には、すべてのパル
ス発信器１，２，３のパルスが加えられる。この
ようにしてパルス発信器からの瞬時信号の識別回
路が構成される。この場合、Ｄフリツプ・フロツ
プ４７，４８の出力側には、第１のパルス発信器
に対する識別信号０１，第２のパルス発信器に対
する１０および第３のパルス発信器に対する１１
が現れる。
Ｄフリツプ・フロツプ４７，４８はそれぞれメ
モリ４５と接続され、メモリ４５はメモリ３７〜
４２と同じようにマイクロ・プロセツサ３０と接
続されている。論理和素子４９は線路３６を介し
てマイクロ・プロセツサ３０の割込み入力側と接
続されている。アドレス・バス３３、データ・バ
ス３１および書込み線路３５と接続された出力メ
モリ４３，４４は、マイクロ・プロセツサ３０が
処理した毎分当りの回転数を一時記憶する。メモ
リ４３，４４と同じようにマイクロ・プロセツサ
３０と接続された別のメモリ４６は、装置全体や
パルス発信器の故障通報信号、ないし回転方向を
６つの高低信号として一時記憶する。
カウンタ６，７，８は、それぞれのパルス発信
器が隣接する２つのパルスを発生する間に発振器
からのパルスを加算する。シフト・レジスタ１３
は、制御装置として、フリツプ・フロツプ１４を
介して計数過程を釈放し、その終了時に遮断され
る。次に計数器内容が出力され、次の計数過程が
始まる前にカウンタ６，７，８はクリアされる。
計数器内容はAND回路１７および論理和素子
１８を介して一時記憶メモリ１６に読込まれる。
一時記憶メモリ１６の直列接続された３つの段の
中にはそれぞれ、３つの順次連続する時点で測定
された計数器内容が存在する。計数器内容は、増
幅器２０が平均値の逆数値を形成する前に、増幅
器２１の中で平均値が形成される。
監視装置９のＤフリツプ・フロツプ２３の中で
は、パルス発信器クロツク・パルスが３つ発生す
る度に３ビツトが記憶され、コード化の後でこの
３ビツトから３つの比較値が形成される。この比
較値が所定の比較値と一致していなければ、障害
の発生が通報される。この場合でもクロツク発生
器のパルスから回転方向を決定することができる
が、その際パルスが時間的に連続することが回転
方向を確認するためには必要である。
マイクロ・プロセツサの中では、カウンタ６，
７，８により加算されたパルスに別な処理が加え
られる。マイクロ・プロセツサ３０は線路３６を
介してクロツク発生器パルスと同期されている。
計数器内容は、マイクロ・プロセツサ３０により
メモリ３７〜４２の中に必要に応じて読取られ
る。
マイクロ・プロセツサ３０は８ビツト（１バイ
ト）幅のデータ・バスと16ビツト（２バイト）幅
のアドレス・バスとを有している。マイクロ・プ
ロセツサ３０の中では２バイト数の逆数が形成さ
れる。
発振器周波数10MHz、歯車の歯の周波数1000Hz
に対応して定格時の計数器状態が10000である時、
逆数は非常に小さいので、小数点の位置を定める
計算をしなければならない。従つて、反転値に
108を乗ずると有利である。定格回転数では、そ
の結果は108／10000＝10000となる。
逆数は108を計数器状態で除算することにより
形成される。この処理は２進法で行なうと有利で
ある。
本発明の方法は、固定的な結果の記憶とその処
理を緊密に組合わせることを基礎としている。１
つの実例を以下で説明する。しかし、すべての値
を２進数で表わすのはいかにも煩雑なので、代わ
りに16進法を用いることとする。つまり、１バイ
トを２つの記号０，１，２，３，４，５，６，
７，８，９，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆによつて表
わす。
機械の回転数が定格回転数の90％であれば、カ
ウンタは10MHz／900Hz＝11111個のパルスを計数する。
この値を16進法で表わすと2B67となる。高い桁
のバイトxHは2Bであり、67は低い桁のバイトxL
である。
メモリのアドレス、例えばアドレスφ1φφ〜
φ1FFおよびφ2φφ〜φ2FFには、整数のｘ値に対
応するｙの結果、（つまり計数器が計数するパル
ス数に対する実際の回転数）が記憶される。詳し
く言えば、領域φ1φφ〜φ1FFには高い桁のｙバ
イトが、φ2φφ〜φ2FFには低い桁のｙバイトが
記憶される。この時、高い桁のアドレス・バイト
はｙバイトの桁を決定し、低い桁のアドレス・バ
イトは高い桁のｘバイトxHを定める。
例えば、マイクロ・プロセツサがｘ＝2B67を
保持しているとする。するとマイクロ・プロセツ
サはxH＝2Bに対応して、アドレスφ12Bのメモリ
セルからyHxH＝23を、アドレスφ22Bのメモリセ
ルからyLxH＝7Bを取出す。計数器内容が正確に
2Bφφであれば、逆数としてｙ＝237Bを直接利用
すればよい。しかし、桁の低いｘバイトxLは67と
いう値を有している。従つてマイクロ・プロセツ
サは桁の高いｘバイトに１を加えて、アドレス
φ12Cおよびφ22Cのメモリセルからｙの値22AD
を取出す。これは2Cφφのｘ値に対応している。
次に桁の低いｘバイトを用いて、yxH＝237Bと
yxH+1＝22ADとの間で補間が行なわれる。
正確なｙの値は、yxHとyxH+1との間、つまり
237Bと22ADの間にある。まず、両者の差値yxＨ
＝237B−22AD＝CEが形成される。この差値に
桁の低いｘバイトxLを乗算し、φ10φで除算する
と補正値ｙが検出される； CE・67／φ1φφ＝53 φ1φφによる除算は、CE・67の乗算結果から桁
の低いバイトを取去ることによつて行なうことが
できる。
最後に概数値yxH＝237Bから補正値yＨ＝53を減
算して真のｙ値が求められる。すなわち； ｙ＝237B−53＝2328 計算方法を要約すれば、 １） ２つの２バイト数を減算する ２） ２つの１バイト数を乗算する ３） １つの２バイト数から１つの１バイト数を
減算する ということになる。この方法は、例えば４バイト
数を２バイト数で除算するのに比べて極めて迅速
に計算を行なうことができる。
概算結果を事前に記憶すれば、真の値を記憶す
るのに対して、メモリの容量を512Byte＝１／２
KByteまで減らすことができる。この場合でも線
形補間法により誤差を１ビツト以下に十分留める
ことができる。
マイクロ・プロセツサを用いれば、センサ（パ
ルス発信器）の監視ないし回転方向の検出を極め
て簡単に行なうことができる。レジスタを２ビツ
ト毎にシフトし、このレジスタの中でセンサの識
別数字（２ビツト01，10，11）を付加すれば、最
後の３つのセンサの順序を１つのバイト、例えば 00110110 で表示することができる。この場合、最も桁の低
い２つのビツトはセンサ２を、その次に桁の大き
な２ビツトはセンサ１、それに続く２ビツトはセ
ンサ３を表わす。最も桁の大きな２ビツトは利用
されない。このバイトをメモリのアドレスとして
使用すれば、その中で次の２進数を現わすことが
ある。
00000001 この２進数は以下のような意味を有する。最も
桁の低い１は、左方回転を意味し、次の桁は右方
回転を表わす。それに続く３つの桁はそれぞれ、
所属のセンサ１，２，３が故障しているかどうか
を表示する。３番目に大きな桁は装置全体の故障
を通報する。
次の２進数 00100110 に対して（各桁の値は上に示した２進数の配列に
対応しする）下に示すメモリの内容が生ずる。
00110000 この２進数では、センサ３と装置に対応する桁
が２進数１を有している。それはセンサ３と装置
に障害が起つていることを意味する。
この順序には33通りの組合わせ、つまり１，
１，１……３，３，３しかない。従つて必要な記
憶場所はわずか33＝27だけである。
【図面の簡単な説明】
第１図は回転数に比例したパルスから毎分当り
の回転数を求めるための装置のブロツク回路図、
第２図は回転数を検出するために設けられたパル
ス発信器が発生するパルス波形図、第３図は各パ
ルス発信器と接続されたパルス形成回路、計数回
路および計数過程を制御する制御装置のブロツク
回路図、第４図は計数回路に後置接続されたコー
ダ回路およびメモリのブロツク回路図、第５図は
第４図の計数回路と接続されて逆数値を発生し平
均値を形成する装置の１つのブロツク回路図、第
６図は逆数値形成回路の別の実施例のブロツク回
路図、第７図はパルス発信器の機能を監視する装
置のブロツク回路図、第８図はパルス発信器信号
の２進識別装置のブロツク回路図、第９図は第８
図の装置による信号のダイヤグラムである。 １，２，３……パルス発信器、４……歯車、５
……発振器、６，７，８……計数装置、９……監
視装置、１０……シユミツト・トリガ、１１……
単安定トリガ回路、１２……RSフリツプ・フロ
ツプ、１３，２３……シフト・レジスタ、１４…
…双安定マルチバイブレータ、１５，１８，１
９，２５，２６，２７，２８，２９，４９，５
０，５１……論理和素子、１６，３７，３８，３
９，４０，４１，４２，４６……一時記憶メモ
リ、１７，２４……AND回路、２０……Ｄ−Ａ
変換器、２１……加算増幅器、２２……演算増幅
器、２２ａ……乗算回路、３０……マイクロ・プ
ロセツサ、３１……データ・バス、３３……アド
レス・バス、３４……読出し制御線路、３５……
書込み線路、３６……線路、４３，４４……出力
メモリ、４５……メモリ、４７，４８……Ｄフリ
ツプ・フロツプ、５３……デコーダ回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 回転数に依存するパルス発信器を設け、その
    パルスが一定の高い周波数を有する発振器からの
    クロツク・パルスを計数する計数装置を制御し、
    このクロツク・パルスの数を回転数の基準量とし
    て使用する、高速回転機械の回転数を測定・監視
    する方法において、複数のパルス発信器１，２，
    ３……が回転数に依存する位相のずれたパルスを
    発生し、この位相ずれに応じて、１つの発信器が
    ２つのパルスを発生する間に他の発振器が等しい
    時間間隔を置いてパルスを発生し、各パルス発信
    器に、発振器５からのクロツク・パルスを計数
    し、かつ発信器によつて制御される計数装置６，
    ７，８……の１つが所属し、計数装置の内容から
    平均値を形成し、この平均値の逆数を形成するこ
    とにより、実際の回転数に直接に比例し、かつ読
    取り可能な測定量を得るようにしたことを特徴と
    する、高速機械の回転数を測定・監視する方法。 ２ 回転数に依存するパルス発信器を有し、その
    パルスにより、一定の高い周波数を有する発振器
    のクロツク・パルスを計数する計数装置が制御さ
    れ、このクロツク・パルスの数が回転数の基準量
    として用いられる、高速回転機械の回転数を測
    定・監視する装置において、３個のパルス発信器
    １，２，３が設けられ、これらパルス発信器１，
    ２，３が、機械軸と連結された歯車４に依存して
    作動し、かつこの歯車４の周縁に沿つて相互に等
    しい間隔を置いて配置され、またパルス発信器
    １，２，３がそれぞれ計数装置６，７，８の１つ
    の制御入力側と接続され、計数装置６，７，８の
    計数入力側は発振器５の出力側と接続され、さら
    に計数装置６，７，８の出力側が計数器内容の逆
    数値を形成する装置１６，１７，１８，１９，２
    ０，２１，２２，３０〜４２と接続されているこ
    とを特徴とする、高速回転機械の回転数を測定・
    監視する装置。 ３ ３個のパルス発信器１，２，３が、１つのパ
    ルス発信器のパルスに対してそれぞれ1/3だけ位
    相のずれたパルスを発生する特許請求の範囲第２
    項記載の装置。 ４ 各パルス発信器１，２，３の発生した信号の
    立上りが、短いニードル・パルスに変換され、計
    数装置６，７，８を制御するために、このパルス
    が直列シフト・レジスタ１３の中に読込まれる特
    許請求の範囲第２項または第３項記載の装置。 ５ パルス発信器１，２，３の発生した信号が、
    シユミツト・トリガ１０により単安定マルチバイ
    ブレータ１１で短いニードル・パルスに変換さ
    れ、このパルスがRSフリツプ・フロツプ１２を
    介してシフト・レジスタ１３に供給される特許請
    求の範囲第４項記載の装置。 ６ 発振器５によりクロツク制御されるシフト・
    レジスタ１３が双安定マルチバイブレータ１４の
    入力側と接続され、このマルチバイブレータの出
    力側が発振器によりクロツク制御される計数装置
    ６，７，８のイネーブル入力側と接続され、シフ
    ト・レジスタ１３の第２の出力側が計数装置６，
    ７，８の消去入力側と接続され、計数装置６，
    ７，８の桁上げ出力側が論理和素子１５を介して
    双安定マルチバイブレータ１４のリセツト入力側
    と接続され、論理和素子１５の第２の入力側がシ
    フト・レジスタ１３の第３の出力側と接続され、
    シフト・レジスタ１３の第４の出力側が一時記憶
    メモリ１６，３７〜４２のイネーブル入力側と接
    続され、一時記憶メモリ１６，３７〜４０の入力
    側が各計数装置６，７，８の出力側と接続されて
    いる特許請求の範囲第２項〜第６項のいずれかに
    記載の装置。 ７ 計数装置の中に保持されている、順次連続す
    るクロツク・パルスの回転数に依存する瞬時値
    が、後置接続されたメモリ１６の中で一時的に記
    憶され、このメモリ１６が、論理和素子１８，１
    ９およびＤ−Ａ変換器２０から成る、計数器内容
    の逆数値を形成する装置と接続され、この装置の
    出力側が１つにまとめられて加算増幅器２１と接
    続され、この加算増幅器２１に別の増幅器２２が
    接続され、増幅器２２が、入力信号の商を形成す
    るために乗算器２２ａを有する帰還ループをもつ
    ている特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８ すべての計数装置６，７，８がそれぞれ、
    AND回路１７および論理和素子１８を介して、
    桁数に合わせたメモリ１６と接続され、その際論
    理和素子１８は計数装置６，７，８の計数値に共
    通であり、またメモリ１６はシフト・レジスタと
    して構成され、かつ３つの順次連続する被測定計
    数器内容を一時記憶するために３つの段を有し、
    さらにメモリ１６の出力側がＤ−Ａ変換器２０の
    入力側と接続されている特許請求の範囲第７項記
    載の装置。 ９ 一時記憶メモリ３７〜４２の数が、カウンタ
    ６，７，８から並列に出力される個所の数に相応
    し、一時記憶メモリ３７〜４２の出力側がマイク
    ロ・プロセツサ３０のデータ・バスと接続され、
    一時記憶メモリ３７〜４２が、マイクロ・プロセ
    ツサ３０のアドレス・バスおよび読出し制御線路
    ３４を介して読出し可能である特許請求の範囲第
    ６項記載の装置。 １０ マイクロ・プロセツサ３０の一時記憶メモ
    リの中に、選択された計数器状態に対して、対応
    する回転数値の表が記憶され、選択された計数値
    の隣接する計数器状態の間に等しい間隔があり、
    また計数器状態は、対応する回転数値を有するメ
    モリ・セルのためのアドレスであり、進行する測
    定サイクルに応じて計数器状態に対応するメモ
    リ・セルが読出し可能でかつ一時記憶可能であ
    り、それにより計数器状態が記憶された回転数値
    に対応するかどうか検査され、その際肯定的な結
    果が出れば一時記憶値が回転数として出力され、
    結果が否定的であれば、表の中で後続するアドレ
    スが読出され、その内容が一時記憶値と共に補間
    されるようにした特許請求の範囲第９項記載の装
    置。 １１ 隣り合つて記憶された回転数値の間に、線
    形補間法によつて中間値を求めるようにした特許
    請求の範囲第１０項記載の装置。 １２ 補間を行なうために、一時記憶されていた
    メモリ・セルの内容と新しくアドレス指定された
    メモリ・セルの内容との間の差値が形成され、こ
    の差値が計数値状態とメモリ・セルの内容との間
    の差値と乗算され、その積が最初にアドレス指定
    されていたメモリ・セルの内容から減算される特
    許請求の範囲第１０項または第１１項記載の装
    置。 １３ 計数値状態が桁の大きなバイトと桁の小さ
    なバイトとに分割される特許請求の範囲第１０項
    〜第１２項のいずれかに記載の装置。 １４ 回転数値の桁の大きなバイトと桁の小さな
    バイトとに、異なるアドレス領域が配属されてい
    る特許請求の範囲第１０項〜第１３項のいずれか
    に記載の装置。 １５ 一時記憶されていた回転数値と新しくアド
    レス指定された回転数値との２つのバイトから形
    成された差が、回転数値の桁の低いバイトと乗算
    され、その積が全バイトに対して丸められ、その
    結果が最初にアドレス指定された回転数値から減
    算される特許請求の範囲第１０項〜第１４項のい
    ずれかに記載の装置。 １６ 各パルス発信器１，２，３……のパルスに
    異なる標識が配属され、このパルスが監視装置９
    に供給され、監視装置９が第１に、１つのパルス
    発信器のパルスが存在しないことを選択的に表示
    し、第２に到来するパルスの順序から被監視機械
    の回転方向を表示する特許請求の範囲第２項〜第
    １５項のいずれかに記載の装置。 １７ 監視装置９が、それぞれパルス発信器１，
    ２，３……の１つに対応するシフト・レジスタ２
    ３から成り、シフト・レジスタ２３の出力側がコ
    ーダ回路および比較器と接続され、コーダ回路お
    よび比較器が回転数のための出力側と、到来した
    パルス発信器のパルスが対応する標識と一致する
    かどうかを表示する出力側とを有している特許請
    求の範囲第２項〜第１６項のいずれかに記載の装
    置。 １８ シフト・レジスタ２３が縦続接続された３
    つのＤフリツプ・フロツプを有し、Ｄフリツプ・
    フロツプは、パルス発信器のパルスが現れる毎に
    クロツク制御され、回転方向と標識とを表わすＤ
    フリツプ・フロツプの出力信号がAND回路２４
    と論理和素子２５に供給され、論理和素子２５の
    出力信号が回転方向およびパルス発信器の故障を
    表示するようにした特許請求の範囲第１７項記載
    の装置。 １９ ３個のRSフリツプ・フロツプ１２の出力
    信号がパルス発信器識別回路４７，４８，４９，
    ５０，５１に供給され、パルス発信器識別回路
    は、最後にパルスを発生したパルス発信器の２進
    数値を表示するためのＤフリツプ・フロツプ４
    ７，４８と論理和素子４９とを有し、Ｄフリツ
    プ・フロツプ４７，４８と論理和素子４９によ
    り、それぞれのパルス発信器１，２，３の前を歯
    車４の歯が通過したことが表示される特許請求の
    範囲第５項および第１６項記載の装置。 ２０ パルス発信器の２進数値と、歯車の通過を
    表わす信号とがマイクロ・プロセツサ３０に供給
    され、マイクロ・プロセツサ３０は直前に保持さ
    れていた２つの２進数値から１つのアドレスを形
    成し、このアドレスは１つのメモリに所属し、メ
    モリの中に回転方向と各パルス発信器の機能状態
    とが記憶される特許請求の範囲第１９項記載の装
    置。 ２１ 回転方向とパルス発信器の故障とが出力メ
    モリ４６を介して、単一ビツトとして表示される
    特許請求の範囲第２０項記載の装置。
JP57196855A 1981-11-13 1982-11-11 高速回転機械の回転数を測定・監視する方法および装置 Granted JPS5888666A (ja)

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