WO1985000228A1 - Period detection circuit - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称 周期検出回路

技術分野

この発明は例えばベル ト コ ンベア等の機械装置の速さをその画 転速さに応じた周期のパルスの、 その周期を検出することにより なす周期検出 tel路に係わり、 特に超低速延いては停止を良好に検 出できるものに関する。

背景技術

回転速さの検出をなす場合、 一般的にはその 111転の速さに応じ た周期のパルスを発生するパルス発生器からのパルスの周期を例 えば電圧に変換して回転速さ計の指示計にて措示させ、 その揹 を読み取るようにしている。

ところが、 この場合、 回転が低速になると、 パルス発生器より のパルスの周期が長く なるため、 Inl転速さ計の 1^:旨示計器の指針が 振動し、 指示を正確に読み取ることが困難になる。 この欠点を Isl 避すベく大容量のコ ンデンサを接続することがなされるが、 その ようにすると回転速さ計の応答速度が低下してしまう欠点がある。

そこで、 このよ うな欠点を生じない装置を出願人は先に提供し た。

第 1 図はその一例を示すものである。 同図において、 （1)は入力 嬸子で、 パルス発生器よりの回転速さに応じた周期のパルス P【が この入力端子（1)を通じて単安定マルチバイ ブレータ（²)に供給され、 これよりパルス P Iに間期したパルス P S (第 2図 A ) が得られる。 このパルス P Sは単安定マルチバイ ブレータ ）に供袷されてこれよ りパルス P Sが僅かに遅延されたパルス P R (同図 B ) が得られ、 こ のパルス P Rが + ( Tは周期） 関数発生回路 (⁴)にその リ セ ッ トパル スとして供給される。 この +関数発生回路 からは、 パルス P Rに より リ セッ トされた時点で所定電圧 E M とされ、 この時点より次 のリセツ トパルスが到来するまで電圧 E M より入力パルス P Iの周 期 Tに応じて双曲線的に下がるような下向きの鋸歯状波出力 SA

(同図 C ) が得られる。 したがって、 この出力 はパルス P Rによ り リセッ トされる直前の時点では、 すなわち図の下向きの鋸歯伏 波の波高値は入力パルス P ίの周期に応じた電圧となっている。

この関数発生回路 (4)の出力 S Aはサンプリ ング用ゲ一十回路 )に 供給される。 そして、 単安定マルチバイ ブレータ }よりのパルス P Sがォァゲー ト（5)を通じてこのサンプリ ング用ゲー ト回路 (⁶)に供 給されて、 出力 S Aがパルス PSによりサンプリ ングされ、 そのサン プリ ング電圧がコ ンデンサ C7)に記憶される。 パルス P Sはリセ ッ ト ノ、'ルス P Rの直前のパルスであるので、 ゲー ト fill路 (⁶)でサンプリ ン グされるのは前述したように入力パルス P Iの周期に応じた鋸歯状 波電圧 S Aの下向きの波 '値電圧であり、 これがコ ンデンサ ）に記 憶されることになる。— このコ ンデンサ ）に記憶された電圧 SHo

(同図 Dの実線） はバッファァンプ (8)を通じて 計器 (⁹)に供給 される。 したがって、 指示計器 (⁹)の指針は電 ) SH₀ に応じたもの となる。

バッファアンプ' (8)の出力ば、 また、 比較 tel路 αο)に供給され、 一 方、 関数発生回路 (4)の出力 SAがこの比較回路 αο)に供給され、 これ より は電圧 SHo より も出力 S Aが低く なるようなときハイ レベルと なる比較出力 SC (第 2図 E ) が得られ、 これがオアゲー ト )を介 してサンブリ ング用ゲー ト回路 ）に供給されて、 出力 SCのハィ レ ベル期間、 このゲー ト回路 (6)が開とされ、 コ ンデンサ ）の電圧 S Ho は第 2図 Dの実線で示すように出力 S /Uこ従って双曲線的に変化す る。 比較 HI路脚の出力 SCがハイ レベルとなるのは速さが低下して 入力パルス P Iの周期が县く なったときである。 したがって、 この 第 1図回路によれば、 措示計器 (9)の 針は速さが低下して入力パ ルス P Iの周期が長く なつたときにも振動するよう なことな く 、 措 針は速さ低下に追従して順次振れが変化するものとなり、 超低速 をも良好に検出できるようになる。 ところで、 以上のような周期 検出回路を停止検出翻路としても使用するときは次のような欠点 がある。

すなわち、 第 1 図の回路においては速さが低下して周期 Tが县 く なるに従って、 出力 S Aはヌ乂曲線的に低下するものとなり、 コ ン デンサ（7)に得られる電圧 SHo もこれに対応する。 第 2図のよう に 速さが低下したときにも入力パルス P Iが到来すれば、 ほぼその時 点における周期 Tに対応した低電圧にコ ンデンサ（7)の電圧 S Ho は 保持され、 措示計器 (⁹)の 針にそれが表示される。'

ところが、 このように入力パルスが必ず到来するものであれば 問題はないが、 回転等が急に停止して入力パルス P Iが到来しな く なったときには、 電圧 S Ho は、 関数発生回路 (4)の出力 S Aの ¾曲線 的低下に追従したものとなる。 この下降する双曲線は実用上渐近 像の出力を有するため、 回転等が急に停止したにもかかわらず、 指針の擴れは零にならず、 停止の検出に不便である。 ·

この発明は上記の点にかんがみ第 1 図に示したような低速をも ^好に検出できるような周期検出 fel路において、 特に停 lh検出を も良好に行なえるようにしたものを提供しょう とすることを目的 とする。

発明の開示

通常、 回転速さ等の速さの被検体であるコ ンベア等の機械装置 は、 使用状態での速度変動はあまり急激ではな く 、 無断変速機等 を操作して徐々に速度を変化させるものであり、 入力パルスの周 期変化は具体的に 2倍を超えることは少な く 、 何等かの事故によ り急停止した場合のみその入力パルス周期は 3倍を超えるような 変化を呈する。

そこで、 この発明では、 入力パルスの周期が急に変化して数倍

O PI に县く なつた周期に相当する値を設定する手段を設け、 この設定 手段の出方を入力パルス P Iに同期し、 かつ同一周期のパルスの時 点で記憶手段に記憶し、 この記憶手段の記憶値と、 第 1図例のよ うにして入力パルスの周期に応じ、 しかも入力パルスの周期が長 く なつたときその長く なつた周期変化に追従して変化するような 周期検岀出力とを比較し、 その比較出力として停止検出信号を得 るようにする。

このようなこの発明によれば、 一般に速さ検出の被検体である 機械装置が通常の使用状態での速度変動はあまり急激でなく 、 急 激な速度低下は停止とみなすことができることを利用して、 入力 パルスである被測定パルスの周期が急に数倍に县く なったとき停 止検出と判断して指針の振れを零にすることができるので従来の ような欠点がな く なる。

しかも、 この発明においては、 この停止検岀のための回路は 2 個の記憶回路と、 比較回路を設けるだけの簡単な構成でよいとい う利点がある。

図面の簡単な説明

第 1図は従来の周期検出画路の一例の系統図、 第 2図はその説 明及びこの発明の一例の説明のための波形図、 第 3図はこの発明 回路の一例の系統図、 第 4図はこの発明の他の例の系統図、 第 5 図はその要部の動作を示すフローチヤ一 トである。

発明を実施するための最良の形態

第 3図はこの癸明の一例で、 この例は第 1図の周期検出回路に 停止検出回路部が付加された場合である。

すなわち、 この例においては、 ノ ッファアンプ ）の出力が抵抗

( 11) 及び （12) により分圧される。 例えば抵抗 （12) が調整さ れて、 これら抵抗 （ 11) 及び （ 12) の接続点に得られる電圧は、 ノ ッファアンプ ）の出力電圧値の 〜 +に設定される。 すなわち-

OMPI — 入力パルス PIの周期が急激に変化して、 前の安定な状態の 3〜 5 倍に县く なったときに等しい値に設定される。 この電圧値はサン プリ ング用のゲー ト回路 （13) に供給され、 このゲー ト HI路 （13) においてパルス PSによってサンプリ ングされ、 そのサンプリ ング 値がコ ンデンサ （ U) に記憶される。 このコ ンデンサ （ 14) の記 憶出力電圧 SH_S (第 2図 Dの一点鑌線） はバッ ファ ア ンフ' （ 15) を通じて比較回路 （ 16〉 に供給される。 この比較回路 （ 16) には、 また、 ノ ッファアンプ Wの出力が供袷される。 したがって、 この 比較 fel路 （ 16) からは、 コ ンデンサ （ 14) の 意出力電圧 SH_S よ り もコ ンデンサ ）の記憶出力電圧が低く なつたときハイ レベルと なる比較出力 STP (第 21IIF) が得られる。 つまり、 この比較出 力 STP は入力パルス PIが被検体が急停止とみなせるような急に長 い周期となったときハイ レベルとなるもので、 これは取り も直さ ず、 停止検出信号である。

この例では停止検出がなされたとき、 指示計器の措針が零を^ すようにされ、 このためバッファ ア ンプ ）の出力はスィ ツチ回路 ( 17) を通じてバッ ファ ア ンプ （ 18) に供給され、 このバッ フ ァ ア ンプ （ 18) より出力端子 （ 19) が導出され、 この出力端子 （ 19) に得られる信号が措示計器に供給されるようになされている。 そ して、 比較回路 （ 16) の出力 STP によってスィ ッチ回路 （ 17) が 制御され、 停止検出されて出力 STP がハイ レベルとなったときス イ ッチ回路 （ 17) がオフとなるようにされる。

なお、 停止検出出力 STP がハイ レベルになって停止検出された 後に被検体の速さが上昇して元の速さに復帰したようなときは第 2図で点線で示すように周期の短い入力パルスが到来するので第

2図からも明らかなように、 コ ンデンサ（⁷)の電圧は即座に上昇し、 このため出力 STP はロー レペルに下がって、 スィ ツチ回路 （ 17) はオンとなり、 その後は定常状態と全く 同様に周期検出がなされ るものである。

なお、 出力皤子 （ 19) に得られる信号は指示計器に供袷される 場合に限らず、 例えば被検体である機械装置の動作を制御するコ ンピュータの入力の一つとするようにしてもよい。

第 3図の例はアナログ的に構成した例であるが、 この発明はデ ジタル的にも構成できる。

すなわち、 この発明ば例えばマイ ク ロコ ンピュータを利用して すべてソフ ト処理により以上の動作をなすこともできるものであ る。 しかし、 説明を容易にするため、 第 4 1のハー ドゥエァ及び その要部のフローチヤ一 トを参照してこのデジタル的な構成の一

例を説明しょう。

第 4図において、 （21) は周期検出用の関数発生 iHl路としての カウ ンタで、 入力パルス P Iより十分 'い周波数のク 口 ッ クパルス

CPが端子 （22) を通じてそのク ロック端子に供給される。 そして、 前述したように入力パルス P Iに同期し、 同じ周期のパルス P Rが嬙

-f ( 23) を通じてこのカウ ンタ （21) のリ セッ ト端子に供袷され る。 したがって、 このカウ ンタ （ 2 i) のカ ウ ン ト値はパルス P Rの 周期の县さに応じたものとなる。 このカウ ンタ （21) のカウ ン ト 値出力 CMT はメモリ （24) に俱給され、 また、 パルス P Rの直前の パルス PSが、 ¾子 （25) よりオアゲー ト （26) を通じてこのメ モ リ （24) に供給されて、 このパルス PSの時点で、 従ってパルス P R によってリ セッ 卜 される直前の時点のそのカウ ン ト値がこのメモ リ （24) に記億される。 このメモ リ （24) の ¾憶値 M i は比較 to! 路 （27) に供袷されて、 カウ ンタ （24) の出力カ ウ ン ト値 CNT と比較され、 ≤ CMT となったときこの比較 fel路 （27) の出力 によりア ン ドゲー ト （28) が開とされ、 このア ン ドゲー ト （28) を通じてク ロ ックパルス CPが得られ、 これがオアゲー ト （26) を 通じてメ モリ （ 24) に供袷されて、 パルス CPにより順次メ モリ

OM?I ， wi?o - ( 24) の内容がカウ ン ト値 CNT に書き改められる。

こう して得られたメモリ （24) の記憶値は第 1図及び第 3図の コ ンデンサ（7)の出力値に相当する。

このメモリ （24) の記憶値は掛算回路 （29) に供袷されて、 そ の値が例えば 3倍にされ、 その 3倍値がメ モリ （30) にパルス PS により記憶される。 したがって、 このメ モ リ （30) の記憶値 M ₂ は入力パルスの周期が急に 3倍に县く なつたときの値に相当する c そのメ モ リ （ 30) の記憶値 M ₂ とメ モリ （24) の記憶値 IV とは 比較回路 （31) において比較され、 M ₂ < M 1 ( = CNT ) となつ たとき、 この比較回路 （31) より停止検出 ί言号が得られる。

第 5図は、 入力パルスの周期がその前の周期より長く なつてメ モリ （24) の記憶値 がカ ウ ンタ （ 21) のカ ウ ン ト値 CNT に追 従し、 しかも、 周期が 3倍以上に县く なったとき停止検出とする ことを示すフローチャー トである。

ΟΜΡΙ WIPO

Claims

求 の

被測定パルスを受け、 その周期に応じた値を出力する周期検出 回路において、 上記周期に応じた値を記憶する第 1 の記憶手段と この第 1 の記憶手段からのその前の記憶内容に設定値を乗じた値 を記憶する第 2 の記憶手 と、 上記第 1 の記憶手段の記憶値が上 記第 2 の記憶手段の記憶値より大き く なったとき停止検出出力を 青

得る比較手段を けた周萠検出画路。

OMPI

Iふ