JPH0752128B2 - 回転軸で検出される測定値を評価するための評価装置 - Google Patents
回転軸で検出される測定値を評価するための評価装置Info
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- JPH0752128B2 JPH0752128B2 JP4503453A JP50345392A JPH0752128B2 JP H0752128 B2 JPH0752128 B2 JP H0752128B2 JP 4503453 A JP4503453 A JP 4503453A JP 50345392 A JP50345392 A JP 50345392A JP H0752128 B2 JPH0752128 B2 JP H0752128B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
- B60C23/0422—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
- B60C23/0423—Photo-electric, infrared or visible light means
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/247—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using time shifts of pulses
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
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- G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
- G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
- G01L3/1421—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using optical transducers
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項1に包括的に記載されるように、回転
軸で検出される測定値を評価するための評価装置(eval
uation means)に関するものである。この装置を構成
するものとしては、測定値をこの値に応じた回転角度値
に変換するための回転角度変換器、及び第一のカウント
回路とセンサ手段とを含み、この回転角度変換器と相対
的に回転し、回転角度値を検出してそこから測定値を導
き出すための回転角度値用の検出手段とがある。
軸で検出される測定値を評価するための評価装置(eval
uation means)に関するものである。この装置を構成
するものとしては、測定値をこの値に応じた回転角度値
に変換するための回転角度変換器、及び第一のカウント
回路とセンサ手段とを含み、この回転角度変換器と相対
的に回転し、回転角度値を検出してそこから測定値を導
き出すための回転角度値用の検出手段とがある。
さらに本発明は、請求項2に包括的に記載されるよう
に、入力側軸要素と出力側軸要素との間に伝達されるト
ルクを計測するために用いられる評価装置に関するもの
である。この装置を構成するものとしては、これらの両
軸要素間に配置されており、かつ伝達されるトルクに応
じてこの両軸要素に相対的な角度位置の捩れを生じさせ
る弾性接続手段と、両軸要素に接続されており、この両
軸要素の角度位置の捩れに応じて検出可能な回転角度値
を生じさせるために用いられる回転角度変換器、及び、
第一のカウント回路とセンサ手段とを含み、この回転角
度変換器と相対的に回転し、回転角度値を検出してそこ
からトルクを導き出すための回転角度値用の検出・評価
手段とがある。
に、入力側軸要素と出力側軸要素との間に伝達されるト
ルクを計測するために用いられる評価装置に関するもの
である。この装置を構成するものとしては、これらの両
軸要素間に配置されており、かつ伝達されるトルクに応
じてこの両軸要素に相対的な角度位置の捩れを生じさせ
る弾性接続手段と、両軸要素に接続されており、この両
軸要素の角度位置の捩れに応じて検出可能な回転角度値
を生じさせるために用いられる回転角度変換器、及び、
第一のカウント回路とセンサ手段とを含み、この回転角
度変換器と相対的に回転し、回転角度値を検出してそこ
からトルクを導き出すための回転角度値用の検出・評価
手段とがある。
ドイツ特許出願(DE)3142603A1の包括的な項目には、
回転軸で検出される測定値がこの軸に作用しているトル
クである場合の評価装置が開示されている。この公知の
トルク検出装置には、入力側及び出力側軸要素の間に配
置され、かつ伝達されるトルクに応じてこれら両軸要素
に相対的な角度位置の捩れを生じさせる弾性接続手段
と、二つのディスクから成り、それが相互に相対回転
し、各々はその第一及び第二の半径域に設けられた複数
の切り欠き部を有する回転角度変換器とが具備されてい
る。検出手段には、連続的に光を発生するために用いら
れ、二つのディスクの一方の側に配列される二つの発光
ダイオードに加えて、これら二つのディスクの他方の側
に配列された二つのフォトトランジスタも具備されてい
る。軸が一回転する間、第一の発光ダイオードから二つ
のディスクの切り欠き部を通って、第一のフォトトラン
ジスタまで伝達される光パルスの数は、二つのディスク
の各々の切り欠き部の重なり具合によって決まるもので
あり、この切り欠き部は、一回転の間に伝達される光パ
ルスの数が軸要素の角度位置の捩れに応じて決定される
ように位置付けられている。第二の発光ダイオードとフ
ォトトランジスタの一対は、参照用のパルスを発するた
めに用いられる。発せられたパルス信号はカウンターに
供給され、このカウンターは、第一の発光ダイオードと
フォトトランジスタの一対の出力信号によってカウント
を行い、他方の発光ダイオードとフォトトランジスタの
一対の出力信号によってリセットされる。このようなト
ルク測定手段によって達成されうる計測精度と分解能は
各々二つのディスクに設けられた複数の窓開口部の数と
製作精度による制約を受けざるをえない。すなわち、こ
の公知のトルク検出装置の二つのディスクの大きさが許
容範囲内であり、必要とされる窓の数を充足したもので
あったとしても、精密なトルク測定手段として用いるの
に相応しいものにはなり得ない。また、この公知の評価
装置は、トルク以外の数値を回転軸で検出する場合には
適用できない。
回転軸で検出される測定値がこの軸に作用しているトル
クである場合の評価装置が開示されている。この公知の
トルク検出装置には、入力側及び出力側軸要素の間に配
置され、かつ伝達されるトルクに応じてこれら両軸要素
に相対的な角度位置の捩れを生じさせる弾性接続手段
と、二つのディスクから成り、それが相互に相対回転
し、各々はその第一及び第二の半径域に設けられた複数
の切り欠き部を有する回転角度変換器とが具備されてい
る。検出手段には、連続的に光を発生するために用いら
れ、二つのディスクの一方の側に配列される二つの発光
ダイオードに加えて、これら二つのディスクの他方の側
に配列された二つのフォトトランジスタも具備されてい
る。軸が一回転する間、第一の発光ダイオードから二つ
のディスクの切り欠き部を通って、第一のフォトトラン
ジスタまで伝達される光パルスの数は、二つのディスク
の各々の切り欠き部の重なり具合によって決まるもので
あり、この切り欠き部は、一回転の間に伝達される光パ
ルスの数が軸要素の角度位置の捩れに応じて決定される
ように位置付けられている。第二の発光ダイオードとフ
ォトトランジスタの一対は、参照用のパルスを発するた
めに用いられる。発せられたパルス信号はカウンターに
供給され、このカウンターは、第一の発光ダイオードと
フォトトランジスタの一対の出力信号によってカウント
を行い、他方の発光ダイオードとフォトトランジスタの
一対の出力信号によってリセットされる。このようなト
ルク測定手段によって達成されうる計測精度と分解能は
各々二つのディスクに設けられた複数の窓開口部の数と
製作精度による制約を受けざるをえない。すなわち、こ
の公知のトルク検出装置の二つのディスクの大きさが許
容範囲内であり、必要とされる窓の数を充足したもので
あったとしても、精密なトルク測定手段として用いるの
に相応しいものにはなり得ない。また、この公知の評価
装置は、トルク以外の数値を回転軸で検出する場合には
適用できない。
しかしながら、多くの有用な技術分野において、回転軸
で検出された測定値、例えば温度、圧力、エネルギーも
しくはその他の重要な値を、簡便ではあるが正確な方法
で検知し、通常は安定した位置にある評価装置によって
その値を測定もしくは評価するということが広く待望さ
れている。
で検出された測定値、例えば温度、圧力、エネルギーも
しくはその他の重要な値を、簡便ではあるが正確な方法
で検知し、通常は安定した位置にある評価装置によって
その値を測定もしくは評価するということが広く待望さ
れている。
一例として挙げれば、自動車の技術分野では、車のタイ
ヤの空気圧を僅かな費用で検出し、その検出された空気
圧をダッシュボード上で運転者に示すことができれば望
ましいと言われている。現在までのところ、そのように
回転軸で検出された測定値を評価するためのシステムは
極度に複雑なものであり、従って通常はプロトタイプの
場合においてのみ使用が適当とされている。このシステ
ムの典型的なものは、回転軸上に配置された光学的もし
くは電子工学的な伝送装置を有しており、この装置によ
って検出された測定値を表す信号が静止位置の受取装置
に伝達されるものである。
ヤの空気圧を僅かな費用で検出し、その検出された空気
圧をダッシュボード上で運転者に示すことができれば望
ましいと言われている。現在までのところ、そのように
回転軸で検出された測定値を評価するためのシステムは
極度に複雑なものであり、従って通常はプロトタイプの
場合においてのみ使用が適当とされている。このシステ
ムの典型的なものは、回転軸上に配置された光学的もし
くは電子工学的な伝送装置を有しており、この装置によ
って検出された測定値を表す信号が静止位置の受取装置
に伝達されるものである。
特開昭61−207940号においては、駆動軸及び被駆動軸の
間に捩れ素子を有するトルク測定装置が開示されてお
り、この捩れ素子によって、これらの両軸に固定された
細長い開口を持つ二つのディスクは、トルクに応じて互
いに角度をもって変位することが可能となる。連続光を
発生するための光源に接続されている光ファイバーは、
このディスクの細長い開口を通して受部ファイバーに投
射される連続的で遮られることのない光を伝達するため
に用いられており、この受部ファイバーは、受光素子を
介して、各々の受け取られた光の時間の長さに対応する
パルス長を持つ電気パルス信号を生成する。この時間の
長さはカウンターでカウントされ、このカウンターには
パルス源からパルスが供給される。しかしながら、この
ようにして計測されるトルクは、軸の回転速度の変化に
よって歪められかねない。
間に捩れ素子を有するトルク測定装置が開示されてお
り、この捩れ素子によって、これらの両軸に固定された
細長い開口を持つ二つのディスクは、トルクに応じて互
いに角度をもって変位することが可能となる。連続光を
発生するための光源に接続されている光ファイバーは、
このディスクの細長い開口を通して受部ファイバーに投
射される連続的で遮られることのない光を伝達するため
に用いられており、この受部ファイバーは、受光素子を
介して、各々の受け取られた光の時間の長さに対応する
パルス長を持つ電気パルス信号を生成する。この時間の
長さはカウンターでカウントされ、このカウンターには
パルス源からパルスが供給される。しかしながら、この
ようにして計測されるトルクは、軸の回転速度の変化に
よって歪められかねない。
この先行技術を基礎として、本発明により達成されるべ
き目的は、回転軸で検出される測定値を評価するために
用いられ、軸の回転速度の変化とは無関係に、簡単な構
造ではあるが、完全なデジタル測定技術に根ざした高い
分解能に到達している評価装置を提供することにある。
き目的は、回転軸で検出される測定値を評価するために
用いられ、軸の回転速度の変化とは無関係に、簡単な構
造ではあるが、完全なデジタル測定技術に根ざした高い
分解能に到達している評価装置を提供することにある。
この目的は、本発明の請求項1または4に記載の評価装
置によって達成することができる。
置によって達成することができる。
本発明によって達成されるべきもう一つの目的は、簡単
な構造ではあるが、完全なデジタル測定技術に根ざした
高い分解能に到達している、冒頭で示した型のトルク検
出可能な評価装置を提供することにある。
な構造ではあるが、完全なデジタル測定技術に根ざした
高い分解能に到達している、冒頭で示した型のトルク検
出可能な評価装置を提供することにある。
この目的は、本発明の請求項2に記載のトルク検出装置
によって達成することができる。
によって達成することができる。
本発明の好適な実施例は従属項において開示されてい
る。
る。
以下において、本発明の二つの好適な実施例を添付の図
面を参照しながら詳細に説明していくものとする。これ
ら図面のうち、 図1は、本発明に係る評価装置の考えうる第1実施例と
して、接線方向に配置された空気圧用の圧力計ピストン
を備えた自動車の車輪の概略側面図であり、 図2は本発明に係る評価装置のブロック図であり、 図3は、本発明に係る評価装置の考えうる第2実施例と
して、ブレーキドラム用のバイメタル温度測定装置であ
り、 図4はトルク検出装置の形をとった本発明による評価装
置の第3実施例、及び、 図5はトルク検出装置の形をとった本発明による評価装
置の第4実施例である。
面を参照しながら詳細に説明していくものとする。これ
ら図面のうち、 図1は、本発明に係る評価装置の考えうる第1実施例と
して、接線方向に配置された空気圧用の圧力計ピストン
を備えた自動車の車輪の概略側面図であり、 図2は本発明に係る評価装置のブロック図であり、 図3は、本発明に係る評価装置の考えうる第2実施例と
して、ブレーキドラム用のバイメタル温度測定装置であ
り、 図4はトルク検出装置の形をとった本発明による評価装
置の第3実施例、及び、 図5はトルク検出装置の形をとった本発明による評価装
置の第4実施例である。
図1と図2を参照しながら、回転軸で検出される測定値
を評価するために用いられ、全体として参照符号1が付
与された本発明による評価装置の第1実施例を、以下の
ように詳細に説明していくものとする。
を評価するために用いられ、全体として参照符号1が付
与された本発明による評価装置の第1実施例を、以下の
ように詳細に説明していくものとする。
本発明による評価装置1の第1に必須の要素は、検出さ
れた測定値に応じて、その検出された測定値を回転角度
値に変換するための回転角度変換器で構成される。図1
の自動車のタイヤの空気圧計測に関する例の場合、回転
角度変換器は圧力計ピストン2の形をとっており、自動
車の車輪3上の円筒形透視ガラス(sight glass)5内
で、タイヤ4に対してほぼ接線方向に配置されている。
圧力計ピストン2の上昇は空気圧によって決まってく
る。圧力計ピストン2が接線方向に配置されているた
め、測定角度αMはピストンで覆われる範囲とこのピス
トンの上昇との各々によって計測され、その測定角度は
空気圧にほぼ比例している。
れた測定値に応じて、その検出された測定値を回転角度
値に変換するための回転角度変換器で構成される。図1
の自動車のタイヤの空気圧計測に関する例の場合、回転
角度変換器は圧力計ピストン2の形をとっており、自動
車の車輪3上の円筒形透視ガラス(sight glass)5内
で、タイヤ4に対してほぼ接線方向に配置されている。
圧力計ピストン2の上昇は空気圧によって決まってく
る。圧力計ピストン2が接線方向に配置されているた
め、測定角度αMはピストンで覆われる範囲とこのピス
トンの上昇との各々によって計測され、その測定角度は
空気圧にほぼ比例している。
参照用角度αRは、図示例の場合では、圧力計ピストン
2のハウジング固定部材6の間の接線方向距離によって
計測されるが、図示される実施例の他に、その他のいか
なる参照用角度値に変更することも可能である。例え
ば、もし参照用角度を360゜にすれば、円の周上に印を
一つ付けるだけでよいことになる。
2のハウジング固定部材6の間の接線方向距離によって
計測されるが、図示される実施例の他に、その他のいか
なる参照用角度値に変更することも可能である。例え
ば、もし参照用角度を360゜にすれば、円の周上に印を
一つ付けるだけでよいことになる。
赤外線発信素子10及びそれと一対になっている受信素子
11は、自動車の車輪3の回転変位の影響を受けないよう
に配設されており、これら発信及び受信素子10,11は、
測定角度αMと参照用角度αRの両方を検出できるよう
に配置されている。
11は、自動車の車輪3の回転変位の影響を受けないよう
に配設されており、これら発信及び受信素子10,11は、
測定角度αMと参照用角度αRの両方を検出できるよう
に配置されている。
図1によって示される実施例の他に、光学的もしくは磁
気的に作用する素子を発信及び受信素子10,11として用
いることも可能である。
気的に作用する素子を発信及び受信素子10,11として用
いることも可能である。
しかしながら、図1に示される適用例において、発信素
子10及び受信素子11は、光の遮断によって角度を検出す
る場合には圧力計ピストン2の軸方向両側に対向して配
置され、光の反射によって角度を検出する場合には圧力
計ピストン2に対して同一側に配置されるため、赤外線
を用いるのが望ましい。
子10及び受信素子11は、光の遮断によって角度を検出す
る場合には圧力計ピストン2の軸方向両側に対向して配
置され、光の反射によって角度を検出する場合には圧力
計ピストン2に対して同一側に配置されるため、赤外線
を用いるのが望ましい。
図2からも理解できるように、評価装置は、発信素子10
及び受信素子11に接続されかつ第1パルス信号源13を含
む検出手段12を有している。
及び受信素子11に接続されかつ第1パルス信号源13を含
む検出手段12を有している。
本発明の第1実施例においては、このパルス信号源13が
発信素子10を励起するために作用し、これによって発信
素子10がパルス状の赤外線光の形をとったパルス信号を
供給する。更に、検出手段12は受信素子11の下流側に接
続される第1カウント回路14を有している。つまり、発
信素子10がパルス信号によって作動する本発明の実施例
においては、第1カウント回路14が受信素子11によって
受信されたパルスの数をカウントすることになる。
発信素子10を励起するために作用し、これによって発信
素子10がパルス状の赤外線光の形をとったパルス信号を
供給する。更に、検出手段12は受信素子11の下流側に接
続される第1カウント回路14を有している。つまり、発
信素子10がパルス信号によって作動する本発明の実施例
においては、第1カウント回路14が受信素子11によって
受信されたパルスの数をカウントすることになる。
さらに検出手段12は、参照用角度αRが走査されている
間、第1パルス信号源13によって供給されるパルスをカ
ウントするための第2カウント回路15を含んでいる。既
に述べたように、参照用角度αRの大きさは自由に選択
することが可能である。図1及び図2による実施例にお
いては、参照用角度αRは次のようにして検出される。
即ち、受信素子11によって周期的なパルス信号の1周期
の完了が検出されると直ぐに、第2カウント回路15がそ
の中に存在するカウントを供給する。第2カウント回路
15の読み込みとリセットは、例えば受信された一連のパ
ルス信号の各々最初のパルスによって行うことができ
る。
間、第1パルス信号源13によって供給されるパルスをカ
ウントするための第2カウント回路15を含んでいる。既
に述べたように、参照用角度αRの大きさは自由に選択
することが可能である。図1及び図2による実施例にお
いては、参照用角度αRは次のようにして検出される。
即ち、受信素子11によって周期的なパルス信号の1周期
の完了が検出されると直ぐに、第2カウント回路15がそ
の中に存在するカウントを供給する。第2カウント回路
15の読み込みとリセットは、例えば受信された一連のパ
ルス信号の各々最初のパルスによって行うことができ
る。
記載されている実施例のほかに、参照用角度αRの走査
を行うために必要な時間を第2カウント回路15によって
も検出することができる。その際、このカウント回路15
には第2パルス信号源によってカウントパルスが供給さ
れる。
を行うために必要な時間を第2カウント回路15によって
も検出することができる。その際、このカウント回路15
には第2パルス信号源によってカウントパルスが供給さ
れる。
両カウント回路14,15の次には、第1カウント回路14の
第1カウントと第2カウント回路15の第2カウントとの
商を基にして測定値を算出する除算部16が設けられ、図
1による実施例の場合、この測定値は空気圧に相当して
いる。
第1カウントと第2カウント回路15の第2カウントとの
商を基にして測定値を算出する除算部16が設けられ、図
1による実施例の場合、この測定値は空気圧に相当して
いる。
二つのカウント回路14,15に加えて、除算部16もマイク
ロプロセッサによって達成することが可能であること
は、当該技術分野の当業者にとって明白であろう。
ロプロセッサによって達成することが可能であること
は、当該技術分野の当業者にとって明白であろう。
除算部16の次には、検出された測定値がその上に表示さ
れる表示装置17が設けられ、図1による実施例の場合、
この測定値はタイヤの空気圧である。
れる表示装置17が設けられ、図1による実施例の場合、
この測定値はタイヤの空気圧である。
上記の記載から、本発明による測定値検出に際しては、
まず最初に任意の物理的な値を回転角度値へ転換するこ
とが必要であることは明白であろう。この回転角度値は
センサで検出されるようになっており、図示された実施
例の場合は、圧力計ピストン2の上昇位置によって示さ
れるようになっている。この回転角度値は第1タイム信
号に変換されるが、図示される実施例の場合において
は、速度と測定角度αMによって決定される。第2タイ
ム信号は、参照用角度に亘って、軸とセンサ手段10,11
の間で相対的な回転αRが起きるのにかかる時間を表す
ものである。この第2タイム信号は第2カウントに対応
している。測定値を表す数値は、これら二つのデジタル
で検出された数値の商を求めることによって得られるも
のである。
まず最初に任意の物理的な値を回転角度値へ転換するこ
とが必要であることは明白であろう。この回転角度値は
センサで検出されるようになっており、図示された実施
例の場合は、圧力計ピストン2の上昇位置によって示さ
れるようになっている。この回転角度値は第1タイム信
号に変換されるが、図示される実施例の場合において
は、速度と測定角度αMによって決定される。第2タイ
ム信号は、参照用角度に亘って、軸とセンサ手段10,11
の間で相対的な回転αRが起きるのにかかる時間を表す
ものである。この第2タイム信号は第2カウントに対応
している。測定値を表す数値は、これら二つのデジタル
で検出された数値の商を求めることによって得られるも
のである。
第1カウントを形成するために、発信素子10を第1パル
ス信号源によって生成されるパルス信号によって必ずし
も励起する必要はない。第1発信素子10は連続的に発信
するようにせしめておき、測定角度αMを検出する際に
受信素子11が連続的に“ハイ”信号を供給するように
し、その信号によってゲート(図示せず)を開閉するよ
うに制御し、パルス信号がこのゲートを介して第1パル
ス信号源13から第1カウント回路14に直接供給されるよ
うに構成することも考えらえる。
ス信号源によって生成されるパルス信号によって必ずし
も励起する必要はない。第1発信素子10は連続的に発信
するようにせしめておき、測定角度αMを検出する際に
受信素子11が連続的に“ハイ”信号を供給するように
し、その信号によってゲート(図示せず)を開閉するよ
うに制御し、パルス信号がこのゲートを介して第1パル
ス信号源13から第1カウント回路14に直接供給されるよ
うに構成することも考えらえる。
当該技術分野の当業者には明白なことであろうが、第1
に示される本発明による原理の応用、すなわちこの原理
を自動車の車輪3での空気圧測定という回転軸で検出さ
れる測定値の評価に適用することは、限定的なものでは
ない。本発明による原理は、回転軸で検出され、回転角
度値αMに変換せしめられるあらゆる測定値の評価に適
したものである。
に示される本発明による原理の応用、すなわちこの原理
を自動車の車輪3での空気圧測定という回転軸で検出さ
れる測定値の評価に適用することは、限定的なものでは
ない。本発明による原理は、回転軸で検出され、回転角
度値αMに変換せしめられるあらゆる測定値の評価に適
したものである。
本発明による原理を用いて、異なった測定値を回転軸で
検出する場合の一例を図3を参照しながら以下の如く説
明する。この図は自動車のブレーキドラム20の一部を概
略的に表すものであり、このブレーキドラムはハブ24の
軸のまわりを回転するように配置されている。この事例
において目的とする測定値は、自動車ブレーキドラム20
の温度であり、この温度はバイメタルばね21によって回
転角度値に変換される。第1ブレーキドラム温度に対応
する第1位置にあるバイメタルばね21は実線で示され、
第2ブレーキドラム温度に対応する第2位置にある場合
は破線で示されている。この第2位置において、バイメ
タルばねは参照符号21′を付与されている。
検出する場合の一例を図3を参照しながら以下の如く説
明する。この図は自動車のブレーキドラム20の一部を概
略的に表すものであり、このブレーキドラムはハブ24の
軸のまわりを回転するように配置されている。この事例
において目的とする測定値は、自動車ブレーキドラム20
の温度であり、この温度はバイメタルばね21によって回
転角度値に変換される。第1ブレーキドラム温度に対応
する第1位置にあるバイメタルばね21は実線で示され、
第2ブレーキドラム温度に対応する第2位置にある場合
は破線で示されている。この第2位置において、バイメ
タルばねは参照符号21′を付与されている。
さらに、ブレーキドラムには光学的に検出可能なマーク
22,23が取り付けられている。発信及び受信素子10,11に
よって、第1マーク22と第1位置にあるバイメタルばね
21との間の第1温度に対応する第1測定角度αM1と、第
1マーク22と第2位置にあるバイメタルばね21′の間の
第2温度に対応する測定角度αM2と、二つのマーク22,2
3の間の参照用角度αRとを検出することが可能とな
る。
22,23が取り付けられている。発信及び受信素子10,11に
よって、第1マーク22と第1位置にあるバイメタルばね
21との間の第1温度に対応する第1測定角度αM1と、第
1マーク22と第2位置にあるバイメタルばね21′の間の
第2温度に対応する測定角度αM2と、二つのマーク22,2
3の間の参照用角度αRとを検出することが可能とな
る。
この場合においても評価装置は、図2に示される構成を
とることができる。
とることができる。
回転軸で検出される測定値を評価するために用いられる
本発明による評価装置において、この分解能は使用され
る第1パルス信号源の周波数と使用されるカウント回路
の計数能力とによって決定されるため、実際に所望の高
さの分解能のものを実現することができる。本発明によ
る評価装置は無接触状態で作動する。従って、磨耗の影
響を受けることは全くない。
本発明による評価装置において、この分解能は使用され
る第1パルス信号源の周波数と使用されるカウント回路
の計数能力とによって決定されるため、実際に所望の高
さの分解能のものを実現することができる。本発明によ
る評価装置は無接触状態で作動する。従って、磨耗の影
響を受けることは全くない。
さらに、本発明による評価装置は、実際に任意の高速も
しくは低速の回転軸においても同様に効率的に作動する
ことができる。
しくは低速の回転軸においても同様に効率的に作動する
ことができる。
図4及び図5を参照しながら、本発明によるトルク検出
装置を以下に説明する。
装置を以下に説明する。
図4から理解できるように、全体的な参照符号31を付与
されたトルク検出装置は、二つのディスク33,34を有す
る回転角度変換器32を含んでいる。これらのディスク3
3,34は各々図4の右側の図に示されるような形状を有
し、少なくとも一つの円弧窓35及び36を含むことが可能
である。回転角度変換器32の第1ディスク33は入力側軸
要素37に接続されており、第2ディスク34は出力側軸要
素38に装着されている。回転軸のトルク測定に関して本
発明の利用が可能である一分野においては、入力側軸要
素37は駆動要素であり、出力側軸要素38は被駆動要素と
なる。
されたトルク検出装置は、二つのディスク33,34を有す
る回転角度変換器32を含んでいる。これらのディスク3
3,34は各々図4の右側の図に示されるような形状を有
し、少なくとも一つの円弧窓35及び36を含むことが可能
である。回転角度変換器32の第1ディスク33は入力側軸
要素37に接続されており、第2ディスク34は出力側軸要
素38に装着されている。回転軸のトルク測定に関して本
発明の利用が可能である一分野においては、入力側軸要
素37は駆動要素であり、出力側軸要素38は被駆動要素と
なる。
二つの軸要素37,38の間には、これら二つの要素を捩り
弾性をもって接続し、図示される実施例の場合にはばね
の形をとっている手段39が具備されている。円弧窓35,3
6の部位では、発信素子10と受信素子11とが軸方向で互
いに対向するように配置されている。図示されている例
の場合、発信素子10は発光ダイオードの形をとる電子光
学的発信素子である。本発明のこの実施例の場合、受信
素子11はフォトトランジスタの形をとる光電受信素子で
ある。これらの素子は信号を供給するためのセンサ手段
として機能し、発信素子10と受信素子11の間に信号の伝
達が行われたか否かを示すものである。二つの円弧窓35
及び36によって規定され、かつその角度の大きさが作用
しているトルクによって決定される窓部がこの素子10及
び11の間に位置している場合は、信号伝達が行われるこ
とになる。
弾性をもって接続し、図示される実施例の場合にはばね
の形をとっている手段39が具備されている。円弧窓35,3
6の部位では、発信素子10と受信素子11とが軸方向で互
いに対向するように配置されている。図示されている例
の場合、発信素子10は発光ダイオードの形をとる電子光
学的発信素子である。本発明のこの実施例の場合、受信
素子11はフォトトランジスタの形をとる光電受信素子で
ある。これらの素子は信号を供給するためのセンサ手段
として機能し、発信素子10と受信素子11の間に信号の伝
達が行われたか否かを示すものである。二つの円弧窓35
及び36によって規定され、かつその角度の大きさが作用
しているトルクによって決定される窓部がこの素子10及
び11の間に位置している場合は、信号伝達が行われるこ
とになる。
以上に記載された実施例以外に、発信素子10及び受信素
子11を磁気もしくは電気信号を伝達するのに適した構成
とすることも可能である。
子11を磁気もしくは電気信号を伝達するのに適した構成
とすることも可能である。
このトルク検出装置は、図2に記載された型の検出・評
価手段12を含んでおり、この検出・評価手段12は、発信
素子10だけでなく受信素子11にも接続されている。
価手段12を含んでおり、この検出・評価手段12は、発信
素子10だけでなく受信素子11にも接続されている。
除算部16は、第1カウント回路14の第1カウントと第2
カウント回路15の第2カウントと商を基にして、軸要素
37及び38の間に伝達される瞬間的なトルクを算出する。
カウント回路15の第2カウントと商を基にして、軸要素
37及び38の間に伝達される瞬間的なトルクを算出する。
この除算部16の次には、検出されたトルクを第1表示部
に表示する表示装置17がある。除算部16を有しているマ
イクロプロセッサは、速度と反比例する第2カウントを
基にして、結果的に速度を計測することも可能であり、
この速度は表示装置17の第2表示部に表示されることに
なる。さらにマイクロプロセッサは速度とトルクを掛け
合わせることによって動力を導き出すことができるが、
この動力は第3表示部に表示されることになる。
に表示する表示装置17がある。除算部16を有しているマ
イクロプロセッサは、速度と反比例する第2カウントを
基にして、結果的に速度を計測することも可能であり、
この速度は表示装置17の第2表示部に表示されることに
なる。さらにマイクロプロセッサは速度とトルクを掛け
合わせることによって動力を導き出すことができるが、
この動力は第3表示部に表示されることになる。
上記の記載から、本発明によるトルク検出の概念におい
ては、まず第1に、トルクを回転角度値に変換すること
が必要であるが、この値はセンサで検出するようになっ
ており、図示される実施例の場合、この回転角度値は、
相対的に回転する二つの円弧窓35及び36に規定される窓
部に対応するものであることは、明白であろう。この回
転角度値は、図示される実施例の場合、第1カウントに
対応する第1タイム信号に変換されるものである。第2
タイム信号は、参照用角度に亘って、軸とセンサ手段10
及び11の間で相対的な回転が起こるのにかかる時間を表
すものである。この第2タイム信号は第2カウントに対
応している。トルクは、これら二つのデジタル検出され
た数値で求めた商を基にして得られる。
ては、まず第1に、トルクを回転角度値に変換すること
が必要であるが、この値はセンサで検出するようになっ
ており、図示される実施例の場合、この回転角度値は、
相対的に回転する二つの円弧窓35及び36に規定される窓
部に対応するものであることは、明白であろう。この回
転角度値は、図示される実施例の場合、第1カウントに
対応する第1タイム信号に変換されるものである。第2
タイム信号は、参照用角度に亘って、軸とセンサ手段10
及び11の間で相対的な回転が起こるのにかかる時間を表
すものである。この第2タイム信号は第2カウントに対
応している。トルクは、これら二つのデジタル検出され
た数値で求めた商を基にして得られる。
図4に関して記載された実施例において、センサ手段10
及び11は静止状態であり、その一方で軸要素37及び38は
回転している。
及び11は静止状態であり、その一方で軸要素37及び38は
回転している。
以下に続く記載と図5を参照することによって明らかな
ように、本発明によるトルク検出装置は、静止状態の軸
に作用するトルクを検出しなければならない場合におい
ても採用しうることは、明白に理解しうるであろう。こ
の場合のセンサ手段10は、駆動手段の力を借りて軸のま
わりを参照用角度に亘って回転する。図5によるこの実
施例において、駆動手段はウォーム42を駆動させるため
のモータ41として表されており、このモータ41によって
歯環43は軸のまわりを回転し、センサ手段10及び11は歯
環上を案内される。第1カウントは、図4に記載された
実施例の場合と同様の方法で形成される。参照用角度を
走査するのにかかる時間のパルス数もしくは時間に関す
る第2カウントは、この実施例の場合、例えばパルス信
号源13と第2カウント回路15の間に配置されたゲートを
制御して、モータ41が駆動力を発生している間はゲート
を開くようにすることによって構成することができる。
ように、本発明によるトルク検出装置は、静止状態の軸
に作用するトルクを検出しなければならない場合におい
ても採用しうることは、明白に理解しうるであろう。こ
の場合のセンサ手段10は、駆動手段の力を借りて軸のま
わりを参照用角度に亘って回転する。図5によるこの実
施例において、駆動手段はウォーム42を駆動させるため
のモータ41として表されており、このモータ41によって
歯環43は軸のまわりを回転し、センサ手段10及び11は歯
環上を案内される。第1カウントは、図4に記載された
実施例の場合と同様の方法で形成される。参照用角度を
走査するのにかかる時間のパルス数もしくは時間に関す
る第2カウントは、この実施例の場合、例えばパルス信
号源13と第2カウント回路15の間に配置されたゲートを
制御して、モータ41が駆動力を発生している間はゲート
を開くようにすることによって構成することができる。
当該技術分野の当業者にとっては、本記載において使用
されている用語、及び二つの軸要素の間の弾性接続手段
の表現が、その両端が軸要素を規定し、その主部は弾性
装置であるような、本質的に弾力性を持つ軸の使用をも
含んでいることは明白であろう。
されている用語、及び二つの軸要素の間の弾性接続手段
の表現が、その両端が軸要素を規定し、その主部は弾性
装置であるような、本質的に弾力性を持つ軸の使用をも
含んでいることは明白であろう。
更に、第1及び第2カウント回路のための別々のセンサ
要素によって、センサ手段を構成することも可能であ
る。この場合のセンサ要素は、軸上に間隙をおいて配置
することができる。
要素によって、センサ手段を構成することも可能であ
る。この場合のセンサ要素は、軸上に間隙をおいて配置
することができる。
本発明によるトルク検出装置によって、分解能の高いト
ルク検出を行うことが可能となり、この分解能は、使用
される第1パルス信号源の周波数と使用されるカウンタ
ーの計数能力によって決定されるので、実際に所望の高
さの分解能のものを実現することが可能である。本発明
によるトルク検出装置は、無接触の状態で作動し、計測
原理が完全にデジタルであるため、いかなる抵抗歪みゲ
ージあるいは他のいかなるアナログセンサをも必要とし
ない。
ルク検出を行うことが可能となり、この分解能は、使用
される第1パルス信号源の周波数と使用されるカウンタ
ーの計数能力によって決定されるので、実際に所望の高
さの分解能のものを実現することが可能である。本発明
によるトルク検出装置は、無接触の状態で作動し、計測
原理が完全にデジタルであるため、いかなる抵抗歪みゲ
ージあるいは他のいかなるアナログセンサをも必要とし
ない。
本発明によるトルク検出装置は、全てのモータ、駆動装
置、及び伝達装置の場合において用いることが可能であ
る。本発明によるトルク検出装置は、非常に簡単な構造
でありながら、それにもかかわらず高い測定精度を実現
している。
置、及び伝達装置の場合において用いることが可能であ
る。本発明によるトルク検出装置は、非常に簡単な構造
でありながら、それにもかかわらず高い測定精度を実現
している。
本出願において用いられる「回転軸」という用語は、評
価装置の位置に対して、検出されるべき値の計測位置が
相対的に回転せしめられるような構造になっているもの
全てを含むことを意図したものである。
価装置の位置に対して、検出されるべき値の計測位置が
相対的に回転せしめられるような構造になっているもの
全てを含むことを意図したものである。
Claims (5)
- 【請求項1】回転軸で検出された測定値を評価するため
に用いられる評価装置であって、検出された測定値をそ
の測定値に応じた回転角度値(αM)に変換するための
回転角度変換器(2−6;21−23)と、 第1カウント回路(14)とセンサ手段(10,11)とを含
み、上記回転角度変換器(2−6;21−23)に対して相対
的に回転するように構成され、回転角度値を検出してそ
こから測定値を導き出す回転角度値用の検出手段(12)
とを備え、 上記回転角度変換器は温度を軸の角度に変換するための
手段(21)であり、上記検出手段は第1パルス信号源
(13)を含み、 センサ手段(10,11)が、上記測定値に対応する回転角
度値(αM)に亘って、回転角度変換器(2−6;21−2
3)に対して相対的な回転を行う時間の間に、第1カウ
ント回路(14)が第1パルス信号源(13)によって供給
されるパルスをカウントするように構成され、 上記検出手段は、参照用時間の間、上記第1パルス信号
源もしくは第2パルス信号源(13)によって供給される
パルスをカウントする第2カウント回路(15)を含んで
おり、この参照用時間とは、センサ手段(10,11)が回
転角度変換器(2−6;21−23)に対して参照用角度(α
R)に亘って相対回転を行うために要する時間であるこ
と、及び、 検出手段(12)は、第1カウントの第2カウントに対す
る商から測定値を導き出すことを特徴とする評価装置。 - 【請求項2】入力側軸要素(37)と出力側軸要素(38)
との間に伝達されるトルクを計測するために用いられる
評価装置であって、 両軸要素(37,38)の間に配設され、伝達されるトルク
に応じて両軸要素(37,38)に相対的な角度位置の捩れ
を生じさせる弾性接続手段(39)と、両軸要素(37,3
8)に接続されており、この両軸要素(37,38)の角度位
置の捩れに応じて検出可能な回転角度値を生成するため
に用いられる回転角度変換器(32)と、 第1カウント回路(14)とセンサ手段(10,11)とを含
み、回転角度変換器(32)に対して相対的に回転するよ
うに構成され、回転角度値を検出してそこからトルクを
導き出す回転角度値用の検出・評価手段(12)とを備
え、 上記回転角度変換器(32)は二つのディスク(33,34)
を備えており、これらディスクは軸要素(37,38)にそ
れぞれ接続されており、両ディスクがそれぞれ共通の窓
(35,36)を有し、これら窓の角度が軸要素(37,38)の
角度位置の捩れを表す回転角度値であり、 上記検出・評価手段は第1パルス信号源(13)を含み、 上記センサ手段(10,11)が、上記トルクに対応する回
転角度値(αM)に亘って、回転角度変換器(2−6;21
−23)に対して相対的な回転を行う時間の間に、第1カ
ウント回路(14)が第1パルス信号源(13)によって供
給されるパルスをカウントするように構成され、 上記検出・評価手段(12)は、参照用時間の間、上記第
1パルス信号源もしくは第2パルス信号源(13)によっ
て供給されるパルスをカウントする第2カウント回路
(15)を含んでおり、この参照用時間とは、参照用角度
に亘って、センサ手段(10,11)が回転角度変換器(3
2)に対する相対的な回転を行うために要する時間であ
ること、及び、 検出・評価手段(12)は、第1カウントの第2カウント
に対する商からトルクを導き出すことを特徴とする評価
装置。 - 【請求項3】上記温度変換手段はバイメタルばね(21)
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の評価装
置。 - 【請求項4】回転軸で検出された測定値を評価するため
に用いられる評価装置であって、検出された測定値をそ
の測定値に応じた回転角度値(αM)に変換するための
回転角度変換器(2−6;21−23)と、 第1カウント回路(14)とセンサ手段(10,11)とを含
み、上記回転角度変換器(2−6;21−23)に対して相対
的に回転するように構成され、回転角度値を検出してそ
こから測定値を導き出す回転角度値用の検出手段(12)
とを備え、 上記回転角度変換器は空気圧を車の車輪(3)の角度に
変換するための手段(2−6)を備え、 上記検出手段は第1パルス信号源(13)を含み、 上記センサ手段(10,11)が、上記測定値に対応する回
転角度値(αM)に亘って、回転角度変換器(2−6;21
−23)に対して相対的な回転を行う時間の間に、第1カ
ウント回路(14)が第1パルス信号源(13)によって供
給されるパルスをカウントするように構成され、 上記検出手段は、参照用時間の間、上記第1パルス信号
源もしくは第2パルス信号源(13)によって供給される
パルスをカウントする第2カウント回路(15)を含んで
おり、この参照用時間とは、センサ手段(10,11)が回
転角度変換器(2−6;21−23)に対して参照用角度(α
R)に亘って相対回転を行うために要する時間であるこ
と、及び、 検出手段(12)は、第1カウントの第2カウントに対す
る商から測定値を導き出すことを特徴とする評価装置。 - 【請求項5】上記空気圧変換手段(2−6)は圧力計ピ
ストン(2)を備えており、このピストンが空気圧を測
定すべきタイヤ(4)の接線方向に配設されていること
を特徴とする請求項4に記載の評価装置。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914105120 DE4105120C1 (en) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | Torque detector for transmission between shafts - has angle of rotation indication supplying evaluator with counting circuit and sensor |
DE19914110397 DE4110397C1 (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Evaluating arrangement for parameters measured on rotating shaft - has rotation angle detector rotatable w.r.t. rotation angle indicator which derives measurement parameter |
DE4105120.3 | 1991-03-28 | ||
DE4110397.1 | 1991-03-28 | ||
PCT/DE1992/000033 WO1992015001A1 (de) | 1991-02-19 | 1992-01-17 | Auswertungseinrichtung für eine auf einer drehbaren welle erfasste messgrösse |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06502251A JPH06502251A (ja) | 1994-03-10 |
JPH0752128B2 true JPH0752128B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=25901151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4503453A Expired - Lifetime JPH0752128B2 (ja) | 1991-02-19 | 1992-01-17 | 回転軸で検出される測定値を評価するための評価装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0535171B1 (ja) |
JP (1) | JPH0752128B2 (ja) |
AT (1) | ATE105406T1 (ja) |
DE (1) | DE59200150D1 (ja) |
WO (1) | WO1992015001A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO300940B1 (no) * | 1994-09-26 | 1997-08-18 | Frantz Karsten Smith | Anordning for maling av torsjon pa roterende akslinger |
US7578357B2 (en) * | 2006-09-12 | 2009-08-25 | Black & Decker Inc. | Driver with external torque value indicator integrated with spindle lock and related method |
CN103196575A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-07-10 | 西安交通大学 | 一种滚动轴承运动部件的在线测温方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2626687B1 (fr) * | 1988-02-02 | 1990-05-25 | Commissariat Energie Atomique | Comparateur numerique, ratiometre numerique et analyseur d'amplitude comportant de tels ratiometres |
-
1992
- 1992-01-17 EP EP92902891A patent/EP0535171B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-17 AT AT9292902891T patent/ATE105406T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-01-17 DE DE59200150T patent/DE59200150D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-01-17 WO PCT/DE1992/000033 patent/WO1992015001A1/de active IP Right Grant
- 1992-01-17 JP JP4503453A patent/JPH0752128B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1992015001A1 (de) | 1992-09-03 |
DE59200150D1 (de) | 1994-06-09 |
ATE105406T1 (de) | 1994-05-15 |
JPH06502251A (ja) | 1994-03-10 |
EP0535171B1 (de) | 1994-05-04 |
EP0535171A1 (de) | 1993-04-07 |
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