JPH07294284A - Self optical pulse generation type rotation detector - Google Patents
Self optical pulse generation type rotation detectorInfo
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- JPH07294284A JPH07294284A JP8901794A JP8901794A JPH07294284A JP H07294284 A JPH07294284 A JP H07294284A JP 8901794 A JP8901794 A JP 8901794A JP 8901794 A JP8901794 A JP 8901794A JP H07294284 A JPH07294284 A JP H07294284A
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電磁ノイズの激しい場
所や機器のアース電位が不安定な場所の回転状態を検出
するのに使用する回転検出器のセンサ分野に係り、自己
光パルス発生型回転検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor field of a rotation detector used for detecting a rotation state in a place where electromagnetic noise is severe or a ground potential of equipment is unstable. The present invention relates to a rotation detection device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の回転検出器は、ＤＣタコゼネレー
タやロータリー・エンコーダが一般に使用されている。
とくにロータリー・エンコーダは、デジタル機器の普及
に伴い制御機器になくてはならないものになっている。2. Description of the Related Art As a conventional rotation detector, a DC tachogenerator or a rotary encoder is generally used.
In particular, rotary encoders have become indispensable as control devices with the spread of digital devices.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の回転検出器にお
いて、電磁ノイズがひどい場所での使用や遠隔地に信号
を送る場合は、光伝送装置が使用されている。この場
合、ロータリー・エンコーダの電源と光電変換器の電源
が必要になるので、これら電源からのノイズ侵入に対し
て、例えばノイズカット・トランスを使用する等の対策
を講じる必要がある。また、取り付け機器のアースにノ
イズが多く含まれている場合、電気的に絶縁して取り付
けるようにしている。In the conventional rotation detector, an optical transmission device is used for use in a place where electromagnetic noise is severe or for sending a signal to a remote place. In this case, the rotary encoder power source and the photoelectric converter power source are required. Therefore, it is necessary to take measures against noise intrusion from these power sources, for example, by using a noise cut transformer. In addition, if the ground of the attached device contains a lot of noise, the device is electrically isolated and attached.
【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、電磁ノイズの激しい場所や機器のアース電
位が不安定な場所であっても、該ノイズの影響を受ける
ことなく回転状態を検出することができる自己光パルス
発生型回転検出装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a rotating state without being affected by the noise even in a place where the electromagnetic noise is severe or the ground potential of the equipment is unstable. It is an object of the present invention to provide a self-optical pulse generation type rotation detecting device capable of detecting a rotation.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）ロータ
ーが永久磁石により磁化されているとともに、該ロータ
ーとステーターに小歯を有して成るステッピングモータ
と、前記ステッピングモータの各相のステーター巻き線
に各々誘起する電力が供給され、該電力を一定に保つ第
１、第２電子回路と、前記第１、第２電子回路の出力電
力を各々光パルス信号に変換する第１、第２光電変換器
と、前記第１、第２光電変換器の発生光パルス信号を各
々伝送する第１、第２光ファイバと、前記第１、第２光
ファイバで伝送された発生光パルス信号を各々電気信号
に変換する第３、第４光電変換器とを備え、前記第３、
第４光電変換器の電気信号に基づいて回転速度、回転角
度、回転方向等を検出することを特徴とし、（２）前記
第１、第２電子回路は、複数の定電圧ダイオードを逆直
列接続した定電圧回路と、定電流ダイオードを逆並列接
続した定電流回路とから成ることを特徴としている。According to the present invention, (1) a stepping motor in which a rotor is magnetized by a permanent magnet, and the rotor and the stator have small teeth; Electric powers respectively induced to the stator windings are supplied to keep the electric powers constant, and first and second electronic circuits for converting the output electric powers of the first and second electronic circuits into optical pulse signals, respectively. 2 photoelectric converters, first and second optical fibers for transmitting the optical pulse signals generated by the first and second photoelectric converters respectively, and generated optical pulse signals transmitted by the first and second optical fibers. Third and fourth photoelectric converters for converting the signals into electric signals, respectively.
A rotation speed, a rotation angle, a rotation direction, etc. are detected based on an electric signal of the fourth photoelectric converter, and (2) the first and second electronic circuits have a plurality of constant voltage diodes connected in anti-series. And a constant current circuit in which constant current diodes are connected in anti-parallel.
【０００６】[0006]
【作用】ステッピングモータの一回転時の光パルス発生
（第１、第２光電変換器の出力）数とモータ動作の回転
角度は比例関係にあるため、第１、第２光ファイバで伝
送された光パルスの数を、第３、第４光電変換器で電気
信号に変換して計測することにより、回転速度や回転角
度が求められる。また２相の第３、第４光電変換器出力
信号の位相差を計測することにより回転方向が求められ
る。Since the number of light pulses generated during one rotation of the stepping motor (outputs of the first and second photoelectric converters) and the rotation angle of the motor operation are in a proportional relationship, they are transmitted by the first and second optical fibers. The rotation speed and the rotation angle are obtained by converting the number of light pulses into electric signals by the third and fourth photoelectric converters and measuring them. Further, the rotation direction is obtained by measuring the phase difference between the output signals of the second and third photoelectric converters.
【０００７】ステッピングモータに誘起する電気信号を
光電変換器によって光パルス信号に変換し伝送している
ので、電磁ノイズの影響は無い。Since the electric signal induced in the stepping motor is converted into an optical pulse signal by the photoelectric converter and transmitted, there is no influence of electromagnetic noise.
【０００８】ステッピングモータに誘起する電力を利用
しているので、外部から電源を供給しなくても光パルス
信号を発生させることができる。このため電源線から電
磁ノイズが侵入することは無くなり、従来のようにノイ
ズカットトランスを設ける必要は無くなる。Since the electric power induced in the stepping motor is used, it is possible to generate the optical pulse signal without supplying power from the outside. Therefore, electromagnetic noise does not enter from the power supply line, and it is not necessary to provide a noise cut transformer as in the conventional case.
【０００９】[0009]
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。本実施例では図１のように２相ステッピング
モータの各相端子に光信号出力形の回転検出装置を設け
ている。前記ステッピングモータは、一つの電気パルス
が与えられる毎に１ステップだけ回転するものであり、
ローターに付いている永久磁石とステーターの巻き線の
関係で外部に励磁用電源が無くても誘導起電力を発生す
る（パーマネントモータと同様）。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, an optical signal output type rotation detecting device is provided at each phase terminal of the two-phase stepping motor as shown in FIG. The stepping motor rotates by one step each time one electric pulse is given,
Due to the relationship between the permanent magnet attached to the rotor and the winding of the stator, induced electromotive force is generated even if there is no external power supply for excitation (similar to a permanent motor).
【００１０】前記モータを発電機として回転させた時の
誘導起電力の発生の様子を図２に示す。これは、ユニポ
ーラ４相４極の巻き線出力をバイポーラ２相の結線で使
用した時のものである。図２によれば回転方向により２
つの誘導起電力波形の位相が９０度進んだり遅れたりし
ているのが分かる。発生周波数はステッピングモータの
回転角度に関係している。FIG. 2 shows how the induced electromotive force is generated when the motor is rotated as a generator. This is when the winding output of unipolar 4-phase 4-pole is used in the connection of bipolar 2-phase. According to FIG. 2, depending on the rotation direction, 2
It can be seen that the phases of the two induced electromotive force waveforms are advanced or delayed by 90 degrees. The generated frequency is related to the rotation angle of the stepping motor.
【００１１】図１において、２相ステッピングモータＭ
のＡ相側ステーター巻き線１、２には定電圧回路３が並
列に、定電流回路４が直列に接続されている。また２相
ステッピングモータＭのＢ相側ステーター巻き線５、６
にも同様に定電圧回路７が並列に、定電流回路８が直列
に接続されている。In FIG. 1, a two-phase stepping motor M
A constant voltage circuit 3 is connected in parallel to the A-phase side stator windings 1 and 2, and a constant current circuit 4 is connected in series. In addition, the B-phase side stator windings 5 and 6 of the two-phase stepping motor M
Similarly, the constant voltage circuit 7 is connected in parallel and the constant current circuit 8 is connected in series.
【００１２】定電圧回路３と定電流回路４の非共通接続
端間には、動作表示用の発光ダイオード９および光電変
換器、例えば発光ダイオード１０が逆並列に接続されて
いる。また定電圧回路７と定電流回路８の非共通接続端
間には、動作表示用の発光ダイオード１１および光電変
換器、例えば発光ダイオード１２が逆並列に接続されて
いる。Between the non-common connection terminals of the constant voltage circuit 3 and the constant current circuit 4, a light emitting diode 9 for operation display and a photoelectric converter, for example, a light emitting diode 10 are connected in antiparallel. Further, a light emitting diode 11 for operation display and a photoelectric converter, for example, a light emitting diode 12 are connected in antiparallel between the non-common connection terminals of the constant voltage circuit 7 and the constant current circuit 8.
【００１３】定電圧回路３、７は２相ステッピングモー
タＭの回転速度が早く、誘導起電力が高くなった場合、
不要な電流をバイパスさせて一定電圧にするための回路
であり、例えば定電圧ダイオードを逆直列に接続したも
ので構成されている。The constant voltage circuits 3 and 7 are used when the rotational speed of the two-phase stepping motor M is high and the induced electromotive force is high.
It is a circuit for bypassing an unnecessary current to a constant voltage, and is composed of, for example, constant voltage diodes connected in anti-series.
【００１４】定電流回路４、８は２相ステッピングモー
タＭの回転速度変化により誘導起電力が変動した場合で
も、発光ダイオード９〜１２に常に一定電流を供給する
ためのものであり、例えば定電流ダイオードを逆並列に
接続して構成されている。The constant current circuits 4 and 8 are for always supplying a constant current to the light emitting diodes 9 to 12 even when the induced electromotive force changes due to a change in the rotation speed of the two-phase stepping motor M. It is configured by connecting diodes in antiparallel.
【００１５】前記動作表示用の発光ダイオード９、１１
は正負に誘導された起電力のうち、発光ダイオード１
０、１２に使用しない極性の電流を利用して動作表示を
行うものである。１３、１４は発光ダイオード１０、１
２の発生光信号を伝送するための光ファイバである。The light emitting diodes 9 and 11 for displaying the operation.
Is the light-emitting diode 1 of the electromotive force induced in positive and negative
The operation display is performed by using currents of polarities not used for 0 and 12. 13, 14 are light emitting diodes 10, 1
2 is an optical fiber for transmitting the generated optical signal of 2.
【００１６】１５、１６は前記伝送された光信号を電気
信号（デジタル信号）に変換する光電変換器、例えばフ
ォトダイオードである。フォトダイオード１５、１６の
出力信号は回転方向判別回路１７を通すことによってア
ップカウントパルス信号、ダウンカウントパルス信号と
なり、図示しないアップカウンタ、ダウンカウンタに導
かれる。またフォトダイオード１５、１６の出力信号は
図示省略しているが、ロータリーエンコーダ用カウンタ
にも供給されるものである。Reference numerals 15 and 16 denote photoelectric converters, for example, photodiodes, which convert the transmitted optical signal into an electric signal (digital signal). The output signals of the photodiodes 15 and 16 pass through the rotation direction determination circuit 17 to become up-count pulse signals and down-count pulse signals, which are guided to an up-counter and a down-counter not shown. Although not shown, the output signals of the photodiodes 15 and 16 are also supplied to the rotary encoder counter.
【００１７】上記のように構成された装置において、２
相ステッピングモータＭを、例えば正方向に発電機とし
て回転させたときのステーター巻き線１、２、５、６の
無負荷誘導起電力の波形は、図３（ａ）のとおりであ
る。In the device constructed as described above, 2
The waveform of the no-load induced electromotive force of the stator windings 1, 2, 5, 6 when the phase stepping motor M is rotated in the positive direction as a generator is as shown in FIG.
【００１８】この誘導起電力は、定電圧回路３、７およ
び定電流回路４、８によって電圧、電流が一定にされた
後、発光ダイオード９〜１２に供給される。これによっ
て各発光ダイオード９〜１２が発光し、発光ダイオード
１０、１２の発生光パルス信号は光ファイバ１３、１４
によってフォトダイオード１５、１６に伝送される。こ
のときの光伝送信号は図３（ｂ）のとおりである。This induced electromotive force is supplied to the light emitting diodes 9 to 12 after the voltage and current are made constant by the constant voltage circuits 3 and 7 and the constant current circuits 4 and 8. As a result, the respective light emitting diodes 9 to 12 emit light, and the light pulse signals generated by the light emitting diodes 10 and 12 are transmitted to the optical fibers 13 and
Is transmitted to the photodiodes 15 and 16 by. The optical transmission signal at this time is as shown in FIG.
【００１９】フォトダイオード１５、１６の出力電気信
号は回転方向判別回路１７や図示しないアップカウン
タ、ダウンカウンタ、ロータリーエンコーダ用カウンタ
等の計測用に具される。The output electric signals of the photodiodes 15 and 16 are used for measurement by the rotation direction discriminating circuit 17, an up counter, a down counter, a rotary encoder counter and the like (not shown).
【００２０】２相ステッピングモータＭの一回転時にお
ける発光ダイオード１０、１２の光パルス発生数とモー
タ動作の回転角度は比例関係にあるため、光ファイバ１
３、１４で伝送された光パルスの数を、フォトダイオー
ド１５、１６で電気信号に変換して計測することによ
り、回転速度や回転角度が求められる。またフォトダイ
オード１５、１６の出力信号の位相差を計測することに
より回転方向が求められる。Since the number of light pulses generated by the light emitting diodes 10 and 12 during one rotation of the two-phase stepping motor M is proportional to the rotation angle of the motor operation, the optical fiber 1
The rotation speed and the rotation angle are obtained by converting the number of the optical pulses transmitted by 3 and 14 into electric signals by the photodiodes 15 and 16 and measuring them. Further, the rotation direction can be obtained by measuring the phase difference between the output signals of the photodiodes 15 and 16.
【００２１】２相ステッピングモータＭに誘起する電気
信号を発光ダイオード１０，１２によって光パルス信号
に変換し伝送しているので、電磁ノイズの影響は無い。Since the electric signals induced in the two-phase stepping motor M are converted into optical pulse signals by the light emitting diodes 10 and 12 and transmitted, there is no influence of electromagnetic noise.
【００２２】２相ステッピングモータＭに誘起する電力
を利用しているので、外部から電源を供給しなくても光
パルス信号を発生させることができる。このため電源線
から電磁ノイズが侵入することは無くなり、従来のよう
にノイズカットトランスを設ける必要は無くなる。Since the electric power induced in the two-phase stepping motor M is used, it is possible to generate the optical pulse signal without supplying power from the outside. Therefore, electromagnetic noise does not enter from the power supply line, and it is not necessary to provide a noise cut transformer as in the conventional case.
【００２３】尚前記光電変換器は発光ダイオード１０、
１２、フォトダイオード１５、１６に限らず、同様の機
能を有する他の素子を用いても良い。The photoelectric converter is a light emitting diode 10,
Not limited to 12, the photodiodes 15 and 16, other elements having the same function may be used.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ステッピ
ングモータの各相のステーター巻き線に各々誘起する電
力が供給され、該電力を一定に保つ第１、第２電子回路
と、前記第１、第２電子回路の出力電力を各々光パルス
信号に変換する第１、第２光電変換器と、前記第１、第
２光電変換器の発生光パルス信号を各々伝送する第１、
第２光ファイバと、前記第１、第２光ファイバで伝送さ
れた発生光パルス信号を各々電気信号に変換する第３、
第４光電変換器とを備え、前記第３、第４光電変換器の
電気信号に基づいて回転速度、回転角度、回転方向等を
検出するようにしたので、次のような優れた効果が得ら
れる。As described above, according to the present invention, first and second electronic circuits for supplying the electric power induced to the respective stator windings of the respective phases of the stepping motor to keep the electric power constant, and the first electronic circuit First and second photoelectric converters for converting the output power of the first and second electronic circuits into optical pulse signals, and first for transmitting the optical pulse signals generated by the first and second photoelectric converters, respectively.
A second optical fiber, and a third for converting each of the generated optical pulse signals transmitted through the first and second optical fibers into an electric signal,
Since the fourth photoelectric converter is provided and the rotation speed, the rotation angle, the rotation direction, and the like are detected based on the electric signals of the third and fourth photoelectric converters, the following excellent effects are obtained. To be
【００２５】（１）一回転の光パルス発生数はパルスモ
ータ動作の回転角度に関係しているので、パルスの数を
計測することにより回転速度や回転角度を容易に求める
ことができる。さらに２つの光信号の位相差を計測する
ことにより回転方向を容易に求めることができる。(1) Since the number of light pulses generated in one rotation is related to the rotation angle of the pulse motor operation, the rotation speed and the rotation angle can be easily obtained by measuring the number of pulses. Further, the rotation direction can be easily obtained by measuring the phase difference between the two optical signals.
【００２６】（２）ステッピングモータを発電機として
動作させているので、光パルス信号発生用に外部から電
源を供給する必要が無く、電源線から電磁ノイズが侵入
することが無い。さらに取り扱いが容易で小型となる。(2) Since the stepping motor is operated as a generator, it is not necessary to supply power from the outside to generate an optical pulse signal, and electromagnetic noise does not enter from the power line. Furthermore, it is easy to handle and is compact.
【００２７】（３）光パルス信号を使用しているので、
長距離伝送時に問題となる電磁ノイズの影響が無い。(3) Since the optical pulse signal is used,
There is no influence of electromagnetic noise, which is a problem during long-distance transmission.
【００２８】（４）ステッピングモータのローター保持
用のベアリング以外に機械的に接触する部分がないの
で、構造が簡単で長寿命化が図られるとともに高い信頼
性が得られ、保守点検が簡単になる。(4) Since there is no mechanical contact portion other than the bearing for holding the rotor of the stepping motor, the structure is simple, the life is long, the reliability is high, and the maintenance inspection is easy. .
【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】２相パルスモータを発電機として回転させたと
きの無負荷誘導起電力波形を示し、（ａ）は正回転時の
波形図、（ｂ）は逆回転時の波形図。2A and 2B show no-load induced electromotive force waveforms when a two-phase pulse motor is rotated as a generator, where FIG. 2A is a waveform diagram during forward rotation and FIG. 2B is a waveform diagram during reverse rotation.
【図３】２相パルスモータを発電機として回転させたと
きの無負荷誘導起電力と光伝送信号との関係を示し、
（ａ）は誘導起電力の波形図、（ｂ）は光伝送信号の波
形図。FIG. 3 shows a relationship between a no-load induced electromotive force and an optical transmission signal when a two-phase pulse motor is rotated as a generator,
(A) is a waveform diagram of induced electromotive force, (b) is a waveform diagram of an optical transmission signal.
【符号の説明】 Ｍ…２相ステッピングモータ １，２，５，６…ステーター巻き線 ３，７…定電圧回路 ４，８…定電流回路 ９〜１２…発光ダイオード １３，１４…光ファイバ １５，１６…フォトダイオード １７…回転方向判別回路[Explanation of Codes] M ... 2-phase stepping motor 1, 2, 5, 6 ... Stator winding 3, 7 ... Constant voltage circuit 4, 8 ... Constant current circuit 9-12 ... Light emitting diode 13, 14 ... Optical fiber 15, 16 ... Photodiode 17 ... Rotation direction discrimination circuit
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｃ 23/04 Ｈ０２Ｋ 37/04 Ｚ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location G08C 23/04 H02K 37/04 Z
Claims (2)
るとともに、該ローターとステーターに小歯を有して成
るステッピングモータと、 前記ステッピングモータの各相のステーター巻き線に各
々誘起する電力が供給され、該電力を一定に保つ第１、
第２電子回路と、 前記第１、第２電子回路の出力電力を各々光パルス信号
に変換する第１、第２光電変換器と、 前記第１、第２光電変換器の発生光パルス信号を各々伝
送する第１、第２光ファイバと、 前記第１、第２光ファイバで伝送された発生光パルス信
号を各々電気信号に変換する第３、第４光電変換器とを
備え、 前記第３、第４光電変換器の電気信号に基づいて回転速
度、回転角度、回転方向等を検出することを特徴とする
自己光パルス発生型回転検出装置。1. A stepping motor in which the rotor is magnetized by a permanent magnet, and the rotor and the stator have small teeth, and electric power which is respectively induced in a stator winding of each phase of the stepping motor is supplied. , The first to keep the power constant,
A second electronic circuit; first and second photoelectric converters for converting output powers of the first and second electronic circuits into optical pulse signals; and optical pulse signals generated by the first and second photoelectric converters. The first and second optical fibers respectively transmitting, and the third and fourth photoelectric converters respectively converting the generated optical pulse signals transmitted by the first and second optical fibers into electric signals, the third , A self-optical pulse generation type rotation detection device, which detects a rotation speed, a rotation angle, a rotation direction and the like based on an electric signal of the fourth photoelectric converter.
圧ダイオードを逆直列接続した定電圧回路と、定電流ダ
イオードを逆並列接続した定電流回路とから成ることを
特徴とする請求項１に記載の自己光パルス発生型回転検
出装置。2. The first and second electronic circuits each include a constant voltage circuit in which a plurality of constant voltage diodes are connected in anti-series, and a constant current circuit in which constant current diodes are connected in anti-parallel. Item 1. The self-optical pulse generation type rotation detector according to Item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8901794A JPH07294284A (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Self optical pulse generation type rotation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8901794A JPH07294284A (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Self optical pulse generation type rotation detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294284A true JPH07294284A (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=13959146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8901794A Pending JPH07294284A (en) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | Self optical pulse generation type rotation detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294284A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108279638A (en) * | 2018-04-26 | 2018-07-13 | 顺德职业技术学院 | A kind of control system of diode terminal automatic assembling |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP8901794A patent/JPH07294284A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108279638A (en) * | 2018-04-26 | 2018-07-13 | 顺德职业技术学院 | A kind of control system of diode terminal automatic assembling |
| CN108279638B (en) * | 2018-04-26 | 2023-06-09 | 顺德职业技术学院 | Control system for automatic assembly of diode terminals |
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